3C2B溶剂型改造为3C1B水性漆单车能耗

孙立岩　孟庆杭　梁志桐　吉用锋

摘 要：文章主要介绍3C2B溶剂型油漆工艺改造为3C1B水性漆工艺的单车能耗分析。比较改造前后烘房、喷漆室、空调设备对天燃气、电量、冷冻水的耗量。结合现场实际过车量，通过理论及实际数据分析比较，得出单车能耗统计。对后续因环保不达标等需做相应改造的涂装车间的改、扩建具有一定的指导意义。关键词：涂装;湿式喷漆室;节能;3C2B;3C1B中图分类号：TK01  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）11-180-03

Abstract： This paper mainly introduces the energy consumption analysis when 3C2B solvent paint process is transformed into 3C1B water paint process. Mainly for the drying room， painting room， air conditioning equipment for natural gas， electricity， chilled water consumption statistical analysis. Combined with the actual traffic volume on site， through theoretical and actual data analysis and comparison， energy consumption statistics of single vehicle are obtained. It has certain guiding significance for the subsequent renovation and expansion of coating workshops that need to be renovated due to substandard environmental protection.Keywords： Painting shop; Wet paint booth; Energy saving; 3C2B; 3C1BCLC NO.： TK01  Document Code：B  Article ID： 1671-7988（2020）11-180-03

引言

隨着汽车行业竞争的日益加剧，节能、降耗、环保是各主机厂增效、创收的主要手段。其中涂装车间是整个主机厂的能耗大户，同时也是排放废水、废气大户。为满足国家、地方环保要求，需要对涂装车间进行环保改造。最直接、有效的途径为按照原溶剂型工艺改为水性工艺。本文以某厂原3C2B溶剂型油漆工艺改造为3C1B水性漆工艺为例，通过能耗对比分析，为后续车企涂装车间水性漆改造提供指导意见。

1 某车企3C2B工艺

1.1 工艺布局

涂装车间主体二层，局部三层。白车身经前处理电泳、电泳烘房、作业场、中涂喷漆室、中涂烘房、作业场、面漆喷漆室、流平室、清漆喷漆室、面漆烘房、作业场、成品车至总装。其工艺布局图如下：

1.2 过车量

以2014年（改造前第三年）为例，全年总产量约为25万台。

1.2.1 天燃气

改造前主要由：中涂烘房、喷漆室空调（KT-1中涂空调、KT-2色漆空调、KT-3色漆空调、KT-4清漆空调、KT-5清漆空调）组成。其中空调一次、二次加热均为燃气加热。天燃气耗量约为200万m3。

1.2.2 电能

电量为改造前车间总用电量（不包括制冷量）。全年约为1740万度。

1.2.3 冷量

冷量主要为喷漆室空调（KT-1中涂空调、KT-2/3色漆空调、KT-4/5清漆空调--无循环风空调）。因溶剂型油漆对温湿度的要求界面宽，温度22～28℃，湿度55%～80%。冷量折算为实际用电量。全年制冷用电量约为360万度。

小结：当量单车折算：天燃气DS1：8m3/台;电量DS2：69.6度/台;制冷量DS3：14.4度/台。

2 改造后3C1B工艺

改造后主要设备变化点如下：中涂烘房改为胶烘房（长度缩短），增加中涂/色漆闪干。清漆一台空调改为循环风空调。

以2019年为例（改造后稳定运行第三年），改造后全年过车总量约为31万。

2.1 天燃气

改造后主要由：密封胶烘房、喷漆室空调（KT-1中涂空调、KT-2/3色漆空调、KT-4清漆空调、KT-5清漆循环风空调）、中涂/色漆闪干。均为燃气加热。天燃气耗量约为234万m3。

2.2 电能

电量为改造后车间总用电量（不包括制冷量）。全年约为2160万度。

2.3 冷量

冷量主要由：喷漆室空调、闪干组成。冷量折算为实际用电量。全年制冷用电量约为420万度。

小结：当量单车折算：天燃气DS4：7.5m3/台;电量DS5：69.7度/台;制冷量DS6：13.5度/台。

结论：改造前后单车能耗变化值：天燃气：DS4-DS1= -0.5m3/台;电量：DS5-DS2=0.1度/台;冷量：DS6-DS3=-0.9度/台。

天燃气节省：0.5 m3/台;

