0 引言

        工程機(jī)械是我國機(jī)械工業(yè)的重要組成部分，經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，我國工程機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新、研發(fā)制造等核心競爭能力不斷提升，工程機(jī)械規(guī)?？偭恳衍S居世界第一，但由于工程機(jī)械行業(yè)在產(chǎn)品能耗、工藝水平等方面仍與國際先進(jìn)水平存在較大差距，所以我國單位GDP的能耗仍是世界平均水平的2倍以上。能源是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，合理利用能源，堅持貫徹國家對能源開發(fā)和節(jié)約并重的方針，降低能源消耗，對提高經(jīng)濟(jì)效益，保證國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，具有非常重大的意義。

        涂裝車間是工程機(jī)械制造企業(yè)的能耗大戶，能源種類涉及電、水、壓縮空氣、燃?xì)?、蒸汽等。不同地區(qū)、不同類別和生產(chǎn)性質(zhì)的工廠，涂裝車間能耗大約占全廠能耗的30～50%之間，因此，涂裝車間的節(jié)能對于整個企業(yè)節(jié)能減排具有重要意義。本文針對工程機(jī)械行業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合近年來國內(nèi)工程機(jī)械涂裝生產(chǎn)線的建設(shè)情況，從涂裝車間工藝、設(shè)備、產(chǎn)品設(shè)計和管理等方面對節(jié)能措施進(jìn)行了分析與討論。

1 涂裝工藝節(jié)能措施

        工藝規(guī)劃與設(shè)計是一個涂裝車間的首要任務(wù)，合理、先進(jìn)的工藝布置對車間節(jié)能起到?jīng)Q定性作用，新工藝近年來在工程機(jī)械涂裝行業(yè)也有所應(yīng)用，如常溫轉(zhuǎn)化膜工藝、結(jié)構(gòu)件噴粉工藝等。根據(jù)工程機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品類別多、工件重、品種雜等特點(diǎn)，在滿足產(chǎn)品涂層質(zhì)量指標(biāo)的前提下，可以考慮的節(jié)能措施有：

        1.1前處理工藝節(jié)能

        （1）     大型結(jié)構(gòu)件盡可能采用拋丸工藝代替噴丸工藝。拋丸設(shè)備一次性投資比噴丸大，但生產(chǎn)效率高，折合到單位生產(chǎn)成本和動力消耗均比噴丸低。

        （2）     駕駛室、機(jī)罩、油箱等薄板件，采用逆流補(bǔ)水、低溫磷化或常溫?zé)o磷轉(zhuǎn)化膜工藝，節(jié)省用水量和熱源成本。

        （3）     盡可能減少刮膩?zhàn)雍痛蚰スぷ髁?，減少膩?zhàn)雍娓珊痛蚰ピO(shè)備的能耗。工程機(jī)械產(chǎn)品本身裝飾要求相對不高，尤其是對于大型構(gòu)件。同時可以考慮從工藝方面采取替代膩?zhàn)拥墓に嚪绞?，如某些部件采用錘紋漆遮蓋表面的部分缺陷。

        1.2噴涂工藝及方式節(jié)能

        （1）“濕碰濕”噴涂。針對采用三涂層工藝的工程機(jī)械產(chǎn)品，采用中涂漆和面漆“濕碰濕”噴涂，減少烘干工序，節(jié)省電能及熱能。

        （2） 底面漆合一。針對采用兩涂層工藝的工程機(jī)械產(chǎn)品，底面漆合一，即一道涂層即可滿足底漆和面漆功能，可以減少噴漆室數(shù)量，減少能源消耗。

        （3）合理選用噴涂工具。噴涂工具的選擇與涂裝質(zhì)量、生產(chǎn)效率、節(jié)能及原材料利用等有密切聯(lián)系。工程機(jī)械行業(yè)目前較為先進(jìn)的噴涂方式是混氣靜電噴涂，該方式結(jié)合了無氣噴涂、靜電噴涂等優(yōu)點(diǎn)，涂料利用率高，節(jié)省涂料，減少廢水和廢氣的排放。

