汽车涂装节能减排研究范文

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摘要：

汽车涂装生产占总生产能耗的73%及大部分排放，节能减排工作非常急迫且效果重大。需要从生产线规划初期，即从工艺设备及管理方面进行节能减排设计优化。本文分析了汽车涂装节能减排的新方向。

关键词：

汽车涂装；节能减排；节能管理

1前言

涂装车间在汽车传统四大工艺的能耗占比在73%，又占据了大部分生产过程中的三废排放，因此涂装车间的工艺设计往往决定了整个汽车基地的节能减排水平，也对于整个周边环境以及汽车厂本身的效益有着巨大影响。中国汽车市场年产销量在3000万台左右，现已成为世界第一大汽车生产国及第一大消费市场，即全世界汽车行业最大的能耗和排放就在中国。常规的涂装车间能耗每降低10%，可给数万家庭提供能源。节能减排所能带来的成果和意义非常巨大。

2涂装车间能耗与排放研究

2．1能耗概述

目前我国新建涂装生产线工艺水平和涂装质量已与国际接轨，装备水平也是一流。但是既有生产线参差不齐，工艺设备差异性非常大，且在技术升级改造上缺乏动力，同时导致节能环保方面较为落后，随着市场竞争的加剧，面临淘汰压力。依照HJ/T293—2006《汽车制造业涂装清洁生产标准》一级(最高级):3C3B耗电量≤20kW•h/m2［1］，按车身面积100m2/台计，则单车能耗在2000KWh。而美国的节能明星要求是1000KWh。应该说，标准的落后也让我国涂装行业相对落后。目前除了环境评估，能耗评估也开始列入了新建涂装车间投产的关键环节，这将带来新建涂装车间能耗方面的进步。

2．2排放分析

CO2排放量可与上节中提到的综合能耗可以相互转换。整体而言，前处理及电泳产生工业废水。烘干室主要是涂层固化过程中散发的VOC。喷漆室则产生含过喷油漆漆雾的废气，以及处理过喷漆雾产生的废水废渣或其他固废(取决于废漆处理工艺)。世界各国在环境保护，大气净化方面相继制定限制VOC的排放量的法规，总的趋势是相互促进，VOC排放量限值越来越小，对涂装工艺及处理效果的要求越来越严，并已成为全球涂装及涂料界关注的焦点之一。我国尚无统一的限值规定，但是各地方政府或各企业有各自的标准，东部沿海各地区在2015和2016年更是相继出台更为严格的标准。对于废水排放，近年来我国东部沿海重点区域，如太湖流域出台地方法规，要求氮磷等零排放。

2．3节能减排方法

汽车涂装节能减排一直是各大汽车生产企业，涂料供应商以及设备供应商共同努力的方向，也因此，新的节能减排方法也源自新工艺，新设备及汽车企业的能源管理。

2．4新工艺

新工艺往往源自车企和涂料供应商的共同努力。涂装的目的在于美观及防腐。在满足该需求的条件下，或减少不必要的工序，或开发更加环保的涂料。减少工艺如减少涂层数量，烘干次数或工位。如免中涂或紧凑型面漆工艺，直接减少了中涂喷漆室，烘干室，打磨室及相应的机器人，空调，废水处理，VOC排放等等，在各方面全面的节约了建设成本及运行能耗。还提升了一次合格率等。减低生产工艺需求:发展喷涂窗口更大的油漆;如用薄膜技术代替需要加热及大量过滤的磷化。以薄膜前处理为例，最大程度减少了重金属，废弃物及废水的排放，少渣或无渣，并可用袋式过滤器替代传统压滤机;降低废水处理难度，无磷工艺，且无需处理BOD和COD;工艺过程化学品消耗量降低;可在室温下处理，无需加热，也减少了对换热设备的酸洗;工艺有所简化，可减少表调工位，前处理整体可减少两到三工位。不管是经济效益还是管理都带来更大的方便性，年运行费用可减少一百到三百万元。

2．5新设备

对于设备企业来说，首要不断开发新设备来满足新工艺。如配合薄膜前处理的设备系统。或者针对苛刻油漆窗口的节能空调技术。其次，在满足绝对工艺需求基础上，对设备进行系统上不断精益优化设计，如喷漆室的循环风技术，烘干室的系统化设计，各工位的余热回收等。比如喷漆室循环风技术，传统喷漆室通常使用水来处理漆雾并因此配备全新风，该经过处理的空气结合漆雾后不循环再利用或非常少量循环利用，能耗巨大。伴随机器人的大量使用及干式喷漆捕集技术的成熟，循环风技术可进行应用，再结合水性涂料及免中涂工艺等，节能降本非常显著，免去了废水处理，同时产生的固废可进行再次利用。还有就是设备控制技术的进步，使得设备更加智能化，主动减少浪费。如烘干室的智能控制，可根据烘烤车身的数量，来调节新风的比例，这样既减少了废气排放，也节约了能源。此外，对车身所处环境的空间进行减少，也可显著减低能耗。如前处理电泳伴随先进输送设备可减小槽体体积，机器人占地减少可减小喷漆室面积。还有就是各设备自身的不断进步，如喷漆效率提升的机器人等等。

2．6能源计量及管理

在涂装车间的运行上，也要不断的进行精益管理，并以能源计量系统为基础做出高效而有针对性的持续改进。能源计量管理系统将记录生产过程的各种能源消耗，并通过与评估的能源消耗进行对比分析，自动识别及警告能耗过高的区域和停工区域［2］，对于车间的能耗管理，也提供了横向及纵向的依据。否则的话，涂装车间只能依据来自公用动力部门的月报，无从知晓各区域各时段的具体能耗，对于一些能耗浪费也无从得知无处下手。在汽车行业中，产能过剩的现象也日趋严重。而且对涂装车间这种热非标设备为主的工厂来说，当产量明显下降时，单车能耗成本会大幅增加。而各企业往往也无力无心进行大规模的改造，只能放任能源浪费，并且造成恶性循环，或者直接关停工厂。非满产的现象同样存在于调试投产阶段或者新车型导入阶段。在这些情况下，需要及时依据生产方式的转变做出相对应的管理措施，减少不必要的浪费。比如优化生产组织，调节设备待产状态，减少设备空转时间等等。以上三个方向在实际应用中也需要在实际应用中共同推进，并注意匹配性。

3结语

目前我国仍面临巨大的环保及减排压力，科学有效的管理能源浪费及减少排放是当务之急。汽车涂装节能减排的潜力巨大，需要精益求精，实现经济效益，社会效益和环境效益的统一。

参考文献:

［1］HJ/T293－2006汽车制造业涂装清洁生产标准［S］．

［2］王锡春．汽车涂装节能减排的新工艺技术［J］．现代涂料与涂装，2012，04:31～35，48．

作者:刘昊天 单位:上海交通大学机械与动力工程学院