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轿车涂装车间的节能管理

信息来源:paintkey.com  时间:2008-03-14  浏览次数:167

 ??涂装车间是轿车4大车间(冲压车间、焊装车间、涂装车间、总装车间)中的耗能大户,耗能比例占到60%左右。如何在涂装车间规划时选好节能设备,在涂装车间运行时采取有效的节能措施,从而有效降低涂装车间的能耗和运行成本,是涂装车间规划和管理必须重点关注的事情。

??? 1 设备节能规划

??? 1.1 供电系统规划

??? 合理的供电系统规划,不仅可以节省电能,还可以保障设备正常运行,延长设备使用寿命。

??? 1)合理安排变压器运行台数,应该按照总负荷大小来合理安排变压器台数。在奇瑞公司涂装二车间(奇瑞公司从德国杜尔公司引进的世界级涂装车间,以下简称涂装二车间)内,分散布置有6台变压器,前处理线、电泳线和PVC线区域布置有2台变压器,中涂线和面漆线区域布置有2台变压器。

??? 2)当变压器的铜损等于铁损时,或者说固定损耗等于可变损耗时,变压器的效率最高,这时的变压器处在最佳负载率的状况下运行,节能效果最好。在变压器规划时,合理选择变压器容量及安排线路负载,合理分散布置变压器之后,涂装二车间3台2000KVA变压器和3台1600 kVA变压器的负载率达到了80%。

??? 3)提高负载的功率因素:①在变压器低压柜安装无功功率补偿控制器,使功率因素提升到0.95;②在低压电柜安装功率因数补偿柜,人工补偿功率因数。

??? 1.2 喷漆室设备规划

??? 对于喷漆室设备空调机组加热段的热源,采用蒸汽或天然气对平面布置影响较大。考虑到奇瑞公司动能厂(以下简称动能厂)已经投产了热电站,能够提供作为附加产品的蒸汽;故仍然采用蒸汽作为喷漆室的热源。

??? 冬季控制喷漆室温度的时候,蒸汽加热空气产生大量的冷凝水,此冷凝水的温度一般在80℃左右。由于动能厂距离涂装二车间较远,如果由动能厂回收冷凝水再利用会造成热量损失,为此直接在涂装二车间回收此冷凝水。用回收的80℃左右的冷凝水对空气进行喷淋、加温和加湿,用于调节喷漆室的温度和湿度。这样涂装二车间节约了蒸汽和水的用量,动能厂也节省了用泵回收冷凝水时的电能消耗。

??? 喷漆室在生产模式和清洁模式的风量是不一样,清洁模式需要的风量可以小些,所以喷漆室中央空调机组需要根据不同情况供应不同的风量,这需要选好中央空调机组的控制方案。

??? 离心式风机的转速降低后,其消耗功率会大幅下降,例如转速降到50%时,轴机械功率减至12.5%。变频调速效率高,当转速降到50%时,效率n≈95%-98%.几乎近似不变,所以变频调速节能效益最佳。有双电动机的中央空调机组,往往选择软起动和变频调速相结合的控制方案。

  1.3 烘干室设备规划

??? (1)烘干室设备系统组成

??? 废气回收式循环焚烧炉(TIU)、加热段(1、2)、保温段(1、2)、废气循环风机、新鲜空气加热循环风机、入/出口气封段、强冷室,见图l。为了加快升温,缩短升温时间,一般可以考虑在保温段2设有一套燃气式比例调节燃烧器。如果采用直燃式焚烧炉(RT0),一般在加热段、保温段上均设有RTO,同时燃烧尾气需要集中进行焚烧处理,然后再一次循环利用。

??? (2)废气回收式循环焚烧炉系统(TIU)

??? TIU是将天然气、一部分压缩空气、从保温段抽出的废气,混合在燃烧炉内进行燃烧而输出热量的套系统,集成了换热、燃烧两大功能.燃烧温度般拧制在760℃左右,换热后的输出热空气温度一般控制在480℃左右。

??? (3)烘干室热量、风量平衡

??? 国内众多轿车涂装车间采用的烘干温度大致在以下范围内:电泳烘干室烘干温度185~190℃,中涂烘干室烘干温度165~170℃,面漆烘干室烘干温度155~160℃。连续烘干时间一般在10 mln左右,连续保温时间一般在20 min左右。为确保各功能段热量平衡,一般要求各加热、保温段可根据设定值自动橱整。为确保供风量和排风量平衡,一般在尾气循环管路、新鲜空气供给管路及换热后的气封段管路上设有可调节风阀,用于调整、平衡供风量和排风量。

??? 2 节能管理

??? 2.1 控制隐性动能浪费

??? 动能的隐性浪费因为其“隐”的特性,不容易被发现,很难控制,浪费也更大。例如生产时间安排不合理,导致电负荷峰、平、谷值比例不合理;生产任务安排不协调,焊装车间跟不上涂装车间的生产节拍,焊装车间向涂装车间供应的白车身不足,导致涂装车间设备空运转:工艺参数设定不合理(例如涂装车间的烘干室温度过高、焊装车间焊接电流过大等等),导致浪费。针对其“隐”的特性,采取了不同的控制方式。

