陜汽寶華公司新涂裝線的能源消耗分析及節(jié)能對策

張亞剛*，文穎，毛梅梅

（寶雞華山工程車輛有限責(zé)任公司，陜西 寶雞　721013）

陜汽寶華公司新涂裝線的能源消耗分析及節(jié)能對策

張亞剛*，文穎，毛梅梅

（寶雞華山工程車輛有限責(zé)任公司，陜西 寶雞721013）

根據(jù)陜汽寶雞華山工程車輛有限公司的新涂裝生產(chǎn)線運(yùn)行兩年多（2013-2015）來水、天然氣和電能的消耗情況，從生產(chǎn)安排、工序銜接、工藝調(diào)整、設(shè)備運(yùn)行等方面介紹了節(jié)能降耗的措施，可切實(shí)有效地控制生產(chǎn)成本。

車身；涂裝車間；節(jié)能；生產(chǎn)成本

First-author's address: Baoji Huashan Engineering Vehicle Co.， Ltd.， Baoji 721013， China

在汽車生產(chǎn)的四大工藝中，涂裝工藝由于工序眾多，設(shè)備復(fù)雜，涉及面廣，對汽車生產(chǎn)成本的控制具有決定性。

陜西汽車集團(tuán)寶雞華山工程車輛有限公司的駕駛室涂裝線始建于2011年，于2012年年底進(jìn)入試生產(chǎn)階段，截止到2015年12月底共生產(chǎn)各類駕駛室55 000余臺。由于寶華公司以前沒有生產(chǎn)駕駛室的經(jīng)驗(yàn)，在組織生產(chǎn)、工序銜接、設(shè)備運(yùn)行等方面均處于摸索階段。經(jīng)統(tǒng)計，2013-2015年單臺駕駛室平均生產(chǎn)成本為1433.54元，而動能成本占到總成本的31.94%。在材料及人工成本無法降低甚至不斷增加的前提下，要降低生產(chǎn)成本，必須考慮通過合理調(diào)節(jié)車間的生產(chǎn)組織方式、工序之間的銜接、設(shè)備的運(yùn)行方式等來減少動能成本，以提高市場競爭力。

經(jīng)過近兩年的磨合，涂裝車間積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)組織和設(shè)備運(yùn)行方面總結(jié)了適合自身的規(guī)律。本文介紹了這些合理減少動能成本的措施，為同行提供參考。

1　涂裝車間的生產(chǎn)現(xiàn)狀

涂裝車間主要負(fù)責(zé)陜重汽新M3000駕駛室的涂裝任務(wù)，擁有前處理電泳線、涂膠線和面漆（中涂）線，設(shè)備眾多，能源消耗較大。其主要設(shè)備能耗分析詳見表1。統(tǒng)計2013年12月到2015年12月生產(chǎn)期間的動能消耗，算得涂裝車間單臺駕駛室動能成本見表2。

由表 2可見，動能成本占整個生產(chǎn)成本很大的比例，在單臺駕駛室的動能成本中，電能和天然氣成本又分別占了60.23%和36.10%。因此如果從這2個角度去控制動能成本，對降低涂裝車間的生產(chǎn)成本有顯著效果。

2　降低動能成本的措施

2. 1調(diào)整生產(chǎn)安排

涂裝車間的生產(chǎn)任務(wù)由車身廠根據(jù)生產(chǎn)部下達(dá)的訂單情況進(jìn)行具體安排，日產(chǎn)量逐步從2013年11月的60臺提升到2014年年底的120臺，目前穩(wěn)定在160臺。涂裝車間從2014年年底開始將生產(chǎn)模式控制為：當(dāng)日產(chǎn)量少于80臺時，單班運(yùn)行；多于80臺時為雙班，兩班之間采用不停機(jī)方式進(jìn)行交接班，平均單班工作時間約6.8 h。這樣既充分利用了設(shè)備，又減少了設(shè)備的啟動次數(shù)，減少了等待時間。

表1　涂裝車間主要設(shè)備的能耗分析Table 1　Energy consumption analysis of the main equipments in paint shop

表2　涂裝單臺駕駛室所需成本Table 2　Cost needed to paint a single cabin

2. 2工序銜接

涂裝車間需要各工序之間相互銜接、相互配合才能完成生產(chǎn)任務(wù)。為減少設(shè)備空轉(zhuǎn)率和人員等待時間，采用分時段上下班的方式運(yùn)行各工序。鍋爐操作人員較前處理人員早上班2 h，涂膠人員在前處理班上班2 h后上班，面漆人員又較涂膠班晚1 h。按照目前的上班方式，各工序基本可以合理銜接，無設(shè)備等待現(xiàn)象。

