汽車涂裝設(shè)備的節(jié)能問題研究

張寶金 劉洪波

華晨汽車集團(tuán)控股有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110034

隨著人們審美的不斷提高，對(duì)汽車的外觀也逐漸關(guān)注，給汽車涂裝工藝帶來了巨大的發(fā)展空間。在汽車的整個(gè)制造環(huán)節(jié)中，汽車涂裝是最消耗能源的一個(gè)環(huán)節(jié)。相關(guān)汽車企業(yè)應(yīng)結(jié)合消費(fèi)者對(duì)實(shí)際需求，對(duì)汽車涂裝工藝進(jìn)行優(yōu)化，堅(jiān)持環(huán)保的觀念，減少能源的消耗，有效地降低制造成本。

1 目前汽車涂裝設(shè)備存在的能源浪費(fèi)的問題

（1）預(yù)熱設(shè)備啟動(dòng)模式。在汽車涂裝工藝中預(yù)熱設(shè)備的啟動(dòng)模式大都存在著嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問題。多個(gè)烘爐階段都需要在噴涂前進(jìn)行預(yù)熱啟動(dòng)，并且進(jìn)行預(yù)通風(fēng)。目前大部分的涂裝車間，對(duì)于設(shè)備的預(yù)熱模式的啟動(dòng)都是由人工來進(jìn)行的，工人在生產(chǎn)前提前開啟設(shè)備的預(yù)熱模式，對(duì)于預(yù)熱的時(shí)間沒有進(jìn)行嚴(yán)格的把控，在時(shí)間的測(cè)算上存在一定的誤差，工人在實(shí)際的操作中容易出現(xiàn)不能及時(shí)地開啟設(shè)備的啟動(dòng)模式這一問題，也不能保證預(yù)熱的時(shí)間正好合乎規(guī)范。如果過早地對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱，容易造成水、電等資源的不必要的浪費(fèi)，而如果過晚地對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱，可能會(huì)導(dǎo)致達(dá)不到進(jìn)行生產(chǎn)所需的環(huán)境要求，從而影響生產(chǎn)的效率。除此之外，部分車間的所有前處理工序都是由一個(gè)開關(guān)控制的，相對(duì)位置較靠前的工序，相關(guān)設(shè)備造成的能源浪費(fèi)越嚴(yán)重，因此，一鍵式的啟動(dòng)方式也在一定程度上造成了能源的浪費(fèi)[1]。

（2）壓縮空氣泄漏。壓縮空氣的泄露會(huì)導(dǎo)致部分設(shè)備工作的不穩(wěn)定，增加壓縮機(jī)的電能消耗，從而引起汽車制造的總成本增加。壓縮空氣在各個(gè)環(huán)節(jié)中都會(huì)造成一定的損失，輸入一定量的電能，在經(jīng)過空氣壓縮之后只能輸出原有含量的21%，其中由于壓縮空氣的泄露而損失的電能就能占到31%，遠(yuǎn)高于輸出的總電能，極大地增加了汽車噴涂工藝的制造成本，給相關(guān)的制造企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)上的損失。壓縮空氣的價(jià)值是很高的，如果一個(gè)孔徑大小為5mm，壓力大小為8kPa的壓縮空氣泄露孔，通過相關(guān)計(jì)算可以得出，每年會(huì)在這一環(huán)節(jié)造成大約13萬元的經(jīng)濟(jì)損失。在目前的大部分汽車涂裝車間內(nèi)，由于對(duì)于泄露孔的監(jiān)管不到位，導(dǎo)致壓縮空氣泄露孔的問題大量存在，在能源上造成了一定的浪費(fèi)。

（3）低溫余熱利用。在工業(yè)制造中，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將70%的能源都轉(zhuǎn)化為余熱資源，在這其中，低溫余熱（溫度低于350℃）能夠占到全部余熱資源的一半。在汽車的噴涂工藝中，對(duì)于烘爐余熱的排放普遍存在著資源浪費(fèi)的問題。能源轉(zhuǎn)化為低溫余熱未能得到有效的利用，大部分都以廢水、廢氣的形式排放出去，既造成了能源上的浪費(fèi)，又不利于對(duì)環(huán)境的保護(hù)。在實(shí)際對(duì)汽車進(jìn)行噴涂的過程中，可以回收利用低溫余熱，將全部的能源最大限度地運(yùn)用起來，轉(zhuǎn)化為電能或機(jī)械能，為之后的生產(chǎn)過程提供便利。在制造中可以利用低溫余熱對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱，也可以對(duì)電泳烘爐中的空氣進(jìn)行預(yù)干燥的過程，還可以將低溫余熱運(yùn)用到壓縮機(jī)、水泵等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的有效利用，降低企業(yè)的制造成本[2]。

