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【目次】

一、 媒介

二、 技俩实施配景

(一)节能减排，打造绿色节能工场

(二)降本增效，编造单车制变资本

三、 技俩内容

(一)工场总能耗状态分析

1、涂装车间主要制造工艺经过

2、涂装车间各工艺段能耗占比

(二)工艺段能耗分析及改善

1、烘炉

2、喷房

3、车间送排风机

4、输调漆系统

四、 技俩恶果

(一)能耗变化及经济效益

(二)管制效益

01

【媒介】

长安福特汽车有限公司（以下简称长安福特）是由长安汽车股份有限公司和福特汽车公司共同出资成立的中外结伴企业。现存重庆、杭州、哈尔滨3个制造基地，共包含5个整车工场、一个发动机工场和一个变速器工场。主要坐蓐车型包含SUV福特探险者、锐界、锐际、翼虎，轿车蒙迪欧、金牛座、福克斯、福睿斯，发动机和变速器工场的居品主要得意长安福特整车工场制造，并出口到福特亚洲、欧洲、北好意思部分国度和地区。

长安福特汽车有限公司是国度发改委和重庆市发改委审定的重心用能企业。公司竖立了专职的能源岗亭，各工场、车间、班组均有专、兼职能源管制东说念主员。在能源管制方面，战胜福特大众能源管制运作体系EMOS进行系统化管制。

02

【技俩实施配景】

(一)节能减排，打造绿色节能工场

跟着工业化的发展，大众本心变暖已成为东说念主类必须厚爱对待并管制的要紧问题，环境的恶化也给东说念主们敲响了警钟。为此，国度和社会对制造企业节能减排的条目不停提高，并选择了一系列纪律，加强环境保护，达成可握续发展。

长安福特汽车有限公司手脚长安汽车有限公司和福特汽车有限公司两大集团策略配合的重心企业，拉动了重庆市的所在经济，促进了重庆市汽车工业的快速发展，在坚握为客户提供高质地汽车的同期，加强企业节能环保责任，奋力于于打造绿色节能工场。

(二)降本增效，编造单车制变资本

连年来，汽车阛阓已告别高速增永远，形成了新的竞争情势，跟着产能饱胀，终局阛阓竞争热烈，分销库存居高不下，汽车制造业面对浩荡压力，资本截止成了企业可握续发展的必要技巧，而能源资本在汽车制变资本中占有较高比例，因此截止能源资本大势所趋。

涂装车间手脚整车制造工场的用能大户，其用能占比达到工场的50%，本技俩以长安福特二工场涂装车间手脚示范，从2014年动手不停进行节能纪律的探索及改善，握续编造单车能耗资本。

03

【技俩内容】

(一)工场总能耗状态分析

2014年~2019年，长安福特总能耗趋势如图，其中涂装车间用能占工场总能耗55%（冲压车间3%、焊装车间18%、总装车间2%、能源站房20%、其他部门占2%）（图表1），年能耗资本高达2000万元。因此，涂装车间的能源精良化管制实施不错产生可不雅的经济效益，而且减少CO2的排放。

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图表 1长安福特二工场总能耗及各部门用能占比

涂装车间主要制造工艺经过

涂装的筹划主要在于通过涂装工艺坐蓐过程，使涂料在车体名义形成沉稳、相接的涂层，贯通其着重、遮挡和稀奇功能等作用。按工艺经过可分为前处理、电泳、电泳烘烤、密封胶、胶烘烤、中面涂、面漆烘烤（图表2）。长安福特二工场涂装车间中面涂选择高固份涂料“3C1B”工艺，大略编造VOC和CO2排放，同期达到降幼稚耗、普及质地和缩小工艺时分的效果。         

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图表 2涂装车间工艺经过

涂装车间各工艺段能耗占比

涂装车间的烘炉、喷房、车间送排风机及输调漆系统为工艺过程中能耗最高的设施开采（图表3），本技俩商议精良化管制坐蓐神色在涂装车间的具体愚弄，重心针对以上高能耗开采进行改革及对运行模式进行精良化管制，以达到降幼稚耗的筹划。