2 設(shè)備節(jié)能措施

        2.1前處理設(shè)備節(jié)能

        （1）     工程機(jī)械前處理設(shè)備分為兩類：機(jī)械前處理方式和化學(xué)前處理方式。機(jī)械前處理方式用于結(jié)構(gòu)件噴拋丸處理，其主要節(jié)能方式一是提高生產(chǎn)效率，降低空載能耗，噴丸室采用多人同時操作，縮短設(shè)備運(yùn)行時間，節(jié)省能耗；拋丸室拋頭按最大工件采用仿形布置，工件按節(jié)拍行走，如果設(shè)計不合理，空載運(yùn)行時間將加長，能耗增加。二是合理選用除塵器，目前通常采用旋風(fēng)和濾筒二級除塵方式，在滿足處理要求下盡量選能耗小的除塵風(fēng)機(jī)，節(jié)省能耗?；瘜W(xué)式前處理方式，用于薄板件前處理，其主要節(jié)能方式是節(jié)水設(shè)計，如配備油水分離器、除渣裝置等，對水進(jìn)行回用。

        2.2噴漆設(shè)備節(jié)能

        噴漆設(shè)備主要用能設(shè)備為送風(fēng)空調(diào)和排風(fēng)機(jī)。其節(jié)能主要考慮兩點(diǎn)：一是送風(fēng)風(fēng)速的選取，根據(jù)《涂裝作業(yè)安全規(guī)程噴漆室安全技術(shù)規(guī)定》（GB14444-2006）的規(guī)定，手動噴漆大型噴漆室設(shè)計控制風(fēng)速0.5m/s，風(fēng)速范圍在0.38～0.67m/s，其目的主要是抑制過噴漆霧的擴(kuò)散，對于工程機(jī)械行業(yè)，一般采用混氣噴涂，漆霧過噴量相對空氣噴漆要小，因此可以將設(shè)計風(fēng)速適當(dāng)降低到0.45m/s，從而降低送風(fēng)、排風(fēng)及空調(diào)加熱的能耗。

        送風(fēng)空調(diào)在北方地區(qū)冬季需配加熱功能，由于噴漆室溫度要求一般為15℃左右，故加熱熱源可用蒸汽、熱水、天然氣，此三種能源按照折標(biāo)煤計算，采用天然氣較為節(jié)省能耗，該方式目前在國內(nèi)汽車涂裝車間應(yīng)用較廣泛。另天然氣燃燒方式亦對節(jié)能效果影響顯著。

        2.3烘干設(shè)備節(jié)能

        隨著我國能源結(jié)構(gòu)的變化，工程機(jī)械烘干室目前多數(shù)采用燃?xì)鉄犸L(fēng)對流烘干室，在設(shè)備設(shè)計時提高設(shè)備的密封性能并減少熱橋，降低能源消耗。而加熱方式的選擇對節(jié)能效果影響亦較大，目前主要有直接燃燒加熱和間接燃燒加熱兩種方式，直燃加熱方式由于沒有換熱裝置，循環(huán)空氣直接經(jīng)過燃燒裝置，熱能得到充分利用；而間接燃燒是循環(huán)空氣與燃燒爐進(jìn)行熱交換，燃燒爐需要有排煙氣裝置，一般熱效率為85%左右，明顯低于直接燃燒加熱方式。

        近年來討論較多的是烘干室廢氣的處理及熱能回收利用技術(shù)，該方式在中高溫烘干室，且廢氣量相對穩(wěn)定的情況下，如汽車行業(yè)，節(jié)能效果較為明顯，而對于工程機(jī)械行業(yè)，薄板件目前已普遍采用陰極電泳涂裝，工藝與汽車涂裝相似，可以采用此方式，但對于結(jié)構(gòu)件涂裝，由于工件規(guī)格雜，生產(chǎn)不均衡，低溫烘干，因此節(jié)能效果不理想，目前應(yīng)用較少。

        2.4冷卻設(shè)備節(jié)能

        工件冷卻室的作用是將烘干后的工件快速冷卻，以方便后道工序作業(yè)，減少涂層損傷。一般要求工件表面溫度不高于40℃即可。強(qiáng)冷室的風(fēng)量計算通常是按夏季較高溫度計算的，這樣在其它季節(jié)，工件溫度下降太多就造成了能源浪費(fèi)。其節(jié)能方式可以在強(qiáng)冷后道工序設(shè)計自動測溫裝置，并將溫度反饋給PLC,再通過變頻器對風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行變頻，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3 產(chǎn)品設(shè)計的節(jié)能措施

