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浅谈涂装车间降低能耗措施

日期:2017年03月01日

引言

       为了响应国家低碳、环保要求,同时为了提高产品质量、降低单车成本,提高企业综合竞争力,各汽车厂家推进技术更新、精益生产以及管理优化,是降本增效的重要手段。若从涂装工艺、材料、设备的角度挖掘降本技术的潜力,将有利于涂装动能成本的有效控制。

涂装车间动能消耗是指日常生产所需水、电、蒸汽、天然气、压缩空气消耗总量折算为“吨标煤”之和,俗称五大能耗。车身分厂包含冲压、装焊、涂装三个车间,涂装车间是整个制造环节动能消耗的大户,能耗比例占到72%左右, 图1为单辆份驾驶室涂装所需五大能耗占比,可以看出涂装车间能耗控制的重点依次为蒸汽、天然气、电、压缩空气、水。

涂装车间能耗分为基础能耗与生产能耗,基础能耗是非生产时,某些设备仍需运行所需五大能耗的用量(例如:集中输调漆系统所需压缩空气,电泳循环系统所需电等),此部分在设备定型之后,动能消耗恒定,几乎没有降成本空间。生产能耗就是生产过程中所需要五大能耗用量总和,它包含了基础能耗。


     过几年现场摸索,我企业能耗降低效果明显,现将我企业节能降耗具体经验、措施与同行分享。

1  工艺改进

涂装车间建设之初就对产品的工艺要求有了详尽的规划,从工艺方面降低车间能耗只能从材料改进、工艺微调等方面着手,由于受到现有设备、工艺条件等诸多限制,能耗降低幅度有限。

1.1  阴极电泳漆

    P企业ED-6阴极电泳漆置换A企业LF-831阴极电泳漆,电泳烘干炉温度由180℃降低至178℃,电泳漆膜固化良好,各项性能指标符合要求,经过几个月数据对比,平均每小时节约天然气约5M3。如表1。

表1 两种电泳漆表面固化及消耗天然气用量对比


电泳漆温度(℃)

烘烤温度(℃)

烘烤时间(min)

电泳漆膜固化情况

单车消耗天然气(M3/辆)

A阴极电泳漆

31

180

30

良好

5.03

P阴极电泳漆

31

178

30

良好

4.81

1.2  PVC烘干炉工艺温度进行微调

PVC胶主要分为两种:焊缝密封胶(TLN)和车底抗石击涂料(TTX)。两种胶完全固化的温度同为140℃,30min。为了降低能耗,密封胶PVC烘干段降低烘干温度,使焊缝胶表干即可(避免在打磨、擦净时破坏),经过打磨、喷漆等工序后,经过面漆的烘干室140℃/30min。与面漆一起进行完全烘干。这样,既保证了PVC的性能也不影响后道工序的施工,而降低了PVC的烘干温度,降低烘干能耗。

经过小试及现场试验,对PVC烘干炉温度工艺进行调整如:表2。

表2  PVC烘干炉温度调整对涂胶固化影响及单车消耗对比表

PVC烘干炉温度调整

烘烤温度(℃)

烘烤时间(min)

PVC胶固化情况

单车消耗天然气(M3/辆)

更改前

140

25

表干

4.07

更改后

110

25

表干

3.68

1.3  浓水利用

反渗透系统纯水制备效率大约是70%,而涂装车间平均每月需消耗纯水7000吨,则产生浓水3000吨。若浓水直接排放,不但造成水资源浪费,而且增加了污水处理的成本。通过设备改造,将纯水制备过程中产生的浓水先打入备用槽(约400T),用于面漆循环水更换、高压枪清洗、保洁日常清洗和卫生间清洗,则有效提高了浓水的利用率,降低水的消耗。

2  生产组织优化

2.1  计算最小经济批量,精益生产

涂装车间作为装焊的后工序和总装的前工序,生产组织安排的合理性,直接影响到装焊车间生产进度及总装装配计划。为此,大家专门成立了精益生产小组,对涂装车间最小经济批量进行核算,在上级部门所给定的能源消耗指标情况下,涂装车间最小的经济批量为164,就是说当车间一次性连续通过164辆驾驶室时,才能满足车间给定的能源消耗的指标上限。当然,每批次生产的驾驶室量越大,能耗的利用率也就最高。

2.2 减少计划清零

    我厂目前根据实际订单安排生产计划,每一项生产计划驾驶室数量均不相同。目前面漆线一次校验合格率能达到93%以上,经过回炉后可能还会有几辆驾驶室校验不合格,需要进行再次喷涂。若整条面漆线为了生产几辆驾驶室,成本会成倍增加。经与上级部门协商,对非紧急驾驶室不进行计划清零,等待下一计划优先进行喷涂。

