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汽车涂装车间节能减排设计及相关技术

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放大字体  缩小字体    发布日期:2017-04-05  
涂装车间喷涂室能耗约占整个涂装车间的30%,因此削减喷涂室的能耗是涂装车间乃至整个汽车制造厂节能减排最重要的环节。为了节省能源,可尽量缩短喷涂室的长度和宽度;可考虑喷涂室空调风循环再利用、空调热泵技术应用、干式喷涂室应用等许多新技术。采用壁挂式机器人为了节能,我们通常会想方设法减小喷涂室的送风截面积,以
涂装车间喷涂室能耗约占整个涂装车间的30%,因此削减喷涂室的能耗是涂装车间乃至整个汽车制造厂节能减排最重要的环节。为了节省能源,可尽量缩短喷涂室的长度和宽度;可考虑喷涂室空调风循环再利用、空调热泵技术应用、干式喷涂室应用等许多新技术。
 
采用壁挂式机器人为了节能,我们通常会想方设法减小喷涂室的送风截面积,以前通常会考虑采用将喷涂机器人外置等技术。自从德国EISENMANN公司开发出壁挂式机器人之后,喷涂室采用壁挂式机器人已成为一种趋势。采用壁挂式机器人可以缩小喷涂室的宽度,最终能够减少喷涂室15%的送风量即减少15%的能耗。表5是常规机器人和壁挂式机器人喷涂室的尺寸对比。
 
循环使用喷涂室空调风
 
喷涂室的送排风量都很大,以前这些空调风经喷涂室及水处理系统后都直接排到了大气中。目前,越来越多的涂装车间开始循环再利用喷涂室的空调风,尤其是水性涂料喷涂室的排气经过漆雾净化后,VOCs含量较少,因此可以将人工作业区的排气循环利用至机器人喷涂区和流平室等,这样减少了新鲜空气的使用量,从而达到节能减排的目的。
 
东风乘用车公司二厂涂装车间中涂段循环风利用的方式为:将中涂擦净区的排气在漆雾净化后循环利用至中涂机器人喷涂区、中涂检查区及闪干区入口,最终能够减少喷涂室约47%的新风送风量及相应的能耗值。
 
面涂段循环风
 
面涂段循环风的利用方式为:将色漆人工喷涂区的排气在漆雾净化后循环利用至色漆及清漆机器人喷涂区,最终能够减少喷涂室约28%的新风送风量及相应的能耗值。
 
采用空调热泵技术
 
基于热泵技术可以降低能耗和运行成本,近年来在汽车涂装领域已开始推广应用。
 
东风乘用车公司二厂涂装循环风空调为湿式再循环空调器,其功能段大致为过滤、冷却除湿、再加热调温,正适合冷温水同时使用的热泵。采用热泵技术后,该空调器CO2排放量较原来方式可削减66%,见图5
 
采用干式喷涂室
 
德国Dürr公司成功地开发出了一种干式喷涂室设备,该设备目前已在中国成都大众工厂涂装车间投入使用。
 
干式喷涂室采用石灰粉收集过喷的涂料,除漆效率可达100%。喷涂室机器人区的空调风可80%的回收利用。过喷的涂料可100%通过燃烧或深埋处理。不需要传统喷涂室所需要的循环水和添加化学药品。采用干式喷涂室可使单台车涂装成本降低8%。干式喷涂室结构图如图所示。
 
干式喷涂室结构图
 
烘干炉余热利用
 
采用蓄热式热力焚化炉装置(RTO)可以充分利用废弃物的燃烧热,见图7。其原理是将来自烘干炉的废气在760℃以上燃烧,使废气中的VOC转化成CO2和H2O。燃烧产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”。此“蓄热”用于预热后续进入的烘干炉的废气。从而节省废气升温的燃料消耗。
 
由RTO装置燃烧后排放的气体温度高达180℃,目前利用这部分热量预加热烘干炉的新鲜空气,更进一步地节省烘干炉的供热燃烧消耗。
 
电动泵在调输漆系统中的使用
 
近40年来,国内外汽车厂涂料循环系统一般都选用气动泵和液压泵,气动泵和液压泵运行稳定可靠,但存在有气动泵、液压泵噪声大、能耗大、占地面积大(须建相应的空压站、液压站)、涂料压力不稳等诸多弊端。
 
2008年东风乘用车公司在涂装车间涂料循环系统成功地使用了国际领先的电动泵技术,在调输漆系统中使用电动泵势必会成为一种发展方向。电动泵用电量对比见图8。
 
其他节能减排技术应用
 
随着机器人技术的进步,欧洲先进的涂装车间喷涂室和密封线全部采用机器人自动操作,完全取代了人工操作。由于机器人对环境要求低于人的要求,大量采用机器人也可节省能源。
 
尽量缩小底涂线槽体体积也可节省能源,新型的多功能穿梭机(Vario-Shuttle)和翻转运输机(RoDip)能够使车身在工作槽内90o翻转,极大地缩短了底涂线的长度,从而减少了车间面积,节省了能源。2005年欧盟要求其各成员国开始限期禁用Cd、Hg、Pb和Cr6+。近10a来,无Pb、无Sn阴极电泳涂料、低加热减量、低VOC挥发量型的阴极电泳涂料在东风公司被广泛推广应用。 
 
 
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