电量节省：0.8度/台

3 理论能耗计算

3.1 烘干理论设计值

从上表数据可得出：

天燃气增量L1：-165m3/h;

耗电量增量L2：199KW;

制冷量转换成电量L3：（45+50）x11.78X0.25=280KW

3.2 空调理论设计值

外界條件：

冬季：-9℃，相对湿度：64%

夏季：29℃，相对湿度：79%

改造前后仅清漆空调变化（1台新风、1台循环风）：中涂17.9万，色漆38.53万，清漆1为18.35万，清漆2为12.37万，节拍55JPH。

3.3 耗量计算

耗热量G1=Q×ρ×Δi热（kJ/h）;

Q—喷漆风量（m3/h）;

ρ—空气密度（kg/m3）;

Δi—焓差（kJ/kg）;

由焓湿图得出：

1）改造前（3C2B）

G前=87.15x104x1.2X（55.05-（-6.32））=6.418x107KJ/h

天燃气热值8200Kcal/m3，折算成燃气量为869 m3/h

2）改造后（3C1B）

因清漆2为循环风空调，该部分热量另行计算

G1=74.78x104x1.2X（63.18-（-6.32））=6.236 x107KJ/h

循环风经过文丘里，近似看成绝对含水量不变，相对湿度95%

G2=12.37x104x1.2X（63.18-59.13）=0.6 x107KJ/h

G改后= G1+ G2=6.836 x107KJ/h

折算成燃气耗量为1992 m3/h

3）因冬季无制冷，且风机、水泵等设备未做改动。

改造后-改造前

空调天燃气：1992-1869=123 m3/h

烘房天燃气：-165 m3/h

耗电量：479KW/h

4）同理，根据焓湿图，可得夏季耗量：

a）烘房状态不变：

b）空调状态改变：

c）3C2B

天燃气耗量：

Gr=87.15x104x1.2X（73.85-68.8）=0.53x107KJ/h，折算成燃气耗量为208 m3/h。

制冷量：

GL=87.15x104x1.2x（80.35-68.8）=1.21 x107KJ/h  cop=4计算，折算成耗电量为838Kw。

d）3C1B

Qr=87.15x104x1.2X（63.18-58.27）=0.51x107KJ/h，折算成燃气耗量为148.5 m3/h。

制冷量：

GL=87.15x104x1.2x（80.35-58.27）kJ/kg=2.31 x107KJ/h  cop=4计算，折算成耗电量为1604Kw。

夏季改造后-改造前 空调天燃气：148.5-208=-59.5 m3/h

烘房天燃气：-165 m3/h

耗电量：1604-838+479=1321KW/h

3.4 理论计算能耗

冬季按4个月，夏季按8个月统计。则全年单车能耗统计如下（55JPH）：

天燃气节省：2.9m3/台;

电量增加：18.9度/台;

4 结论

（1）通过理论计算与实际比较，在节拍不变的情况下，3C2B改为3C1B（增加一台循环风空调，总循环比14.2%）后天燃气耗量减少，电量增加;

（2）通过增加循环风空调的比例，可进一步减少天燃气耗量，减少电量;

（3）在设计初期，通过理论计算，可得出实际各能耗的增加或减少量，根据能耗的增加或减少可进一步进行优化改造。

参考文献

[1] 汽车涂装车间能耗分析与节能技术研究及应用[D].邹冰倩.重庆理工大学. 2016.

[2] 尹春梅，胡卫华.汽车涂装车间的节能环保改造[J].现代涂料与涂装2014年11月第17卷第11期.

[3] 某涂装车间空调节能优化研究[D].莫军.吉林大学. 2011.

[4] 涂装车间节能减排改造新思路[J].冯王高，杨林，李庆华，曾泳.涂料工业. 2017（04）.