涂装车间设备节能技术的应用与改进

王俊涛 康振东 李敏华 周琢林

(郑州日产汽车有限公司，河南 郑州 450000)

冲压、焊接、涂装、总装是汽车制造中的四大工艺流程，其中涂装车间作为四大工艺过程中能耗最大、工艺复杂程度最高的车间，其能耗的控制对单台车体成本的降低显得尤为重要［1］。涂装车间的能源消耗主要集中在前处理电泳设备，干燥炉设备，和涂装室、作业场和工厂换气等设备。

1 前处理电泳设备的节能改进思路

前处理电泳线体部分槽液需要预加热，为保证上班开始正常生产，一般会提前1h开启设备。原始的一键式启动方式，整个前处理电泳线体中所有的喷淋泵和风机将全部开启，此时，脱脂、磷化槽液未达到工艺要求，输送设备无法运行，大量的设备在做无用功。假设开启设备后立即开始生产，首台车体从第一个预水洗工位到达最后一个纯水洗工位需要123min，这样工序越靠后设备等待的时间越长，大量的设备仍会做无用功。

针对上述问题，首先，将前处理和电泳原始的一键启动的控制方式改造为由温度控制系统和喷淋控制系统分开控制。生产前按照预设时间提前启动温度控制系统，此时只有与槽液温度控制相关的锅炉房、热水循环泵等设备启动。待正常生产时再启动喷淋系统即可。另外，喷淋系统的控制采用步进式启动方式，各个工位的喷淋泵的启动由车体位置的信号控制，这样大大消除了后续设备的等待时间［2］。同样的，当生产结束后，只需按下前处理电泳输送控制盘的“软停机”按钮，前处理、电泳控制柜将根据最后车体的位置依次关闭预水洗喷淋泵等。

2 干燥炉设备的节能改进思路

干燥炉设备是涂装线体的能源消耗大户，每个干燥炉均有多台30千瓦左右的大功率风机，并且燃气的消耗量也居整个涂装车间首位。根据各干燥炉的现场情况，各干燥炉的升温时间及燃气消耗量详见表1;各线体车体到达干燥炉的时间详见表2;各干燥炉车体运行时间详见表3。

表1 干燥炉的升温时间及燃气消耗量

表2 各线体车体到达干燥炉的时间

表3 各干燥炉车体运行时间

由表1、2可知：干燥炉的升温一般在45min至90min之间，为了保证正常生产，一般会提前45min至60min开启设备。但以电泳干燥炉为例，第一台车经过前处理电泳到达电泳干燥炉的时间为126min，电泳干燥炉由常温25℃升温到工艺范围需要80min。因此，电泳干燥炉的开启时间可调整为，第一台车由WBS进入前处理线体30min后开启。与原启动方式对比，此方案减少了电泳干燥炉无用运转时间90min，大大减少了电能和燃气的消耗量。

由表3可知，即使升温完成时，恰好有车体到达干燥炉，车体达到干燥炉出口的强冷段也需要一定时间，而设备启动时，强冷送排气风机也会同时启动，这也是不必要的能源消耗，因此，以电泳干燥炉为例，可将干燥炉强冷段的送排气风机延时65min启动。另外，干燥炉后吹扫的主要作用是冷却和排出油烟，而强冷风机对此影响较小，可进行提前60min关闭，这样，强冷段的送排气风机可以减少运行时间长达125min。

3 空调器设备的节能改进思路

空调器是保证作业线体送风量及温湿度的重要设备，每台空调设备均有多台110千瓦左右的大功率送气及排气风机，是涂装车间电能消耗的重要部分，而所有的大功率风机均采用了变频技术，但涂装线体并不是一直生产，每日的午休、倒班时段、工艺保洁及线体设备异常需要停线时，空调器仍然满负荷运行，这就造成了大量的浪费，而低于1小时的停线，如果停止空调设备再开启，其启动电流一般为额定电流的2-3倍，既浪费电能也损伤电机，得不偿失;因此，可以充分利用已有的变频技术，在生产停止时，将风机频率降低至较低频率运转，使得每台风机在生产线停线时不需要关闭，也不在满负荷运行，开线时又不需要重新启动，不仅降低了能源的消耗(风机的运行频率每下降10%，其运行功率下降20%到30%)［3］，而且避免了因频繁启动其启动电流过大损坏电机。

4 结语

能源是企业发展的动力，节能是成本降低的有效途径，减排是维护自然和谐的条件。对于汽车涂装车间这样一个高耗能高排放的生产车间，不仅要从工艺的角度去考虑能耗的降低，也应从设备的运行模式等角度充分挖掘生产过程中不必要的能源消耗与浪费。

［1］王锡春.最新汽车涂装技术［M］.北京：机械工业出版社，1997.

［2］郭北洋.广州本田汽车涂装设备节能实践［J］.节能，2007，26(3).

［3］庄明云.浅谈汽车涂装工艺用电管理［J］.现代涂料与涂装，2012(2)：62-64.