??? 2.1.1 合理利用分时电价

??? 由于电价在每天的不同时段差别很大,蜂值电价是平值电价的l.5倍,峰值电价是谷值电价的2.9倍,所以可以利用“分时电价”来控制隐性动能。在安排生产计划时,如果是单班生产,尽量安排在电价较低的夜班(0:30~8:00)生产。安排具体生产时间时,尽量把电能大户涂装车间的生产时间安排在谷值时段,目的是增加谷值比例。在2005年12月~2006年2月,经过合理安排生产,涂装二车间谷值比例由34.7%增加到42.1%‘节约用电170余万元。

??? 2.1.2 合理保证生产节拍

??? 一方面要均衡安排焊装车间和涂装车间的生产,减少涂装车间对焊装车间等待造成的生产空位,减少涂装车间后一工位对前一工位等待造成的生产空位,保证涂装车间的小时生产节拍;另一方面,通过修改设备参数,例如变频器参数,电动机参数等,加快各设备的处理速度,提高涂装车间的小时生产节拍。2005年4月,涂装二车间全线提速之后,小时节拍产量提高13%~16%,能耗下降10%以上。

??? 设备规划对于节能具有决定性的意义。在设备选型时,设备功率留有合适的余量是提速成功的关键,如果设备功率只是正好满足原设计要求,后期很难在不增加投入的情况下实现提速。

??? 2.1.3 合理选择能源种类

??? 2003年涂装二车间投产时,烘干室的加热能源使用的是空混液化气。国家“两气东输”管网到达芜湖市后,在2005年5月,分析了天然气和空混液化气的热值,以及天然气与燃烧器的匹配之后,将烘干室的加热能源由空混液化气切换为天然气,每立方米的用气单价下降了50%,单车动能费用下降25元。

??? 2.2 设备改善降低动能

??? 设备改善是动能控制中非常有效的手段,通过设备改善可以有效地减少动能浪费。例如在停产检修时,涂装二车间自备空压机只能向本车间自动涂装机设备供应压缩空气,如果本车间其他设备也需要使用压缩空气,必须开起动能厂的空压机,造成巨大的电能浪费。通过改善,将涂装二车间自备空压机的管路接到本车间其他需要的用气点,在停产检修期间,只需要开起本车间自各的空压机就可以完成检修任务。

??? 2.2.1 准时开机的改善

??? 在涂装二车间,各工艺设备之间都有互锁机制,只有各工艺设备都达到工艺参数设定值时,整个车间才能正常运转。例如必须提前开起喷漆室设备,当喷漆室的温度、湿度达到工艺设定值时,车身才能进入喷漆室开始喷漆;必须提前开起烘干室设备,当烘干室的温度到达工艺设定值时,车身才能进入烘干室开始烘干。而各工艺设备到达工艺参数设定值的时间都不相同,例如:中涂喷漆室到达工艺参数设定值的时间大约为25 min,如果早上8点开线,必须在开线前25min,即7点35提前开起中涂喷漆室设备;中涂烘干室设备到达工艺参数设定值的时间大约为55 min,必须在开线前55 min,即7点05提前开起中涂烘干室设备。这样可以使各工艺设备同时到达工艺参数设定值,从而准时开线,避免一部分工艺设备已经准备好了,但一部分工艺设备还没有准备好,造成已经准备好的工艺设备空运转而导致动能浪费。

??? 从2003年开始,在涂装二车间收集各工艺设备开机时间、工艺设备参数设定值到达时间、开线时间的相关数据,每天修改各工艺设备的开机时问。经过半年的监控和改善,在确保大功率设备不能同时开起的原则下,开机时间可以精确到0.5min之内,开线时间可以精确到1. 5 mm之内。与2003年对比,2004年能耗降低20%,节约动能费用800万元。

??? 2.2.2 照明用电的改善

??? 各车间都存在着不同程度的照明用电浪费现象,主要体现为一个开关控制多盏照明灯,甚至是一个开关控制多个区域的照明灯;楼梯、走廊经常没人关灯;部分区域照度过大等等。对照明线路进行改造.减少单个开关控制照明灯的数量;楼梯、走廊的照明灯改为触摸延时开关控制;对工位照明照度进行测量,合理分配照明灯的数量。以涂装二车间为例:经过照明用电改善,每年可以节约用电3.4万元。

??? 2.2.3 工艺参数的改善

??? 在涂装二车间试生产、调试阶段,为了确保烘干效果,烘干室温度的设定值比实际需求值要高。进入正式生产阶段之后,开始适当下调烘干室温度的设定值,经过多次试验,烘干室温度的设定值下降了将近10℃,减少了动能消耗。

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