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汽車涂裝車間節能減排設計及相關技術

來源:啟瑁涂裝精英圈 發布時間:2017-04-05 891
汽車制造工廠管理總裝與裝配工程電子芯片電子芯片設計/電子設計自動化(EDA)設計/電子設計自動化(IP類軟件) 技術前沿
涂裝車間噴涂室能耗約占整個涂裝車間的30%,削減噴涂室的能耗是涂裝車間乃至整個汽車制造廠節能減排最重要的環節。
涂裝車間噴涂室能耗約占整個涂裝車間的30%,因此削減噴涂室的能耗是涂裝車間乃至整個汽車制造廠節能減排最重要的環節。為了節省能源,可盡量縮短噴涂室的長度和寬度;可考慮噴涂室空調風循環再利用、空調熱泵技術應用、干式噴涂室應用等許多新技術。
 
采用壁掛式機器人為了節能,我們通常會想方設法減小噴涂室的送風截面積,以前通常會考慮采用將噴涂機器人外置等技術。自從德國EISENMANN公司開發出壁掛式機器人之后,噴涂室采用壁掛式機器人已成為一種趨勢。采用壁掛式機器人可以縮小噴涂室的寬度,最終能夠減少噴涂室15%的送風量即減少15%的能耗。表5是常規機器人和壁掛式機器人噴涂室的尺寸對比。
 
循環使用噴涂室空調風
 
噴涂室的送排風量都很大,以前這些空調風經噴涂室及水處理系統后都直接排到了大氣中。目前,越來越多的涂裝車間開始循環再利用噴涂室的空調風,尤其是水性涂料噴涂室的排氣經過漆霧凈化后,VOCs含量較少,因此可以將人工作業區的排氣循環利用至機器人噴涂區和流平室等,這樣減少了新鮮空氣的使用量,從而達到節能減排的目的。
 
東風乘用車公司二廠涂裝車間中涂段循環風利用的方式為:將中涂擦凈區的排氣在漆霧凈化后循環利用至中涂機器人噴涂區、中涂檢查區及閃干區入口,最終能夠減少噴涂室約47%的新風送風量及相應的能耗值。
 
面涂段循環風
 
面涂段循環風的利用方式為:將色漆人工噴涂區的排氣在漆霧凈化后循環利用至色漆及清漆機器人噴涂區,最終能夠減少噴涂室約28%的新風送風量及相應的能耗值。
 
采用空調熱泵技術
 
基于熱泵技術可以降低能耗和運行成本,近年來在汽車涂裝領域已開始推廣應用。
 
東風乘用車公司二廠涂裝循環風空調為濕式再循環空調器,其功能段大致為過濾、冷卻除濕、再加熱調溫,正適合冷溫水同時使用的熱泵。采用熱泵技術后,該空調器CO2排放量較原來方式可削減66%,見圖5
 
采用干式噴涂室
 
德國Dürr公司成功地開發出了一種干式噴涂室設備,該設備目前已在中國成都大眾工廠涂裝車間投入使用。
 
干式噴涂室采用石灰粉收集過噴的涂料,除漆效率可達100%。噴涂室機器人區的空調風可80%的回收利用。過噴的涂料可100%通過燃燒或深埋處理。不需要傳統噴涂室所需要的循環水和添加化學藥品。采用干式噴涂室可使單臺車涂裝成本降低8%。干式噴涂室結構圖如圖所示。
 
干式噴涂室結構圖
 
烘干爐余熱利用
 
采用蓄熱式熱力焚化爐裝置(RTO)可以充分利用廢棄物的燃燒熱,見圖7。其原理是將來自烘干爐的廢氣在760℃以上燃燒,使廢氣中的VOC轉化成CO2和H2O。燃燒產生的高溫氣體流經特制的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”。此“蓄熱”用于預熱后續進入的烘干爐的廢氣。從而節省廢氣升溫的燃料消耗。
 
由RTO裝置燃燒后排放的氣體溫度高達180℃,目前利用這部分熱量預加熱烘干爐的新鮮空氣,更進一步地節省烘干爐的供熱燃燒消耗。
 
電動泵在調輸漆系統中的使用
 
近40年來,國內外汽車廠涂料循環系統一般都選用氣動泵和液壓泵,氣動泵和液壓泵運行穩定可靠,但存在有氣動泵、液壓泵噪聲大、能耗大、占地面積大(須建相應的空壓站、液壓站)、涂料壓力不穩等諸多弊端。
 
2008年東風乘用車公司在涂裝車間涂料循環系統成功地使用了國際領先的電動泵技術,在調輸漆系統中使用電動泵勢必會成為一種發展方向。電動泵用電量對比見圖8。
 
其他節能減排技術應用
 
隨著機器人技術的進步,歐洲先進的涂裝車間噴涂室和密封線全部采用機器人自動操作,完全取代了人工操作。由于機器人對環境要求低于人的要求,大量采用機器人也可節省能源。
 
盡量縮小底涂線槽體體積也可節省能源,新型的多功能穿梭機(Vario-Shuttle)和翻轉運輸機(RoDip)能夠使車身在工作槽內90o翻轉,極大地縮短了底涂線的長度,從而減少了車間面積,節省了能源。2005年歐盟要求其各成員國開始限期禁用Cd、Hg、Pb和Cr6+。近10a來,無Pb、無Sn陰極電泳涂料、低加熱減量、低VOC揮發量型的陰極電泳涂料在東風公司被廣泛推廣應用。
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