涂裝車間設備節(jié)能技術的應用與改進

王俊濤 康振東 李敏華 周琢林

(鄭州日產(chǎn)汽車有限公司，河南 鄭州 450000)

沖壓、焊接、涂裝、總裝是汽車制造中的四大工藝流程，其中涂裝車間作為四大工藝過程中能耗最大、工藝復雜程度最高的車間，其能耗的控制對單臺車體成本的降低顯得尤為重要［1］。涂裝車間的能源消耗主要集中在前處理電泳設備，干燥爐設備，和涂裝室、作業(yè)場和工廠換氣等設備。

1 前處理電泳設備的節(jié)能改進思路

前處理電泳線體部分槽液需要預加熱，為保證上班開始正常生產(chǎn)，一般會提前1h開啟設備。原始的一鍵式啟動方式，整個前處理電泳線體中所有的噴淋泵和風機將全部開啟，此時，脫脂、磷化槽液未達到工藝要求，輸送設備無法運行，大量的設備在做無用功。假設開啟設備后立即開始生產(chǎn)，首臺車體從第一個預水洗工位到達最后一個純水洗工位需要123min，這樣工序越靠后設備等待的時間越長，大量的設備仍會做無用功。

針對上述問題，首先，將前處理和電泳原始的一鍵啟動的控制方式改造為由溫度控制系統(tǒng)和噴淋控制系統(tǒng)分開控制。生產(chǎn)前按照預設時間提前啟動溫度控制系統(tǒng)，此時只有與槽液溫度控制相關的鍋爐房、熱水循環(huán)泵等設備啟動。待正常生產(chǎn)時再啟動噴淋系統(tǒng)即可。另外，噴淋系統(tǒng)的控制采用步進式啟動方式，各個工位的噴淋泵的啟動由車體位置的信號控制，這樣大大消除了后續(xù)設備的等待時間［2］。同樣的，當生產(chǎn)結(jié)束后，只需按下前處理電泳輸送控制盤的“軟停機”按鈕，前處理、電泳控制柜將根據(jù)最后車體的位置依次關閉預水洗噴淋泵等。

2 干燥爐設備的節(jié)能改進思路

干燥爐設備是涂裝線體的能源消耗大戶，每個干燥爐均有多臺30千瓦左右的大功率風機，并且燃氣的消耗量也居整個涂裝車間首位。根據(jù)各干燥爐的現(xiàn)場情況，各干燥爐的升溫時間及燃氣消耗量詳見表1;各線體車體到達干燥爐的時間詳見表2;各干燥爐車體運行時間詳見表3。

表1 干燥爐的升溫時間及燃氣消耗量

表2 各線體車體到達干燥爐的時間

表3 各干燥爐車體運行時間

由表1、2可知：干燥爐的升溫一般在45min至90min之間，為了保證正常生產(chǎn)，一般會提前45min至60min開啟設備。但以電泳干燥爐為例，第一臺車經(jīng)過前處理電泳到達電泳干燥爐的時間為126min，電泳干燥爐由常溫25℃升溫到工藝范圍需要80min。因此，電泳干燥爐的開啟時間可調(diào)整為，第一臺車由WBS進入前處理線體30min后開啟。與原啟動方式對比，此方案減少了電泳干燥爐無用運轉(zhuǎn)時間90min，大大減少了電能和燃氣的消耗量。

由表3可知，即使升溫完成時，恰好有車體到達干燥爐，車體達到干燥爐出口的強冷段也需要一定時間，而設備啟動時，強冷送排氣風機也會同時啟動，這也是不必要的能源消耗，因此，以電泳干燥爐為例，可將干燥爐強冷段的送排氣風機延時65min啟動。另外，干燥爐后吹掃的主要作用是冷卻和排出油煙，而強冷風機對此影響較小，可進行提前60min關閉，這樣，強冷段的送排氣風機可以減少運行時間長達125min。

3 空調(diào)器設備的節(jié)能改進思路

空調(diào)器是保證作業(yè)線體送風量及溫濕度的重要設備，每臺空調(diào)設備均有多臺110千瓦左右的大功率送氣及排氣風機，是涂裝車間電能消耗的重要部分，而所有的大功率風機均采用了變頻技術，但涂裝線體并不是一直生產(chǎn)，每日的午休、倒班時段、工藝保潔及線體設備異常需要停線時，空調(diào)器仍然滿負荷運行，這就造成了大量的浪費，而低于1小時的停線，如果停止空調(diào)設備再開啟，其啟動電流一般為額定電流的2-3倍，既浪費電能也損傷電機，得不償失;因此，可以充分利用已有的變頻技術，在生產(chǎn)停止時，將風機頻率降低至較低頻率運轉(zhuǎn)，使得每臺風機在生產(chǎn)線停線時不需要關閉，也不在滿負荷運行，開線時又不需要重新啟動，不僅降低了能源的消耗(風機的運行頻率每下降10%，其運行功率下降20%到30%)［3］，而且避免了因頻繁啟動其啟動電流過大損壞電機。

4 結(jié)語

能源是企業(yè)發(fā)展的動力，節(jié)能是成本降低的有效途徑，減排是維護自然和諧的條件。對于汽車涂裝車間這樣一個高耗能高排放的生產(chǎn)車間，不僅要從工藝的角度去考慮能耗的降低，也應從設備的運行模式等角度充分挖掘生產(chǎn)過程中不必要的能源消耗與浪費。

［1］王錫春.最新汽車涂裝技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1997.

［2］郭北洋.廣州本田汽車涂裝設備節(jié)能實踐［J］.節(jié)能，2007，26(3).

［3］莊明云.淺談汽車涂裝工藝用電管理［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝，2012(2)：62-64.