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图表 3涂装车间主要工艺段用能漫步

(二)工艺段能耗分析及改善

1、烘炉

责任旨趣

自然气在炉膛内废弃，废弃后的高温气体通过加热箱内的热交换器加热轮回空气，轮回风机使轮回空气在烘炉和加热箱之间轮回（图表4）。轮回空气的热量通过辐照或对流神色，传递给在烘房里喷涂好油漆的车身。车身温度达到油漆固化温度并保握一定烘烤时分后油漆固化。烘炉里面可凭据功能分为预升温段、升温段、保温段、冷却段等不同的工艺段。其主要耗能是风机用电和废弃器具自然气。

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图表 4废弃器表示图

烘炉热量（能耗）漫步

从下图看出烘炉的热量流向（图表5）：自然气废弃开释出的大部分热量主要用于烘炉升温、车身加热以及炉壁、管说念、出进口的换热蚀本。

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图表 5烘炉工艺经过图

节能降耗对策

凭据Q=被涂物分量*C*(t2-t1) 优化烘烤温度，不错编造热量需求。

坐蓐线假想建造时，烘炉各个区域的烘烤温度设定值皆是凭据涂料供应商提供的烘烤窗口而设定的，但推敲到车身结构的复杂性，成就的烘烤温度有一定余量。

经过6-sigma技俩考据，将电泳烘炉的预升温段温度由原成就的130℃诊治为110℃（图表6），考据电泳漆膜黏遵守、硬度、耐溶剂擦抹仍然及格，讲明局部编造烘烤温度决策可行，不错通过该决策省俭烘炉能耗。

经长安福特二工场涂装车间履行论证，当烘烤时分不变，预升温段设定温度由130℃诊治为110℃后，每小时可省俭自然气用量60m3，全年坐蓐日可省俭自然气11万立方米。

烘炉预升温段温度弧线：

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图表 6改善前后温度弧线

预升温段温度诊治前后电泳漆膜质地双样老实析散伙：

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图表 7改善前后漆膜质地双样老实析

实验论断：P＜0.05，编造预升温段设定温度可编造自然气耗量，且电泳漆膜质地及格（图表7）；

优化烘炉升温开机时分和模式

烘炉是涂装车间坐蓐最主要的耗能开采之一，且需要在开线时分之前开启，从常温升到工艺设定温度。在改善前，凭据逐日开线时分提前开启烘炉，烘炉各段同期升温。这么的开机神色存在以下劣势：

①提前开机时分未进行精准截止，存在烘炉在坐蓐开线之前提前升温到位的情况；

②烘炉内各工艺段升温到位所需时分不一致，导致升温快的工艺段提前升温到位的时分过长，车身还未到达工艺段，开采就依然升温到位，存在较永劫分空转待机挥霍；

③在开机升温阶段及车身未到烘炉冷却段，烘炉冷却段强凉风机就依然启动，这段时分冷却段内并莫得车身需要冷却，冷却段风机空运转时分过长；

④在坐蓐收尾后参加烘炉烘烤的车辆只会在第二天才会参加到下一个工位，因此不需要对车身进行冷却；

⑤当烘炉坐蓐的临了一台车从冷却段出来后长入关闭烘炉，而之前的预升温段及保温段内依然莫得车身需要烘烤了，开采处于空转状态，该段的废弃器在不时运行，导致自然气挥霍。

针对这些问题，咱们进行了深刻探讨，进行了以下改善：

①对基础数据统计整理。通过中央截止室监控纪录，索求烘炉温度-时分弧线历史纪录图，经过对普遍数据的整理和诡计，细目出不同季节烘炉升温到位所需的最永劫分。然后凭据升温到位所需时分精准截止提前开机的时分

②针对各工艺段升温时分不一致的情况，细化烘炉一键开机模式，在烘炉一键启动后凭据各工艺段升温到位所需时分自动设定一定的延长启动时分。

③修改冷却段强凉风机启动神色，设定为当烘烤完成的车身到达冷却段时才启动强凉风机。并在车身到达冷却段时绽开烘炉出口卷帘门，幸免冷却段风机未启动时烘炉热气外溢到车间。

