汽車工程師論文汽車涂裝節(jié)能減排

　　目前我國(guó)仍面臨巨大的環(huán)保及減排壓力，汽車工程師論文科學(xué)有效的管理能源浪費(fèi)及減少排放是當(dāng)務(wù)之急。汽車涂裝節(jié)能減排的潛力巨大，需要精益求精，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一�！�汽車工藝與材料》雜志(Automobile Technology & Material)由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)和長(zhǎng)春汽車材料研究所共同主辦的國(guó)內(nèi)、外公開(kāi)發(fā)行的汽車制造類月刊，依托中國(guó)最大的汽車技術(shù)研究中心的強(qiáng)力資源，是 國(guó)內(nèi)惟一一本全面報(bào)道汽車先進(jìn)制造技術(shù)與材料研究應(yīng)用的專業(yè)性雜志。

　　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(shè)備及管理方面進(jìn)行節(jié)能減排設(shè)計(jì)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(guò)程中的三廢排放，因此涂裝車間的工藝設(shè)計(jì)往往決定了整個(gè)汽車基地的節(jié)能減排水平，也對(duì)于整個(gè)周邊環(huán)境以及汽車廠本身的效益有著巨大影響。中國(guó)汽車市場(chǎng)年產(chǎn)銷量在3000萬(wàn)臺(tái)左右，現(xiàn)已成為世界第一大汽車生產(chǎn)國(guó)及第一大消費(fèi)市場(chǎng)，即全世界汽車行業(yè)最大的能耗和排放就在中國(guó)。常規(guī)的涂裝車間能耗每降低10%，可給數(shù)萬(wàn)家庭提供能源。節(jié)能減排所能帶來(lái)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(guó)新建涂裝生產(chǎn)線工藝水平和涂裝質(zhì)量已與國(guó)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(shè)備差異性非常大，且在技術(shù)升級(jí)改造上缺乏動(dòng)力，同時(shí)導(dǎo)致節(jié)能環(huán)保方面較為落后，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)(最高級(jí)):3C3B耗電量≤20kW•h/m2[1]，按車身面積100m2/臺(tái)計(jì)，則單車能耗在2000KWh。而美國(guó)的節(jié)能明星要求是1000KWh。應(yīng)該說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)的落后也讓我國(guó)涂裝行業(yè)相對(duì)落后。目前除了環(huán)境評(píng)估，能耗評(píng)估也開(kāi)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(lái)新建涂裝車間能耗方面的進(jìn)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(guò)程中散發(fā)的VOC。噴漆室則產(chǎn)生含過(guò)噴油漆漆霧的廢氣，以及處理過(guò)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(guó)在環(huán)境保護(hù)，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(shì)是相互促進(jìn)，VOC排放量限值越來(lái)越小，對(duì)涂裝工藝及處理效果的要求越來(lái)越嚴(yán)，并已成為全球涂裝及涂料界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。我國(guó)尚無(wú)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(biāo)準(zhǔn)，東部沿海各地區(qū)在2015和2016年更是相繼出臺(tái)更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于廢水排放，近年來(lái)我國(guó)東部沿海重點(diǎn)區(qū)域，如太湖流域出臺(tái)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(yīng)商以及設(shè)備供應(yīng)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(shè)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(yīng)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(kāi)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(yīng)的機(jī)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(shè)成本及運(yùn)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(guò)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(wú)渣，并可用袋式過(guò)濾器替代傳統(tǒng)壓濾機(jī);降低廢水處理難度，無(wú)磷工藝，且無(wú)需處理BOD和COD;工藝過(guò)程化學(xué)品消耗量降低;可在室溫下處理，無(wú)需加熱，也減少了對(duì)換熱設(shè)備的酸洗;工藝有所簡(jiǎn)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(jì)效益還是管理都帶來(lái)更大的方便性，年運(yùn)行費(fèi)用可減少一百到三百萬(wàn)元。

　　2.5新設(shè)備

　　對(duì)于設(shè)備企業(yè)來(lái)說(shuō)，首要不斷開(kāi)發(fā)新設(shè)備來(lái)滿足新工藝。如配合薄膜前處理的設(shè)備系統(tǒng)�；蛘哚槍�(duì)苛刻油漆窗口的節(jié)能空調(diào)技術(shù)。其次，在滿足絕對(duì)工藝需求基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)上不斷精益優(yōu)化設(shè)計(jì)，如噴漆室的循環(huán)風(fēng)技術(shù)，烘干室的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，各工位的余熱回收等。比如噴漆室循環(huán)風(fēng)技術(shù)，傳統(tǒng)噴漆室通常使用水來(lái)處理漆霧并因此配備全新風(fēng)，該經(jīng)過(guò)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(jī)器人的大量使用及干式噴漆捕集技術(shù)的成熟，循環(huán)風(fēng)技術(shù)可進(jìn)行應(yīng)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(shí)產(chǎn)生的固廢可進(jìn)行再次利用。還有就是設(shè)備控制技術(shù)的進(jìn)步，使得設(shè)備更加智能化，主動(dòng)減少浪費(fèi)。如烘干室的智能控制，可根據(jù)烘烤車身的數(shù)量，來(lái)調(diào)節(jié)新風(fēng)的比例，這樣既減少了廢氣排放，也節(jié)約了能源。此外，對(duì)車身所處環(huán)境的空間進(jìn)行減少，也可顯著減低能耗。如前處理電泳伴隨先進(jìn)輸送設(shè)備可減小槽體體積，機(jī)器人占地減少可減小噴漆室面積。還有就是各設(shè)備自身的不斷進(jìn)步，如噴漆效率提升的機(jī)器人等等。

　　2.6能源計(jì)量及管理

　　在涂裝車間的運(yùn)行上，也要不斷的進(jìn)行精益管理，并以能源計(jì)量系統(tǒng)為基礎(chǔ)做出高效而有針對(duì)性的持續(xù)改進(jìn)。能源計(jì)量管理系統(tǒng)將記錄生產(chǎn)過(guò)程的各種能源消耗，并通過(guò)與評(píng)估的能源消耗進(jìn)行對(duì)比分析，自動(dòng)識(shí)別及警告能耗過(guò)高的區(qū)域和停工區(qū)域[2]，對(duì)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(lái)自公用動(dòng)力部門的月報(bào)，無(wú)從知曉各區(qū)域各時(shí)段的具體能耗，對(duì)于一些能耗浪費(fèi)也無(wú)從得知無(wú)處下手。在汽車行業(yè)中，產(chǎn)能過(guò)剩的現(xiàn)象也日趨嚴(yán)重。而且對(duì)涂裝車間這種熱非標(biāo)設(shè)備為主的工廠來(lái)說(shuō)，當(dāng)產(chǎn)量明顯下降時(shí)，單車能耗成本會(huì)大幅增加。而各企業(yè)往往也無(wú)力無(wú)心進(jìn)行大規(guī)模的改造，只能放任能源浪費(fèi)，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(dǎo)入階段。在這些情況下，需要及時(shí)依據(jù)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變做出相對(duì)應(yīng)的管理措施，減少不必要的浪費(fèi)。比如優(yōu)化生產(chǎn)組織，調(diào)節(jié)設(shè)備待產(chǎn)狀態(tài)，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間等等。以上三個(gè)方向在實(shí)際應(yīng)用中也需要在實(shí)際應(yīng)用中共同推進(jìn)，并注意匹配性。

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