研究生論文汽車涂裝節能減排方法

　　汽車涂裝節能減排是我國汽車行業未來發展方向，本篇研究生論文探討汽車涂裝節能減排方法，就新工藝、新設備、能源計量及管理進行闡述。可以發表研究生論文的期刊有《汽車工藝與材料》雜志(Automobile Technology & Material)由中國汽車工程學會和長春汽車材料研究所共同主辦的國內、外公開發行的汽車制造類月刊，依托中國最大的汽車技術研究中心的強力資源，是 國內惟一一本全面報道汽車先進制造技術與材料研究應用的專業性雜志。《汽車工藝與材料》雜志創刊于1986年，20多年來始終服務于汽車整車及配套產業(OEM)，其覆蓋領域包括汽車零部件的生產制造、新材料的研究與應用、生產裝備、檢測技術等。

　　汽車涂裝生產占總生產能耗的73%及大部分排放，節能減排工作非常急迫且效果重大。需要從生產線規劃初期，即從工藝設備及管理方面進行節能減排設計優化。本文分析了汽車涂裝節能減排的新方向。

　　關鍵詞：

　　汽車涂裝;節能減排;節能管理

　　1前言

　　涂裝車間在汽車傳統四大工藝的能耗占比在73%，又占據了大部分生產過程中的三廢排放，因此涂裝車間的工藝設計往往決定了整個汽車基地的節能減排水平，也對于整個周邊環境以及汽車廠本身的效益有著巨大影響。中國汽車市場年產銷量在3000萬臺左右，現已成為世界第一大汽車生產國及第一大消費市場，即全世界汽車行業最大的能耗和排放就在中國。常規的涂裝車間能耗每降低10%，可給數萬家庭提供能源。節能減排所能帶來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

　　目前我國新建涂裝生產線工藝水平和涂裝質量已與國際接軌，裝備水平也是一流。但是既有生產線參差不齊，工藝設備差異性非常大，且在技術升級改造上缺乏動力，同時導致節能環保方面較為落后，隨著市場競爭的加劇，面臨淘汰壓力。依照HJ/T293—2006《汽車制造業涂裝清潔生產標準》一級(最高級):3C3B耗電量≤20kW•h/m2[1]，按車身面積100m2/臺計，則單車能耗在2000KWh。而美國的節能明星要求是1000KWh。應該說，標準的落后也讓我國涂裝行業相對落后。目前除了環境評估，能耗評估也開始列入了新建涂裝車間投產的關鍵環節，這將帶來新建涂裝車間能耗方面的進步。

　　2.2排放分析

　　CO2排放量可與上節中提到的綜合能耗可以相互轉換。整體而言，前處理及電泳產生工業廢水。烘干室主要是涂層固化過程中散發的VOC。噴漆室則產生含過噴油漆漆霧的廢氣，以及處理過噴漆霧產生的廢水廢渣或其他固廢(取決于廢漆處理工藝)。世界各國在環境保護，大氣凈化方面相繼制定限制VOC的排放量的法規，總的趨勢是相互促進，VOC排放量限值越來越小，對涂裝工藝及處理效果的要求越來越嚴，并已成為全球涂裝及涂料界關注的焦點之一。我國尚無統一的限值規定，但是各地方政府或各企業有各自的標準，東部沿海各地區在2015和2016年更是相繼出臺更為嚴格的標準。對于廢水排放，近年來我國東部沿海重點區域，如太湖流域出臺地方法規，要求氮磷等零排放。

　　2.3節能減排方法

　　汽車涂裝節能減排一直是各大汽車生產企業，涂料供應商以及設備供應商共同努力的方向，也因此，新的節能減排方法也源自新工藝，新設備及汽車企業的能源管理。

　　2.4新工藝

　　新工藝往往源自車企和涂料供應商的共同努力。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，或開發更加環保的涂料。減少工藝如減少涂層數量，烘干次數或工位。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，打磨室及相應的機器人，空調，廢水處理，VOC排放等等，在各方面全面的節約了建設成本及運行能耗。還提升了一次合格率等。減低生產工藝需求:發展噴涂窗口更大的油漆;如用薄膜技術代替需要加熱及大量過濾的磷化。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，少渣或無渣，并可用袋式過濾器替代傳統壓濾機;降低廢水處理難度，無磷工藝，且無需處理BOD和COD;工藝過程化學品消耗量降低;可在室溫下處理，無需加熱，也減少了對換熱設備的酸洗;工藝有所簡化，可減少表調工位，前處理整體可減少兩到三工位。不管是經濟效益還是管理都帶來更大的方便性，年運行費用可減少一百到三百萬元。

　　2.5新設備

　　對于設備企業來說，首要不斷開發新設備來滿足新工藝。如配合薄膜前處理的設備系統。或者針對苛刻油漆窗口的節能空調技術。其次，在滿足絕對工藝需求基礎上，對設備進行系統上不斷精益優化設計，如噴漆室的循環風技術，烘干室的系統化設計，各工位的余熱回收等。比如噴漆室循環風技術，傳統噴漆室通常使用水來處理漆霧并因此配備全新風，該經過處理的空氣結合漆霧后不循環再利用或非常少量循環利用，能耗巨大。伴隨機器人的大量使用及干式噴漆捕集技術的成熟，循環風技術可進行應用，再結合水性涂料及免中涂工藝等，節能降本非常顯著，免去了廢水處理，同時產生的固廢可進行再次利用。還有就是設備控制技術的進步，使得設備更加智能化，主動減少浪費。如烘干室的智能控制，可根據烘烤車身的數量，來調節新風的比例，這樣既減少了廢氣排放，也節約了能源。此外，對車身所處環境的空間進行減少，也可顯著減低能耗。如前處理電泳伴隨先進輸送設備可減小槽體體積，機器人占地減少可減小噴漆室面積。還有就是各設備自身的不斷進步，如噴漆效率提升的機器人等等。

　　2.6能源計量及管理

　　在涂裝車間的運行上，也要不斷的進行精益管理，并以能源計量系統為基礎做出高效而有針對性的持續改進。能源計量管理系統將記錄生產過程的各種能源消耗，并通過與評估的能源消耗進行對比分析，自動識別及警告能耗過高的區域和停工區域[2]，對于車間的能耗管理，也提供了橫向及縱向的依據。否則的話，涂裝車間只能依據來自公用動力部門的月報，無從知曉各區域各時段的具體能耗，對于一些能耗浪費也無從得知無處下手。在汽車行業中，產能過剩的現象也日趨嚴重。而且對涂裝車間這種熱非標設備為主的工廠來說，當產量明顯下降時，單車能耗成本會大幅增加。而各企業往往也無力無心進行大規模的改造，只能放任能源浪費，并且造成惡性循環，或者直接關停工廠。非滿產的現象同樣存在于調試投產階段或者新車型導入階段。在這些情況下，需要及時依據生產方式的轉變做出相對應的管理措施，減少不必要的浪費。比如優化生產組織，調節設備待產狀態，減少設備空轉時間等等。以上三個方向在實際應用中也需要在實際應用中共同推進，并注意匹配性。

　　3結語

　　目前我國仍面臨巨大的環保及減排壓力，科學有效的管理能源浪費及減少排放是當務之急。汽車涂裝節能減排的潛力巨大，需要精益求精，實現經濟效益，社會效益和環境效益的統一。

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