2. 3調(diào)整前處理工藝時間

前處理電泳共有14個工位（其中脫脂、磷化、電泳設(shè)計為雙工位），整條線運(yùn)行時間1 h 10 min。脫脂、磷化、電泳按照工藝要求為3 min，其余為1 min，生產(chǎn)節(jié)拍為7 min。在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)工件前處理質(zhì)量情況，在保證 3個主工藝槽滿足時間要求的前提下，適當(dāng)調(diào)整了其余輔助槽的生產(chǎn)時間，尤其是壓縮了水洗時間，避免了在主工藝槽出現(xiàn)等車現(xiàn)象，詳細(xì)時間調(diào)整情況見表3。

表3　前處理運(yùn)行時間調(diào)整前后對比Table 3　Comparison between running time of the pretreatment before and after adjustment

調(diào)整工藝時間后，電泳線的生產(chǎn)節(jié)拍由原來的420 s縮短為400 s，單臺車縮短20 s，節(jié)約電能3.60 kW·h，單臺降低生產(chǎn)成本3.15元。

2. 4精確控制烘干室開機(jī)時間

烘干室作為涂裝車間的主要能源消耗工位，最有潛力可挖。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，電泳烘干室夏季從室溫升到170 °C用時1 h 20 min，冬季則需1 h 45 min。根據(jù)升溫所需時間，夏季和冬季時分別在第一臺駕駛室上件前20 min和30 min左右開啟烘干室，即能保證第一臺駕駛室電泳后下件時烘干室的烘干溫度剛好達(dá)到170 °C。面漆烘干室的工作溫度為140 °C，夏季時在完成金屬底色漆后，而冬季在完成點(diǎn)補(bǔ)作業(yè)后開始啟動烘干室，當(dāng)駕駛室到達(dá)烘干室時溫度已達(dá)140 °C，這樣就避免了設(shè)備空轉(zhuǎn)，單臺車調(diào)整前后所需動能成本見表4。

表4　烘干室采用“節(jié)能模式”前后所需成本分析Table 4　Cost analysis of drying room before and after adopting energy-saving mode

2. 5調(diào)整噴漆室的生產(chǎn)時間

由于設(shè)備多，噴漆室是僅次于烘干室的能源消耗工位。根據(jù)本地氣候，加熱季節(jié)一般為9月至次年3月，其中氣溫最低的為12月和1月。經(jīng)統(tǒng)計，12月份噴漆室平均每小時耗氣量為412.00 m3，1月份平均每小時耗氣量為446.00 m3，設(shè)計的生產(chǎn)節(jié)拍為4 min，按照最高日產(chǎn)量200臺計算，需生產(chǎn)12 h。為利用一天內(nèi)氣溫高低的變化及電能峰谷值的差價，現(xiàn)場測算了噴漆室的動能消耗，見表5。

表5　噴漆室不同時段所需成本Table 5　Cost needed at different time periods in spray booth

綜合考慮天然氣的消耗量與電能的峰谷值，因?yàn)樘烊粴獬杀舅急戎馗?，所以在冬季?yīng)避免在氣溫最低的0-6時生產(chǎn)，盡可能將生產(chǎn)安排在白天，以避免消耗大量的天然氣。

2. 6改變車間工藝空調(diào)的加熱方式

工藝空調(diào)通過燃燒天然氣加熱空氣后，將其直接吹送入噴漆室。通過運(yùn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外界氣溫為-5 °C時，要保證面漆噴漆室溫度不低于20 °C，燃燒機(jī)需維持大火運(yùn)行不間斷，每小時耗用天然氣約352.00 m3。現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，涂裝車間采用2臺4T燃?xì)忮仩t加熱前處理槽液，正常運(yùn)行期間，鍋爐的出水溫度為103 °C，回水溫度為68 °C。而前處理加熱用鍋爐距離噴漆室空調(diào)的直線距離僅約10 m，可以用管路將鍋爐水引入噴漆室送風(fēng)空調(diào)加熱段，采用蛇形管盤繞，經(jīng)過蛇形管的冷空氣通過熱交換被加熱，再吹入噴漆室。經(jīng)過初步測算，單臺駕駛室可減少天然氣用量15.42 m3，減少動能成本35.47元。

