涂裝車間設備節能技術應用與改進

盧晨宇

（大慶石油管理局有限公司裝備制造分公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

在工業制造中，很多產品通過表面處理技術達到裝飾、耐久和防腐蝕的目的。其中，涂裝工藝比較繁瑣且操作復雜，能源消耗大，是產品制造中的污染和耗能大戶。因此，要實現工業節能生產，需要進一步了解涂裝車間設備能耗情況，改進傳統工藝，提高節能效率。實現涂裝節能，順應當前綠色發展的理念，可以提升工業制造的競爭力，推動涂裝工藝的可持續發展。

1 涂裝車間耗能特點和節能技術應用現狀

1.1 主要耗能特點

（1）涂裝車間包括加工設備和運輸設備，加工設備有水洗設備、脫脂設備和電泳設備等；運輸設備主要是懸掛輸送鏈和地面輸送鏈等。其他的照明設備和給排水設備等也會產生能耗，這些設備的型號和數量不等，因此涂裝車間的能耗設備存在種類和數量都比較多的特點。因此，在對涂裝車間進行節能技術應用時，需要考慮到各種設備和設施；

（2）涂裝車間由于生產設備、動力源和生產工藝等不同，因此消耗的能源種類也存在差異，比如一般的加工工序、輸送設備主要消耗電能，而烘爐工序主要采用電能和燃氣能源，要明確各項能耗工藝消耗能源的種類，才能進一步對其進行能耗分析和節能改造。

1.2 涂裝節能技術應用現狀

在工業進步和工藝水平提高過程中，我國涂裝技術和設備經歷了從手工、機械到自動生產線3 個階段，涂裝工藝流程一般是前處理和打磨、涂裝、流平、干燥或者固化以及三廢處理。20世紀50年代，我國開始從蘇聯引進發展涂裝設備，到了60年代開始出現自行化生產。這一階段，我國涂裝設備的發展主要集中于防腐性能的提升，之后耗能特性開始受到重視，實際中也應用了多項節能措施。國外涂裝車間設備節能，主要是對涂裝線的改進，在中涂和面漆烘干室將新鮮空氣注入，以排出其中廢氣。還可降低冬季通風系統的熱量消耗，達到節約能源的目的。

2 涂裝車間工藝設備耗能分析及節能意義

2.1 涂裝工藝與設備

以液體油漆噴涂工藝為例，各類需要進行涂裝的工件，要經過脫脂、清洗、掛工件、噴漆、烘干和檢驗等工序，最后包裝入庫。脫脂需要使用溶劑將工件外殼的污漬清除，之后用常流水沖洗零件外表面，掛上生產線。之后采用人工方式噴漆，噴涂完畢后用烘干箱烘干。類似的涂裝工藝工序多、設備多，很多設備都要使用電能、水資源和燃氣等，會產生大量能耗。

2.2 設備節能的意義

企業要提高自身競爭力，要從技術創新、經濟效益兩方面著手，在生產過程中應用先進技術，可以有效降低生產成本。在工業制造中，涂裝車間會產生很大的能源消耗，會對產品單價成本控制產生很大影響。提高企業利潤和生產效益，就要提高能源利用效率，減少能源浪費，并不斷應用節能技術。

3 涂裝車間設備節能方面存在的問題

3.1 用電系統存在的問題

（1）電力垃圾。用電系統中存在很多電力垃圾，使用電效率降低并且會沖擊破壞所有的用電設備，比如瞬變會使電機運行溫度升高，每升高1 ℃會增加4%左右的電耗。此外，電力垃圾多為有害電能，長期運行中會沖擊破壞用電設備，使設備壽命減短并增加維修次數和費用。

（2）電能過剩。在用電系統中，供電電壓比設備額定電壓高，會危害到設備質量和使用壽命，并加大電能消耗。動力用電設備中，如果電機處于恒定負荷，在負荷變動下可能出現輕載或空載，進而產生電能浪費。

3.2 其他問題

照明系統存在一個開關控制多盞照明燈的問題；輸送電機冷卻中，由于涂裝車間夏季溫度高容易燒壞電機，在壓縮空氣冷卻中，空氣管路缺乏自動控制閥門，停線時無法控制壓縮空氣會產生浪費；涂裝車間沒有設置獨立的計量表計，無法正常統計消耗，不便進行動能管理。

4 現階段節能技術的應用

4.1 噴漆室節能技術

利用排風循環再利用技術，在噴漆室內設置水性噴涂涂料、新式干式漆霧捕集設備和排風循環再利用設備，可以實現80%以上排風循環利用；機器人和靜電旋杯技術，可以降低噴漆室內空調系統能耗，同時可減少作業長度1/2 左右，減少其消耗的電能和水資源等。

4.2 烘干室節能技術

烘干室節能可通過改進烘干室結構、材料、強冷室開機控制等實現，此外當前還可應用RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱式熱力焚化爐）煙氣余熱利用技術。這種技術可處理烘干設備供熱系統、廢氣處理系統煙氣排放等產生的熱損失，對煙氣余熱進行回收利用，可以預熱烘干設備新進空氣，并為公用動力系統等提供熱能。熱量流動如圖1 所示。

圖1 烘干室熱量流動

4.3 前處理設備節能措施

涂裝前處理設備中水泵的數量較多，節能措施主要通過電機變頻系統實現。此外，一些涂裝車間會連接起水洗噴淋泵和車體自動檢測裝置，可以使水泵低耗能運行。采用新型前處理藥品，設備節能效果也比較好，比如在低溫狀態下應用脫脂劑，脫脂劑的除油效果好，部件可以有效降低槽液溫度，還可以降低鍋爐負荷，實現節能。

5 涂裝車間節能技術改進策略

5.1 噴漆室排出空氣的熱量回收

可以從車間廠房外吸入新鮮空氣，經過空調裝置處理后送入噴漆室，使其作業環境達到要求。冬季噴漆室排出的部分熱量會被空氣帶走，為減少熱量流失，使用新型的噴漆室送風和排風系統，對通過的空氣進行熱交換和濕度交換。吸收進入空氣中的熱量、水分，并將其排放到低溫空氣中，新鮮空氣進入噴漆室，廢氣排到室外，不僅可以升高噴漆室溫度，并且減少了熱量消耗。

5.2 空調設備節能改進

涂裝工藝對溫度、濕度和風量有著嚴格的要求，要將其穩定控制在理想情況下，因此空調器的能耗也很大。在改進中，如果其停線時間較長，就要評估停機節能效益和重新啟動產生能耗間的關系，節能較大時可停機處理。停線時間比較短時，可以降低工作負荷來維持其低能耗運行，實現能耗的降低，在產線恢復時及時啟動卻不會增加能耗，可以實現節能效果。

5.3 干燥爐設備節能改進

為保證生產中及時應用干燥爐，會對其升溫，但干燥爐每臺的功率30 kW，并產生較大的燃氣消耗。而各種干燥爐，如密封膠干燥爐、中涂干燥爐和上涂干燥爐達到適宜溫度的時間不一，因此可采用差分控制方式實現節能。比如電泳干燥爐和密封膠干燥爐，先將電泳干燥爐開啟35 min 再開啟密封膠干燥爐，減少不必要的能源浪費。干燥爐開啟做好時間升降排序，先開啟預熱時間長的設備，最后開啟預熱時間段的設備，減少空運行設備以節省能源。

6 結束語

在當前的經濟轉型中，低碳環保、可持續發展理念指導下，要積極改進涂裝車間的工藝和設備，在保證生產的基礎上最大限度降低能耗，加強節能技術的研究應用，提升企業競爭力。