汽車行業主要耗能工序和節能措施分析

程宇鵬 中國國際工程咨詢公司

我國汽車產業經過60年的發展，特別是近20年的快速發展，已成長為一個年產值達5萬億元(2012年全國汽車行業規模以上企業累計完成工業總產值5.29萬億元)、稅收1萬億元、直接和間接提供就業崗位3000多萬個、進出口貿易額達千億美元的國民經濟重要的支柱型產業，并已連續五年居世界汽車產銷之首。

汽車工業是耗能較高產業，隨著產業大發展，汽車生產過程中的節能減排問題越發重要。開展對汽車工業節能降耗的研究，了解世界和國內能耗的實際平均水平，掌握汽車企業的能耗狀況，開展節能降耗方面的經驗、問題以及國內外汽車生產過程中節能減排的先進技術的研究，確定我國汽車企業今后節能降耗的發展方向，制定汽車生產的能耗標準具有重要的現實意義。

1 汽車生產過程中的主要耗能工序

國內轎車生產項目中生產工藝主要包括沖壓、焊裝、涂裝、總裝工藝。其中，最大耗能工序是涂裝工序，其能耗占全部能耗70%以上，污染物排放的90%以上；其次是焊裝工序。涂裝工序主要消耗的包括電、天然氣、蒸汽、水，其電耗主要用于前處理、電泳、噴房、烘房、空調送風系統等各種設備；天然氣主要用于涂裝車間的烘干、空調系統；蒸汽主要用于涂裝車間的前處理（前處理含預脫脂、脫脂、表調、磷化、鈍化）；水耗主要用于車身車間循環補充水、涂裝的前處理和電泳后水洗、制冷站的循環補充水、空壓站的循環補充水等。焊裝工序中的電耗主要用于汽車車身、總成及其分總成的焊接、修磨、調整等的加工。

2 耗能工序的節能措施

沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大主要耗能工藝涉及的主要節能措施包括以下幾點：

（1）沖壓工藝

沖壓車間內采用先進的伺服壓力機線代替普通機械壓力線，采用機械連桿伺服壓力機的能耗是相同輸出壓力的機械壓力機的40%，油壓機的30%；沖壓生產采用一模雙件形式和自動化沖壓生產線；壓力機氣墊采用交流伺服電機控制系統，可更好的實現電機高效節能運行，降低電耗；大型多工位壓力機技術以大型多工位壓力機集機械、電子、控制和檢測技術為一體，全自動、智能化、操作安全、沖壓件綜合成本低、生產效率高、節約能源，滿足汽車行業大批量生產和節能減排需要，是當今大型覆蓋件沖壓設備的發展方向。

（2）焊裝工藝

焊裝工藝主要生產耗能在于焊接，通常采用生產效率高、能源消耗低的電阻焊（點焊）和氣體保護焊工藝；節能逆變弧焊設備采用一體式（逆變）焊機，它將電阻焊變壓器與焊鉗組合成一體，節省了傳統分體式焊機在電阻焊變壓器與焊鉗之間的通電電纜所消耗的電能。同時，焊接采用自動化生產線，利用焊接機器人，合理組織生產，有利于減少焊接輔料的利用，有利于減少空轉和電力消耗。

（3）涂裝工藝

汽車表面，包括車身、門、保險杠等，噴漆后需要經過晾干、烘干過程，才能進入下一道組裝工序，如果采用自然晾干，需要經過較長的時間，不符合現代化工業生產的批量化要求。采用高溫空氣對噴漆后的汽車表面進行烘干，雖然加快了烘干進度，減少了涂裝車間的占地面積，有利于組織涂裝生產，但是卻要以消耗大量能源為代價。

轎車生產過程中一般采用燃氣加熱烘干，烘干室采用橋式結構，熱風循環利用，烘干室廢氣焚燒采用RTO系統；現代轎車涂裝工藝，采用“三濕”涂裝技術，包括3C1B（即中涂、底色漆、罩光三道漆“濕碰濕”后一起烘干）和雙底色緊湊型面漆噴涂工藝（即BC1、BC2和罩光三道漆“濕碰濕”后一起烘干）。

采用天然氣烘干爐，利用天然氣直接加熱，減少了鍋爐、熱交換器等能源轉換過程，轉換一次損失一次，減少了熱力輸送能源過程的散熱損失，同時天然氣就近燃燒，可利用回收熱空氣的余熱和有機溶劑，天然氣烘干爐是節能的涂裝加熱工藝。

轎車噴漆過程中采用自動涂裝機器人，有利于改善勞動環境，有利于節約電力消耗；靜電噴涂技術可提高涂料利用率、涂裝產品質量和勞動生產率，同時改善了傳統空氣噴涂漆霧飛濺嚴重，作業環境差的現象；烘干室采用橋型結構，與直通式結構相比熱量損失減少；在燃燒裝置中設置空氣預熱系統，對排放煙氣的余熱進行回收利用；油漆原料采用環保型的水溶性涂料，減少了苯類、醛類等污染物的排放量，降低了環保處理能耗；在油漆烘干工藝方面，將聚氯乙烯（PVC）涂膠工序后的烘烤與中涂烘烤合并，減少一道烘烤工序，將烘干室排出的廢氣送到燃燒裝置中進行燃燒后再排放，簡化了烘房廢氣處理流程，還對廢氣中所含熱值進行了充分利用，減少了天然氣的消耗量。

（4）總裝工序

總裝工序中摩擦式輸送系統是利用摩擦力驅動被輸送物體的一種輸送形式，摩擦式輸送系統與傳統的積放鏈、滑橇系統相比，具有空間利用率高、低噪聲、低能耗、環保、輸送速度高等優點；在整車裝配過程中采用模塊化裝配工藝，有效簡化了組裝工序，縮短了裝配線，提高了生產效率，降低了裝配過程能耗。

除上述四大耗能工序外，還包括其它一些節能措施，如空調系統設置室內外溫濕度遙測儀表，可根據負荷變化自動調節運行，實現控制節能；生產、生活用水系統及循環水系統中采用變頻調速控制器，實現了節電節水等等。

3 結語

在當前全國實行節能降耗的背景下，汽車產業在產業升級、技術改造、節能減排等方面開展了大量工作，取得了明顯效果，將來仍需進一步采用先進的節能減排技術，推動行業的持續、健康發展。