2. 7再利用電泳純水系統(tǒng)產(chǎn)生的一級濃水

純水系統(tǒng)作為電泳的附屬設(shè)備，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的一級濃水，目前總是將其作為生產(chǎn)廢水直接排至室外與雨水管網(wǎng)匯合。經(jīng)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1.00 m3純水可產(chǎn)生一級濃水0.98 m3。而單臺駕駛室純水使用量為0.06 m3，按照每日200臺駕駛室計算，單日可產(chǎn)生一級濃水11.76 m3。如果在一級濃水箱的排放口處安裝一臺水泵，并用管路連接水泵與噴漆室的循環(huán)水池，將一級濃水泵入循環(huán)水池內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水再利用。經(jīng)測算，單臺駕駛室可減少工業(yè)水消耗量0.09 m3，降低成本0.44元。

2. 8 調(diào)整強(qiáng)冷室的運(yùn)行模式

涂裝車間共設(shè)有 4臺強(qiáng)冷室用于降溫烘干后的駕駛室，在實(shí)際運(yùn)行中可根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)、季節(jié)變化來調(diào)整其運(yùn)行方式。

（1） 中涂烘干室主要烘烤低溫修補(bǔ)漆，烘干溫度70 °C。由于溫度較低，可自然冷卻，因此可關(guān)閉中涂強(qiáng)冷室。

（2） 膠強(qiáng)冷室主要用于烤干駕駛室表面刮涂的膩?zhàn)蛹昂缚p膠，烘干溫度120 °C。由于是機(jī)械化自動輸送，從膠烘干室出口到達(dá)打磨工序需要8 min，這期間駕駛室可自然降溫到40 ～ 50 °C，因此可關(guān)閉膠強(qiáng)冷室。

（3） 由于烘干溫度較高，可分季節(jié)控制電泳、面漆強(qiáng)冷室，即：4-9月環(huán)境溫度較高時開啟強(qiáng)冷室；10月至次年3月環(huán)境溫度較低，關(guān)閉強(qiáng)冷室。

強(qiáng)冷室運(yùn)行模式調(diào)整后對動能成本的影響見表6，可見單臺駕駛室年平均可降低動能成本7.68元。

表6　強(qiáng)冷室運(yùn)行模式調(diào)整前后所需成本Table 6　Cost needed before and after operation adjustment for cooling unit

涂裝車間節(jié)能降耗的方式還有很多，從每臺設(shè)備、每道工序入手都可實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。例如提高單班產(chǎn)量，降低設(shè)備準(zhǔn)備時間，將傳統(tǒng)的日光燈改造為LED燈，采用新材料、新技術(shù)，等等。

3　結(jié)語

采取各項(xiàng)措施降低動能成本后，單臺駕駛室降低生產(chǎn)成本共計53.78元［即3.15 + （1.76 + 2.64） ÷ 2 + 1.18 +（100.50 - 96.84） + 35.47 + 0.44 + 7.68］，全年可節(jié)省生產(chǎn)成本約113.4萬元。涂裝車間節(jié)能降耗是一項(xiàng)長期、系統(tǒng)的工作，它對整個生產(chǎn)成本的控制具有決定性的作用。只有將生產(chǎn)運(yùn)行模式調(diào)整得當(dāng)，各個工序生產(chǎn)銜接恰當(dāng)合理，各臺設(shè)備合理開啟、關(guān)閉，能源的消耗才能達(dá)到最理想的狀態(tài)。新型的汽車廠要實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)的發(fā)展必須將節(jié)能降耗作為企業(yè)發(fā)展的新引擎，堅(jiān)持把節(jié)能工作當(dāng)作企業(yè)求生存、求發(fā)展的長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，才能使企業(yè)得到長足發(fā)展。

［ 編輯：杜娟娟 ］

Energy consumption analysis and energy conservation measures of a new painting line in Shanxi Automobile Baoji Huashan Engineering Vehicle Co.， Ltd.

ZHANG Ya-gang*， WEN Ying， MAO Mei-mei

Based on water， natural gas and electric energy consumption data of a new painting line in Shanxi Automobile Baoji Huashan Engineering Vehicle Co.， Ltd.， from 2013 to 2015， the methods for saving energy and reducing consumption were introduced from aspects of product arrangement， procedure connection， process adjustment and equipment running，which could control the production cost effectively.

automobile body； paint shop； energy conservation； production cost

TQ630.9

B

1004 - 227X （2016） 10 - 0529 - 04

2015-06-26

2016-03-08

張亞剛（1985-），男，陜西寶雞人，本科，助理工程師，主要負(fù)責(zé)涂裝生產(chǎn)線的工藝技術(shù)指導(dǎo)，質(zhì)量控制，設(shè)備管理，成本控制等工作。

作者聯(lián)系方式：（E-mail） yagang1985@sina.com。