        3.1色彩設(shè)計

        工程機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)色彩已脫離以前單一的色彩的狀況，不同企業(yè)已形成了自已的企業(yè)色，為了追求美觀和裝飾效果，一些企業(yè)越來越重視產(chǎn)品的外觀設(shè)計。在產(chǎn)品外觀美學(xué)設(shè)計時，不同色彩應(yīng)盡可能按不同零部件劃分，或?qū)⒉煌伾考O(shè)計成拼裝式結(jié)構(gòu)，減少套色，從而節(jié)省套色噴漆室和烘干的能源消耗。

        3.2大型構(gòu)件分片制作

        近幾年，我國一些大型工程機(jī)械產(chǎn)品取得突破，工件尺寸和重量也是越來越大，對涂裝室體的尺寸和承重能力要求也越來越高。但大型產(chǎn)品的市場總量相對較小，如果以最大規(guī)格產(chǎn)品設(shè)計涂裝設(shè)備，能耗和運(yùn)行成本較大，因此，在滿足產(chǎn)品功能的前提下，分片制作可以降低對涂裝設(shè)備的規(guī)格要求，從而降低能耗。

        3.3吊裝工藝孔的預(yù)留

        吊裝工藝孔的合理預(yù)留可以最大限度減少吊裝工裝對表面的遮擋，并可以減少后期轉(zhuǎn)運(yùn)時的磕碰，減少后期的補(bǔ)漆工作量。例如攪拌筒為一筒狀工件，一般采有鋼索從底部兜起的方式，做得較好的企業(yè)則是在法蘭盤上預(yù)留吊裝孔，只有幾個點(diǎn)的補(bǔ)漆。

        3.4裝配方式設(shè)計

裝配方式一般要求不能再焊接，而是要采用螺栓或其它連接方式，但有少部分產(chǎn)品可能由于產(chǎn)品不成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠，在裝配過程中仍采用焊接作業(yè)，破壞了已涂裝好的部件表面涂層，增加了整機(jī)產(chǎn)品的涂裝工作量。該方式的另外一個缺點(diǎn)就是由于焊接應(yīng)力未得到釋放，存在應(yīng)力腐蝕的隱患，有企業(yè)發(fā)現(xiàn)在整機(jī)裝配時焊接部位，后補(bǔ)的漆膜在短時間內(nèi)很容易開裂。

4 管理節(jié)能措施

        4.1生產(chǎn)組織管理節(jié)能

        工程機(jī)械產(chǎn)品工件較雜，一條生產(chǎn)線通常要承擔(dān)多達(dá)幾十種不同規(guī)格的零部件涂裝任務(wù)，因此生產(chǎn)的合理組織對生產(chǎn)線的節(jié)能運(yùn)行有較大的影響，主要管理措施有：

        （1）合理進(jìn)行工件分類組織，相同顏色的工件盡可能批量進(jìn)行，減少面漆的換色和中間停機(jī)時間。

        （2）合理組合吊掛，減少生產(chǎn)線和設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)，減少前處理的空拋。

        （3）強(qiáng)化開、停機(jī)管理。由于生產(chǎn)線較長，從前道工序到后道工序有一定的時間，每天上班時應(yīng)順序開機(jī)，如果同時開機(jī)，則后道工序的設(shè)備空運(yùn)行時間將延長，能耗增加；關(guān)機(jī)時則要按相返順序進(jìn)行。

        4.2設(shè)備使用維護(hù)節(jié)能

        設(shè)備使用和維護(hù)保養(yǎng)對設(shè)備節(jié)能有著較大的影響，并影響設(shè)備的使用效果，應(yīng)分類對不同設(shè)備制訂維護(hù)保養(yǎng)計劃。各類設(shè)備的主要保養(yǎng)措施如下：

        （1）加熱設(shè)備：如換熱器、燃燒器，如果不及時保養(yǎng)，換熱器垢、燃燒器燒嘴積炭，影響換熱和燃燒效率，增加能耗。

        （2）加熱槽體和室體的維護(hù)，如前處理槽、烘干室的的保溫層長期運(yùn)行可能會出現(xiàn)縫隙，如不時維護(hù)，部分熱量外泄會增加能耗。

        （3）送排風(fēng)系統(tǒng)的管路維護(hù)，如過濾裝置、除塵器濾筒等堵塞需定期清理或更換。

5 結(jié)語

        節(jié)能降耗是我國可持續(xù)發(fā)展的基本要求之一，節(jié)能措施的推廣與應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。各企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身涂裝工藝、產(chǎn)品特點(diǎn)等實(shí)際情況，對各種節(jié)能措施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，制訂合理的節(jié)能方案，降低能耗的同時降低企業(yè)運(yùn)行成本，增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。