華晨寶馬新工廠車身車間工藝?yán)鋮s節(jié)能方案

文｜科特貝德機電設(shè)備（北京）有限公司 王煥新

華晨寶馬新工廠車身車間工藝?yán)鋮s節(jié)能方案

文｜科特貝德機電設(shè)備（北京）有限公司 王煥新

2012年5月24日，位于沈陽市鐵西區(qū)的華晨寶馬新工廠舉行了正式開業(yè)典禮。華晨寶馬鐵西工廠一期工程設(shè)計年產(chǎn)能為10萬臺汽車，2013年底可達20萬臺。根據(jù)世界級的工廠規(guī)劃，華晨寶馬鐵西工廠將擁有完整的汽車制造四大工藝，即沖壓、焊裝、涂裝和總裝。其車身車間的機器人數(shù)量達到了355臺，是整個鐵西工廠自動化率最高的車間。目前車身車間已經(jīng)投產(chǎn)，產(chǎn)能為每小時15輛。隨著鐵西工廠產(chǎn)能需求的擴大，其產(chǎn)能將達到每小時30輛，機器人數(shù)量也將再增加約210臺。

作為寶馬汽車全球生產(chǎn)體系中最新建成的一座工廠，華晨寶馬鐵西工廠運用先進技術(shù)，以非常突出的低能耗、低排放特征定義了現(xiàn)代汽車生產(chǎn)的可持續(xù)性。由于應(yīng)用了全新的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，車身車間的機器耗電量降低了25%，就連機器人焊接過程中產(chǎn)生的熱量，也被廢熱回收系統(tǒng)回收用于冬季的室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)。

本文將簡要介紹此車身車間工藝?yán)鋮s系統(tǒng)的節(jié)能解決方案。

車身車間的焊接機器人在工作時需要為其提供30~35℃的工藝?yán)鋮s水；如果目前全部的機器人都投入工作，所產(chǎn)生的熱負(fù)荷大約為2000kW。為了保證始終滿足生產(chǎn)所需的工藝?yán)鋮s要求，并貫徹節(jié)能環(huán)保的理念，主廠房的冷凍站內(nèi)配備了包括廢熱回收、井水換熱、冷卻塔和冷水機組在內(nèi)的一套復(fù)雜的冷卻水和冷凍水系統(tǒng)。冷凍水系統(tǒng)（冷水機組及井水換熱系統(tǒng)）同時為主廠房內(nèi)的空調(diào)設(shè)備提供服務(wù)。

該冷卻水和冷凍水系統(tǒng)共有四種工況。

（1）工況一

如圖1所示，在室外溫度低于18℃時（主要是冬季時），將焊接機器人所產(chǎn)生的廢熱用于車身廠房空調(diào)機組的供熱?；蛘哒f在冬季，通過空調(diào)機組供熱為機器人提供冷卻。此為最優(yōu)先使用的節(jié)能運行模式。

在車身車間的四個屋頂設(shè)備機房內(nèi)，共配備了八臺100000m3/h風(fēng)量的雙轉(zhuǎn)輪組合式熱回收空調(diào)機組。這些機組可在冬季時為車身車間提供加熱后的新風(fēng)。

空調(diào)機組包括兩級加熱盤管，其中預(yù)熱盤管即通過回收工藝循環(huán)水中的余熱來供熱，供水溫度為40℃，回水溫度為35℃。每臺機組的預(yù)熱負(fù)荷為335kW，八臺共計2680kW。

（2）工況二

在井水換熱溫差大于2℃時（主要是夏季時）通過井水換熱為機器人提供冷卻（初步規(guī)劃年井水流量1000000m3），如圖2所示。此為冷卻負(fù)荷較大時優(yōu)先使用的節(jié)能運行模式。

井水系統(tǒng)包括五個取水井和五個回灌井，每個取水井各設(shè)一臺循環(huán)水泵；整個系統(tǒng)通過兩臺1400kW的板式換熱器為主廠房內(nèi)的空調(diào)設(shè)備提供冷源，同時再通過另一級換熱為機器人提供冷卻。

（3）工況三

如圖3所示，在室外溫度低于12℃時（主要是冬季和過渡季節(jié)時），通過冷卻塔換熱充分利用室外天然冷源進行免費制冷。此為冷卻負(fù)荷較大時優(yōu)先使用的節(jié)能運行模式。

設(shè)置四臺冷量為800kW的閉式冷卻塔，通過兩臺1600kW的板式換熱器為機器人提供冷卻。

（4）工況四

如圖4所示，當(dāng)冷卻負(fù)荷超過2100kW或上述冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可采用冷水機組為焊接機器人提供冷源（可與井水組合使用）。此工況能耗最大。

設(shè)置四臺制冷量為1000kW的冷水機組，為主廠房內(nèi)的空調(diào)設(shè)備提供冷源，同時再通過兩臺板式換熱器為機器人提供冷卻。