2 汽車涂裝設(shè)備的節(jié)能減排技術(shù)的優(yōu)化

（1）針對(duì)預(yù)熱設(shè)備的啟動(dòng)模式的優(yōu)化。在實(shí)際的操作中，噴涂室和相應(yīng)的烘爐設(shè)備需要進(jìn)行一個(gè)半小時(shí)的預(yù)熱和預(yù)通風(fēng)，相關(guān)工作人員如果在早上八點(diǎn)開始正式工作，往往就會(huì)在早上六點(diǎn)三十就啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱和預(yù)通風(fēng)的工作，這一時(shí)間并未經(jīng)過合理的測(cè)算，因此，在這一過程中就造成了電能、天然氣等資源的浪費(fèi)。針對(duì)預(yù)熱設(shè)備的啟動(dòng)這一問題，做出了一些改進(jìn)和優(yōu)化。第一，對(duì)于烘爐和噴涂室的預(yù)熱、預(yù)通風(fēng)的時(shí)間都進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算和控制。由于在不同季節(jié)中對(duì)于環(huán)境的溫度存在較大的差異，因此，需要按照季節(jié)的不同選擇合適的預(yù)熱和預(yù)通風(fēng)時(shí)間，經(jīng)過一些計(jì)算可得出，在夏季，電泳烘爐需要大約53分鐘的預(yù)熱和預(yù)通風(fēng)，可以將設(shè)備在早上七點(diǎn)鐘開啟，而在冬天可以較早地啟動(dòng)，大概時(shí)間約為六點(diǎn)四十分；而對(duì)于中途噴漆來講，在冬季需要較早地開啟，大約在早上七點(diǎn)鐘，在夏季則可以晚二十分鐘再進(jìn)行開啟，其預(yù)熱和預(yù)通風(fēng)所需時(shí)間為四十分鐘。第二，針對(duì)人工操作難以控制時(shí)間的問題可以采用自動(dòng)化的程序來進(jìn)完成設(shè)備的啟動(dòng)。西門子S7-300PLC設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)烘爐以及噴漆等一共六個(gè)設(shè)備的自動(dòng)化準(zhǔn)時(shí)啟動(dòng)控制，加入編程來實(shí)現(xiàn)對(duì)啟動(dòng)時(shí)間和計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確控制，能夠有效地對(duì)需要預(yù)熱以及預(yù)通風(fēng)的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

（2）采用水溶性的涂料。目前在汽車的涂裝工藝中，所使用的溶劑的載體一般為芳香族的一些化合物，容易揮發(fā)，屬于易燃易爆物品，對(duì)環(huán)境也會(huì)造成一定的污染，甚至?xí)：Φ饺藗兊慕】担苄缘耐苛系娜軇┚褪撬?，因此它易溶于水，也不易燃燒和爆炸，?duì)于環(huán)境更加友好，也會(huì)極大地減少涂料對(duì)于人體健康的危害作用。由于芳香族化合物和純水在化學(xué)性質(zhì)上面存在較大的差異，因此，在具體的噴涂工藝中使用于不同的涂裝設(shè)備。除此之外，在使用水溶性的涂料時(shí)，應(yīng)注意到它具有的導(dǎo)電性，可能會(huì)發(fā)生漏電的情況，需要改變?cè)茸詣?dòng)噴涂系統(tǒng)的加電壓方式，轉(zhuǎn)為外部加電壓，提高制造的效率，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。

（3）噴漆室以及烘房的節(jié)能減排。在噴漆室和烘房等環(huán)節(jié)，可以利用計(jì)算機(jī)設(shè)備，通過對(duì)各種數(shù)據(jù)信息的采集，提前計(jì)算好所需的時(shí)間，優(yōu)化相應(yīng)的溫度和濕度，并設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，保證噴漆室開啟后能夠立即進(jìn)行使用，降低電能的損耗，避免能源的浪費(fèi)[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，需要更加注重對(duì)環(huán)境的友好以及對(duì)能源的節(jié)約等問題，相關(guān)企業(yè)需要在這一方面加大研究力度，針對(duì)涂裝工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，對(duì)汽車涂裝設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，最大限度地減少能源的浪費(fèi)，從而降低汽車制造的成本，促進(jìn)汽車行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。