研究生論文汽車涂裝節(jié)能減排方法

　　汽車涂裝節(jié)能減排是我國汽車行業(yè)未來發(fā)展方向，本篇研究生論文探討汽車涂裝節(jié)能減排方法，就新工藝、新設備、能源計量及管理進行闡述�？梢园l(fā)表研究生論文的期刊有《汽車工藝與材料》雜志(Automobile Technology & Material)由中國汽車工程學會和長春汽車材料研究所共同主辦的國內(nèi)、外公開發(fā)行的汽車制造類月刊，依托中國最大的汽車技術(shù)研究中心的強力資源，是 國內(nèi)惟一一本全面報道汽車先進制造技術(shù)與材料研究應用的專業(yè)性雜志。《汽車工藝與材料》雜志創(chuàng)刊于1986年，20多年來始終服務于汽車整車及配套產(chǎn)業(yè)(OEM)，其覆蓋領域包括汽車零部件的生產(chǎn)制造、新材料的研究與應用、生產(chǎn)裝備、檢測技術(shù)等。

　　汽車涂裝生產(chǎn)占總生產(chǎn)能耗的73%及大部分排放，節(jié)能減排工作非常急迫且效果重大。需要從生產(chǎn)線規(guī)劃初期，即從工藝設備及管理方面進行節(jié)能減排設計優(yōu)化。本文分析了汽車涂裝節(jié)能減排的新方向。

　　關(guān)鍵詞：

　　汽車涂裝;節(jié)能減排;節(jié)能管理

　　1前言

　　涂裝車間在汽車傳統(tǒng)四大工藝的能耗占比在73%，又占據(jù)了大部分生產(chǎn)過程中的三廢排放，因此涂裝車間的工藝設計往往決定了整個汽車基地的節(jié)能減排水平，也對于整個周邊環(huán)境以及汽車廠本身的效益有著巨大影響。中國汽車市場年產(chǎn)銷量在3000萬臺左右，現(xiàn)已成為世界第一大汽車生產(chǎn)國及第一大消費市場，即全世界汽車行業(yè)最大的能耗和排放就在中國。常規(guī)的涂裝車間能耗每降低10%，可給數(shù)萬家庭提供能源。節(jié)能減排所能帶來的成果和意義非常巨大。

　　2涂裝車間能耗與排放研究

　　2.1能耗概述

　　目前我國新建涂裝生產(chǎn)線工藝水平和涂裝質(zhì)量已與國際接軌，裝備水平也是一流。但是既有生產(chǎn)線參差不齊，工藝設備差異性非常大，且在技術(shù)升級改造上缺乏動力，同時導致節(jié)能環(huán)保方面較為落后，隨著市場競爭的加劇，面臨淘汰壓力。依照HJ/T293—2006《汽車制造業(yè)涂裝清潔生產(chǎn)標準》一級(最高級):3C3B耗電量≤20kW•h/m2[1]，按車身面積100m2/臺計，則單車能耗在2000KWh。而美國的節(jié)能明星要求是1000KWh。應該說，標準的落后也讓我國涂裝行業(yè)相對落后。目前除了環(huán)境評估，能耗評估也開始列入了新建涂裝車間投產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這將帶來新建涂裝車間能耗方面的進步。

　　2.2排放分析

　　CO2排放量可與上節(jié)中提到的綜合能耗可以相互轉(zhuǎn)換。整體而言，前處理及電泳產(chǎn)生工業(yè)廢水。烘干室主要是涂層固化過程中散發(fā)的VOC。噴漆室則產(chǎn)生含過噴油漆漆霧的廢氣，以及處理過噴漆霧產(chǎn)生的廢水廢渣或其他固廢(取決于廢漆處理工藝)。世界各國在環(huán)境保護，大氣凈化方面相繼制定限制VOC的排放量的法規(guī)，總的趨勢是相互促進，VOC排放量限值越來越小，對涂裝工藝及處理效果的要求越來越嚴，并已成為全球涂裝及涂料界關(guān)注的焦點之一。我國尚無統(tǒng)一的限值規(guī)定，但是各地方政府或各企業(yè)有各自的標準，東部沿海各地區(qū)在2015和2016年更是相繼出臺更為嚴格的標準。對于廢水排放，近年來我國東部沿海重點區(qū)域，如太湖流域出臺地方法規(guī)，要求氮磷等零排放。

　　2.3節(jié)能減排方法

　　汽車涂裝節(jié)能減排一直是各大汽車生產(chǎn)企業(yè)，涂料供應商以及設備供應商共同努力的方向，也因此，新的節(jié)能減排方法也源自新工藝，新設備及汽車企業(yè)的能源管理。

