汽车行业主要耗能工序和节能措施分析

2014-11-05程宇鹏中国国际工程咨询公司

节能与环保 2014年8期

程宇鹏中国国际工程咨询公司

我国汽车产业经过60年的发展，特别是近20年的快速发展，已成长为一个年产值达5万亿元(2012年全国汽车行业规模以上企业累计完成工业总产值5.29万亿元)、税收1万亿元、直接和间接提供就业岗位3000多万个、进出口贸易额达千亿美元的国民经济重要的支柱型产业，并已连续五年居世界汽车产销之首。

汽车工业是耗能较高产业，随着产业大发展，汽车生产过程中的节能减排问题越发重要。开展对汽车工业节能降耗的研究，了解世界和国内能耗的实际平均水平，掌握汽车企业的能耗状况，开展节能降耗方面的经验、问题以及国内外汽车生产过程中节能减排的先进技术的研究，确定我国汽车企业今后节能降耗的发展方向，制定汽车生产的能耗标准具有重要的现实意义。

1 汽车生产过程中的主要耗能工序

国内轿车生产项目中生产工艺主要包括冲压、焊装、涂装、总装工艺。其中，最大耗能工序是涂装工序，其能耗占全部能耗70%以上，污染物排放的90%以上；其次是焊装工序。涂装工序主要消耗的包括电、天然气、蒸汽、水，其电耗主要用于前处理、电泳、喷房、烘房、空调送风系统等各种设备；天然气主要用于涂装车间的烘干、空调系统；蒸汽主要用于涂装车间的前处理（前处理含预脱脂、脱脂、表调、磷化、钝化）；水耗主要用于车身车间循环补充水、涂装的前处理和电泳后水洗、制冷站的循环补充水、空压站的循环补充水等。焊装工序中的电耗主要用于汽车车身、总成及其分总成的焊接、修磨、调整等的加工。

2 耗能工序的节能措施

冲压、焊装、涂装、总装四大主要耗能工艺涉及的主要节能措施包括以下几点：

（1）冲压工艺

冲压车间内采用先进的伺服压力机线代替普通机械压力线，采用机械连杆伺服压力机的能耗是相同输出压力的机械压力机的40%，油压机的30%；冲压生产采用一模双件形式和自动化冲压生产线；压力机气垫采用交流伺服电机控制系统，可更好的实现电机高效节能运行，降低电耗；大型多工位压力机技术以大型多工位压力机集机械、电子、控制和检测技术为一体，全自动、智能化、操作安全、冲压件综合成本低、生产效率高、节约能源，满足汽车行业大批量生产和节能减排需要，是当今大型覆盖件冲压设备的发展方向。

（2）焊装工艺

焊装工艺主要生产耗能在于焊接，通常采用生产效率高、能源消耗低的电阻焊（点焊）和气体保护焊工艺；节能逆变弧焊设备采用一体式（逆变）焊机，它将电阻焊变压器与焊钳组合成一体，节省了传统分体式焊机在电阻焊变压器与焊钳之间的通电电缆所消耗的电能。同时，焊接采用自动化生产线，利用焊接机器人，合理组织生产，有利于减少焊接辅料的利用，有利于减少空转和电力消耗。

（3）涂装工艺

汽车表面，包括车身、门、保险杠等，喷漆后需要经过晾干、烘干过程，才能进入下一道组装工序，如果采用自然晾干，需要经过较长的时间，不符合现代化工业生产的批量化要求。采用高温空气对喷漆后的汽车表面进行烘干，虽然加快了烘干进度，减少了涂装车间的占地面积，有利于组织涂装生产，但是却要以消耗大量能源为代价。

轿车生产过程中一般采用燃气加热烘干，烘干室采用桥式结构，热风循环利用，烘干室废气焚烧采用RTO系统；现代轿车涂装工艺，采用“三湿”涂装技术，包括3C1B（即中涂、底色漆、罩光三道漆“湿碰湿”后一起烘干）和双底色紧凑型面漆喷涂工艺（即BC1、BC2和罩光三道漆“湿碰湿”后一起烘干）。

采用天然气烘干炉，利用天然气直接加热，减少了锅炉、热交换器等能源转换过程，转换一次损失一次，减少了热力输送能源过程的散热损失，同时天然气就近燃烧，可利用回收热空气的余热和有机溶剂，天然气烘干炉是节能的涂装加热工艺。

轿车喷漆过程中采用自动涂装机器人，有利于改善劳动环境，有利于节约电力消耗；静电喷涂技术可提高涂料利用率、涂装产品质量和劳动生产率，同时改善了传统空气喷涂漆雾飞溅严重，作业环境差的现象；烘干室采用桥型结构，与直通式结构相比热量损失减少；在燃烧装置中设置空气预热系统，对排放烟气的余热进行回收利用；油漆原料采用环保型的水溶性涂料，减少了苯类、醛类等污染物的排放量，降低了环保处理能耗；在油漆烘干工艺方面，将聚氯乙烯（PVC）涂胶工序后的烘烤与中涂烘烤合并，减少一道烘烤工序，将烘干室排出的废气送到燃烧装置中进行燃烧后再排放，简化了烘房废气处理流程，还对废气中所含热值进行了充分利用，减少了天然气的消耗量。