减排前沿丨汽车涂装车间节能减排

汽车涂装节能减排一直是各大汽车生产企业、涂料供应商以及设备供应商共同努力的方向。

汽车生产制造过程包含冲压、焊接、涂装和总装四个工艺过程，依相关统计，其中涂装车间涉及加热、冷却、动力、通信控制、照明等，能耗在整个制造生产过程中（冲压、焊装、涂装、总装）占比最大。

汽车总装车间实景图

在整个汽车生产过程中，涂装车间约占汽车生产总能耗的70%，而在涂装车间内部，喷漆室和烘干室的能耗又占整个涂装车间的70%左右，因此削减喷漆与烘干的能耗是涂装车间乃至整个汽车制造厂节能减排最重要的环节。

各工艺能耗占比示意图

今天小E先来讲一讲涂装车间节能减排的那些事。

1

新涂料

汽车涂装节能减排首先面临的就是涂料的选择。国家及上海地方层面已制定了很多汽车挥发性有机化合物（VOC）排放的相关标准以及《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》，对于汽车行业的涂料使用管控越来越严格，也越来越推荐企业使用低VOCs涂料产品尤其是水性漆。

《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》

及《车辆涂料中有害物质限量》

水性漆的VOCs含量较低，是降低污染排放很好的低VOCs源头替代选择。但是，由于水性涂料能耗大、成本高，而且很多情况下乘用车涂装车间的水性涂料替换也需要伴随着生产线的更替、升级，但大多数情况下，现有生产线不具备升级更新的空间及条件，由此，许多企业选择了高固体分涂料，这一涂料主要是采用高分子材料，减少了相当一部分能耗，挥发总量也比较小，因此受到很多公司的追捧。

涂料储存室

对此，企业还是需要结合自身条件、当地政策选择合适的涂装材料，利用最为新型的环保材料来实现节能减排的目的。

2

新工艺

《重点行业挥发性有机物综合治理方案》中提出要加快推广紧凑式涂装工艺、先进涂装技术和设备。汽车制造整车生产推广使用“三涂一烘”“两涂一烘”或免中涂等紧凑型工艺。减少工艺或紧凑型工艺可以减少涂层数量、烘干次数、时间等，减少烘干室，打磨室及相应的机器人、空调、废水处理、VOC 排放等等，在各方面全面的节约了建设成本及运行能耗，还提升了一次合格率等。

整车涂装紧凑型工艺对比图

例如，水性B1B2 免中涂工艺在国内最先由大众汽车集团引进并使用，它的主要特点是取消了中涂涂层，较传统的3C2B 工艺大大减少了占地面积、减少了设备投资、降低了制造成本。膜厚降低了15% ～20%，单台能耗降低了20 ～26 kg 标准煤，为减少油漆消耗、降低VOC 排放、节能减排做出了贡献。

水性B1B2工艺与能耗对比图

3

新设备

新的设备在企业的节能减排工作中也是必不可少的。在满足绝对工艺需求基础上，对设备进行系统上不断精益优化设计。

干式喷漆房：干式喷漆室无水，在使用循环风过程中，无需对送风进行除湿和调温，有效降低了空调成本。干式喷漆室具有结构简单、没有废水产生、VOC 少等特点。喷涂室机器人区的空调风可80%的回收利用。过喷的涂料可100%通过燃烧或深埋处理。不需要传统喷涂室所需要的循环水和添加化学药品。采用干式喷涂室可使单台车涂装成本降低8%。

干式喷漆房（石灰石或纸盒过滤）

壁挂式机器人：目前国内新建涂装车间均规划使用了内外腔喷涂机器人，为了节省喷漆室的空间，普遍采用壁挂式喷漆机器人，喷漆室宽度由6m 缩短至5m 左右，节省空间约20%，同时减少机器人段空调送风20%；另外，壁挂式机器人易于维修和保洁，对于漆膜的质量也有贡献。

壁挂式喷涂机器人

循环风空调送风、面涂循环风：喷涂室的送排风量都很大，以前这些空调风经喷涂室及水处理系统后都直接排到了大气中。目前，越来越多的涂装车间开始循环再利用喷涂室的空调风，尤其是水性涂料喷涂室的排气经过漆雾净化后，VOCs含量较少，因此可以将人工作业区的排气循环利用至机器人喷涂区和流平室等，这样减少了新鲜空气的使用量，从而达到节能减排的目的。

面涂段循环风的利用方式为：将色漆人工喷涂区的排气在漆雾净化后循环利用至色漆及清漆机器人喷涂区，最终能够减少喷涂室约28%的新风送风量及相应的能耗值。

喷漆室循环风示意图

这样用于节能减排的设备与技术还有很多，如空调热泵技术、使用小体积底涂槽体、烘干炉余热利用、RTO余热利用、LED节能照明灯使用等等，小E这里就不再一一列举。

小    结

根据2018年《上海产业能效指南》，上海市乘用车行业平均单耗约为0.13吨标准煤/辆，相比于国际先进水平的0.116吨标准煤/辆还有一些提升空间。汽车企业在推进涂装车间节能减排的过程中需要考虑工艺、材料、设备及能源计量管理的相互协作与匹配，持续提升能源利用效率，使上海市乘用车制造的能耗达到甚至超越国际先进水平。

参考资料：

《上海产业能效指南（2018版）》