2.3  合理、紧凑安排生产

  我厂面漆线分为A、B两条线,具体情况如表3,怎样合理安排A、B线的开线时间,就成了降成本的重要依据。

表3 面漆A、B线差异对比


线速(mm/min)

设计产量(辆/小时)

实际产量(辆/小时)

机器人喷漆类型

面漆A线

1848

20

17

金属漆/实色漆

面漆B线

1624

17

14

实色漆

表4  不同产量下的A、B开线安排



班次




日需求



第1班

第2班

第3班

540

A+B

A+B


520

A+0.5B

A+B


500

A+0.25B

A+B


480

A

A+B


440

A

A

A+B

400

A

A

A/A+B

360

A

A


在单班12小时生产前提下,表4给出了在不同产量下的A、B开线安排。在日需求480辆份以上并依次增加时,适当提前并增加B线的开线时间;在日需求480辆份以下并依次减少时,适当推迟并减少B线的开线时间。 在日需求360辆,甚至更低时,控制面漆开线时间。

由于面漆线受到的影响因素较多,在特殊情况,可能会根据实际情况决定A、B线的开关时间,确保生产及设备维修正常。

3  设备维护及运行

3.1 及时维护疏水阀

   疏水阀在蒸汽加热系统中起到阻汽排水作用,选择合适的疏水阀,可使蒸汽加热设备达到最高工作效率。涂装车间蒸汽用量大,空调加湿系统以及脱脂槽、磷化槽等均需要大量蒸汽进行升温,目前采用浮球式疏水阀。由于使用年限、部件损坏等因素,造成疏水阀出现排蒸汽现象,工作效率大幅降低,蒸汽的用量大幅度上升。此时,就需要对疏水阀进行及时维护、更新,所以要求巡检人员定期巡检、及时发现、及时上报维修,必要时可加大巡检频次。

3.2 空调运行

   面漆线共有空调4台,排风机7台,每台功率都在120KW/h以上,只有进行高效率操作,才能降低用电量。因为面漆线在二楼,而空调排风系统在三楼,为了人员、设备安全,禁止进行一键式开启。实行分段式关闭,面漆线分为“打磨——擦净——喷漆”三段,操作控制面板在二楼各分段处,每次可以节省设备空运转8-15分钟。

3.3  烘干炉运行

   涂装车间共有4台烘干炉,除了要求设备操作人员及时开启、关闭外,更应该减少各烘干炉的空运转时间。以电泳烘干炉为例,驾驶室走完前泳线全程需要2小时40分钟,而在什么时候开启烘干炉进行升温,才能使烘干炉空运转时间达到最小。为此,大家跟踪了长达1年时间,总结出在不同季节,不同烘干炉初始温度下,烘干炉开始升温最佳时间点,确保烘干炉空运转时间控制在5分钟之内。

3.4  前处理各槽升温

   前处理各槽升温时间与驾驶室生产上线时间密不可分,表5可以看出各槽的升温时间不尽相同,这就需要对前泳什么时候走线有预知,然后根据走线时间确定各槽升温时间。避免出现槽液温度达到工艺温度,而一直进行保温,保温过程虽然是由传感器进行自动控制,但也是由“保温-温度降低-升温-达到工艺温度-保温”几个过程循环反复,在这期间必然会浪费蒸汽。表5中所需升温时间,是指温度由常温到达工艺温度所需时间,实际情况肯定比较复杂,这就需要根据各条生产线自身情况进行长时间经验总结。

表5 前处理线各槽参数及升温所需时间

工序

槽体体积(M3

工艺温度(℃)

升温所需时间(min)

夏季

冬季

热水洗

13

45±5

40

60

预脱脂

13

45±5

40

60

脱脂

180

50±5

120

150

磷化

200

40±2

180

240

4 其他方面

     1)制定《能耗管理规定》,针对五大能耗逐一进行预防以及控制措施的制定;

     2) 提高各工序产品质量,尤其是提高面漆一次性校验合格率,减少回炉次数;

  3)加大设备巡检力度,对蒸汽出现的跑、冒、滴、漏现象及时通知设备保障进行维修;

     4)夏季关闭空调系统蒸汽阀门,放假期间关闭前泳线蒸汽总阀,减少蒸汽在管路中的损耗;

     5)公用设施、照明结合天气情况进行开关;

      6)培养员工养成良好的工作习惯,做到作业完毕人走灯灭、设备关闭。

诸如此类,还有许多工作中的“小事”,需要管理人员以及车间员工去发现、改善。

5  结语

   经过不断挖掘车间能耗减低潜力,我厂目前将单车涂装能耗降低至大约0.08吨标煤,降能耗成果比较显著。降低能耗的措施很多,降能耗的力度也有大有小,但是只要关心生产经营过程中的点滴,全员参与能耗一定能控制、降低。



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