　　2.4新工藝

　　新工藝往往源自車企和涂料供應商的共同努力。涂裝的目的在于美觀及防腐。在滿足該需求的條件下，或減少不必要的工序，或開發(fā)更加環(huán)保的涂料。減少工藝如減少涂層數(shù)量，烘干次數(shù)或工位。如免中涂或緊湊型面漆工藝，直接減少了中涂噴漆室，烘干室，打磨室及相應的機器人，空調(diào)，廢水處理，VOC排放等等，在各方面全面的節(jié)約了建設成本及運行能耗。還提升了一次合格率等。減低生產(chǎn)工藝需求:發(fā)展噴涂窗口更大的油漆;如用薄膜技術(shù)代替需要加熱及大量過濾的磷化。以薄膜前處理為例，最大程度減少了重金屬，廢棄物及廢水的排放，少渣或無渣，并可用袋式過濾器替代傳統(tǒng)壓濾機;降低廢水處理難度，無磷工藝，且無需處理BOD和COD;工藝過程化學品消耗量降低;可在室溫下處理，無需加熱，也減少了對換熱設備的酸洗;工藝有所簡化，可減少表調(diào)工位，前處理整體可減少兩到三工位。不管是經(jīng)濟效益還是管理都帶來更大的方便性，年運行費用可減少一百到三百萬元。

　　2.5新設備

　　對于設備企業(yè)來說，首要不斷開發(fā)新設備來滿足新工藝。如配合薄膜前處理的設備系統(tǒng)�；蛘哚槍�苛刻油漆窗口的節(jié)能空調(diào)技術(shù)。其次，在滿足絕對工藝需求基礎上，對設備進行系統(tǒng)上不斷精益優(yōu)化設計，如噴漆室的循環(huán)風技術(shù)，烘干室的系統(tǒng)化設計，各工位的余熱回收等。比如噴漆室循環(huán)風技術(shù)，傳統(tǒng)噴漆室通常使用水來處理漆霧并因此配備全新風，該經(jīng)過處理的空氣結(jié)合漆霧后不循環(huán)再利用或非常少量循環(huán)利用，能耗巨大。伴隨機器人的大量使用及干式噴漆捕集技術(shù)的成熟，循環(huán)風技術(shù)可進行應用，再結(jié)合水性涂料及免中涂工藝等，節(jié)能降本非常顯著，免去了廢水處理，同時產(chǎn)生的固廢可進行再次利用。還有就是設備控制技術(shù)的進步，使得設備更加智能化，主動減少浪費。如烘干室的智能控制，可根據(jù)烘烤車身的數(shù)量，來調(diào)節(jié)新風的比例，這樣既減少了廢氣排放，也節(jié)約了能源。此外，對車身所處環(huán)境的空間進行減少，也可顯著減低能耗。如前處理電泳伴隨先進輸送設備可減小槽體體積，機器人占地減少可減小噴漆室面積。還有就是各設備自身的不斷進步，如噴漆效率提升的機器人等等。

　　2.6能源計量及管理

　　在涂裝車間的運行上，也要不斷的進行精益管理，并以能源計量系統(tǒng)為基礎做出高效而有針對性的持續(xù)改進。能源計量管理系統(tǒng)將記錄生產(chǎn)過程的各種能源消耗，并通過與評估的能源消耗進行對比分析，自動識別及警告能耗過高的區(qū)域和停工區(qū)域[2]，對于車間的能耗管理，也提供了橫向及縱向的依據(jù)。否則的話，涂裝車間只能依據(jù)來自公用動力部門的月報，無從知曉各區(qū)域各時段的具體能耗，對于一些能耗浪費也無從得知無處下手。在汽車行業(yè)中，產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象也日趨嚴重。而且對涂裝車間這種熱非標設備為主的工廠來說，當產(chǎn)量明顯下降時，單車能耗成本會大幅增加。而各企業(yè)往往也無力無心進行大規(guī)模的改造，只能放任能源浪費，并且造成惡性循環(huán)，或者直接關(guān)停工廠。非滿產(chǎn)的現(xiàn)象同樣存在于調(diào)試投產(chǎn)階段或者新車型導入階段。在這些情況下，需要及時依據(jù)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變做出相對應的管理措施，減少不必要的浪費。比如優(yōu)化生產(chǎn)組織，調(diào)節(jié)設備待產(chǎn)狀態(tài)，減少設備空轉(zhuǎn)時間等等。以上三個方向在實際應用中也需要在實際應用中共同推進，并注意匹配性。

　　3結(jié)語

　　目前我國仍面臨巨大的環(huán)保及減排壓力，科學有效的管理能源浪費及減少排放是當務之急。汽車涂裝節(jié)能減排的潛力巨大，需要精益求精，實現(xiàn)經(jīng)濟效益，社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

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