涂装车间设备节能技术应用与改进

卢晨宇

（大庆石油管理局有限公司装备制造分公司，黑龙江大庆 163000）

0 引言

在工业制造中，很多产品通过表面处理技术达到装饰、耐久和防腐蚀的目的。其中，涂装工艺比较繁琐且操作复杂，能源消耗大，是产品制造中的污染和耗能大户。因此，要实现工业节能生产，需要进一步了解涂装车间设备能耗情况，改进传统工艺，提高节能效率。实现涂装节能，顺应当前绿色发展的理念，可以提升工业制造的竞争力，推动涂装工艺的可持续发展。

1 涂装车间耗能特点和节能技术应用现状

1.1 主要耗能特点

（1）涂装车间包括加工设备和运输设备，加工设备有水洗设备、脱脂设备和电泳设备等；运输设备主要是悬挂输送链和地面输送链等。其他的照明设备和给排水设备等也会产生能耗，这些设备的型号和数量不等，因此涂装车间的能耗设备存在种类和数量都比较多的特点。因此，在对涂装车间进行节能技术应用时，需要考虑到各种设备和设施；

（2）涂装车间由于生产设备、动力源和生产工艺等不同，因此消耗的能源种类也存在差异，比如一般的加工工序、输送设备主要消耗电能，而烘炉工序主要采用电能和燃气能源，要明确各项能耗工艺消耗能源的种类，才能进一步对其进行能耗分析和节能改造。

1.2 涂装节能技术应用现状

在工业进步和工艺水平提高过程中，我国涂装技术和设备经历了从手工、机械到自动生产线3 个阶段，涂装工艺流程一般是前处理和打磨、涂装、流平、干燥或者固化以及三废处理。20世纪50年代，我国开始从苏联引进发展涂装设备，到了60年代开始出现自行化生产。这一阶段，我国涂装设备的发展主要集中于防腐性能的提升，之后耗能特性开始受到重视，实际中也应用了多项节能措施。国外涂装车间设备节能，主要是对涂装线的改进，在中涂和面漆烘干室将新鲜空气注入，以排出其中废气。还可降低冬季通风系统的热量消耗，达到节约能源的目的。

2 涂装车间工艺设备耗能分析及节能意义

2.1 涂装工艺与设备

以液体油漆喷涂工艺为例，各类需要进行涂装的工件，要经过脱脂、清洗、挂工件、喷漆、烘干和检验等工序，最后包装入库。脱脂需要使用溶剂将工件外壳的污渍清除，之后用常流水冲洗零件外表面，挂上生产线。之后采用人工方式喷漆，喷涂完毕后用烘干箱烘干。类似的涂装工艺工序多、设备多，很多设备都要使用电能、水资源和燃气等，会产生大量能耗。

2.2 设备节能的意义

企业要提高自身竞争力，要从技术创新、经济效益两方面着手，在生产过程中应用先进技术，可以有效降低生产成本。在工业制造中，涂装车间会产生很大的能源消耗，会对产品单价成本控制产生很大影响。提高企业利润和生产效益，就要提高能源利用效率，减少能源浪费，并不断应用节能技术。

3 涂装车间设备节能方面存在的问题

3.1 用电系统存在的问题

（1）电力垃圾。用电系统中存在很多电力垃圾，使用电效率降低并且会冲击破坏所有的用电设备，比如瞬变会使电机运行温度升高，每升高1 ℃会增加4%左右的电耗。此外，电力垃圾多为有害电能，长期运行中会冲击破坏用电设备，使设备寿命减短并增加维修次数和费用。

（2）电能过剩。在用电系统中，供电电压比设备额定电压高，会危害到设备质量和使用寿命，并加大电能消耗。动力用电设备中，如果电机处于恒定负荷，在负荷变动下可能出现轻载或空载，进而产生电能浪费。

3.2 其他问题

照明系统存在一个开关控制多盏照明灯的问题；输送电机冷却中，由于涂装车间夏季温度高容易烧坏电机，在压缩空气冷却中，空气管路缺乏自动控制阀门，停线时无法控制压缩空气会产生浪费；涂装车间没有设置独立的计量表计，无法正常统计消耗，不便进行动能管理。

4 现阶段节能技术的应用

4.1 喷漆室节能技术

利用排风循环再利用技术，在喷漆室内设置水性喷涂涂料、新式干式漆雾捕集设备和排风循环再利用设备，可以实现80%以上排风循环利用；机器人和静电旋杯技术，可以降低喷漆室内空调系统能耗，同时可减少作业长度1/2 左右，减少其消耗的电能和水资源等。

4.2 烘干室节能技术

烘干室节能可通过改进烘干室结构、材料、强冷室开机控制等实现，此外当前还可应用RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄热式热力焚化炉）烟气余热利用技术。这种技术可处理烘干设备供热系统、废气处理系统烟气排放等产生的热损失，对烟气余热进行回收利用，可以预热烘干设备新进空气，并为公用动力系统等提供热能。热量流动如图1 所示。

图1 烘干室热量流动

4.3 前处理设备节能措施

涂装前处理设备中水泵的数量较多，节能措施主要通过电机变频系统实现。此外，一些涂装车间会连接起水洗喷淋泵和车体自动检测装置，可以使水泵低耗能运行。采用新型前处理药品，设备节能效果也比较好，比如在低温状态下应用脱脂剂，脱脂剂的除油效果好，部件可以有效降低槽液温度，还可以降低锅炉负荷，实现节能。

5 涂装车间节能技术改进策略

5.1 喷漆室排出空气的热量回收

可以从车间厂房外吸入新鲜空气，经过空调装置处理后送入喷漆室，使其作业环境达到要求。冬季喷漆室排出的部分热量会被空气带走，为减少热量流失，使用新型的喷漆室送风和排风系统，对通过的空气进行热交换和湿度交换。吸收进入空气中的热量、水分，并将其排放到低温空气中，新鲜空气进入喷漆室，废气排到室外，不仅可以升高喷漆室温度，并且减少了热量消耗。

5.2 空调设备节能改进

涂装工艺对温度、湿度和风量有着严格的要求，要将其稳定控制在理想情况下，因此空调器的能耗也很大。在改进中，如果其停线时间较长，就要评估停机节能效益和重新启动产生能耗间的关系，节能较大时可停机处理。停线时间比较短时，可以降低工作负荷来维持其低能耗运行，实现能耗的降低，在产线恢复时及时启动却不会增加能耗，可以实现节能效果。

5.3 干燥炉设备节能改进

为保证生产中及时应用干燥炉，会对其升温，但干燥炉每台的功率30 kW，并产生较大的燃气消耗。而各种干燥炉，如密封胶干燥炉、中涂干燥炉和上涂干燥炉达到适宜温度的时间不一，因此可采用差分控制方式实现节能。比如电泳干燥炉和密封胶干燥炉，先将电泳干燥炉开启35 min 再开启密封胶干燥炉，减少不必要的能源浪费。干燥炉开启做好时间升降排序，先开启预热时间长的设备，最后开启预热时间段的设备，减少空运行设备以节省能源。

6 结束语

在当前的经济转型中，低碳环保、可持续发展理念指导下，要积极改进涂装车间的工艺和设备，在保证生产的基础上最大限度降低能耗，加强节能技术的研究应用，提升企业竞争力。