④在关机阶段通过诡计临了一台车在烘炉内的具体位置，不错细目烘炉每个工艺段内是否有需要烘烤的车身。并通过修改关秘要领，达成烘炉废弃器的分段关机，车辆通过各段后自动关闭各段废弃器。

通过改善，达成了烘炉在不同季节凭据炉内运转温度自动成就升温时分的功能，凭据升温时分精准截止烘炉提前开机的时分，并为烘炉各工艺段成就启动延长时分，达成分段启动。以电泳烘炉为例，在夏日期间，若炉内肇端温度为30℃，PLC司帐算出升高到工艺温度需要 45 min，这时，WU301会在第 1台车身到达烘炉前 45 min（5 min余量）时自动开启，精度截止在 5 min独揽。当第一辆车身完成烘干，到达冷却区时，强凉风机才开启；在关机阶段，通过跟踪临了一台车身在烘炉内的位置，当车身通过WU301后就关闭WU301的废弃器，车身通过WU302后就关闭WU302的废弃器，并在临了一台车参加烘炉时就关闭冷却段强凉风机。通过以上改善纪律，最猛进程上覆没了开采作念无须功的时分。

a) TAR/RTO烟气余热回收利用

在油漆固化的过程中会开释出VOCs和一些树脂类蒸发性气体，在冷却青年景油，这些物资跟着坐蓐的进行在烘炉内的浓度缓缓升高，不但影响车身的质地还会产生安全风险。因此需要握续向烘炉内供给极新空气并列出被欺侮的废气。国度环保条目，涂装烘房的废气必须处理及格后才气排向大气。TAR是通过高温废弃的神色处理烘炉废气使其达到环保排放条目，并回收高温废气的热量供给烘房开采，RTO是在高温下将废气中的有机物(VOCs)氧化成对应的二氧化碳和水，从而净化废气，并回收废气剖判时所开释出来的热量。然则，TAR和RTO经过热量回收后的废气排放温度依然高达190℃，径直排放白白挥霍了它的热量。

本技俩将TAR及RTO余热回收来为汽锅轮回水进行加热，减少汽锅加热时分。通过回收TAR和RTO的余热，并诊治汽锅焚烧温度，除在早飞腾温阶段外，普通坐蓐时老实通过余热回收即可基本得意坐蓐现场的供热需求，汽锅只需要在滚水温度编造到设定值以下后短时分责任，自然气用量显赫编造（图表9）。

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图表 9 TAR/RTO余热回收前后汽锅的逐日用气量变化

喷房

(1)责任旨趣

喷房是为喷漆提供清洁的环境，在喷漆过程中需要对通盘参加喷房的空气进行处理，包括过滤、温湿度截止及风量截止（图表10）。该过程突然普遍能源。

（2）喷房东要能耗开采包括：送排风机、机器东说念主、照明、漆渣处理及运送系统。主要能耗构成： 喷房送排风风机、空调系统和水泵所突然的电能， 喷房送风的温度湿度革新所需要的自然气耗能。

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图表 10喷房表示图

节能降耗对策

a)机器东说念主段喷房空气再轮回利用

减少温湿度革新所需要的自然气、冷冻水耗量。通过开采自动化升级改革，将东说念主工喷漆工位改为机器东说念主喷涂，达成了喷房供风的轮回利用，减少了喷房所需的新风风量，喷房所需的新风量编造80%（图表11）。

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图表 11改革前后风量对比

开机截止，减少开机准备时分 

涂装车间喷漆室空调温湿度截止不同于一般的空调截止系统（图表12）。涂装车间喷漆室内的温湿度条目截止精度比拟高，且条目握续踏实。由于喷漆室内温度与湿度之间存在交叉耦合情况，即温度截止会引起湿度变化，湿度截止也会引起温度变化。开机期间外界当然风的温湿度与设定的温湿度之间存在较大各异，选择传统PID截止时，PID的输出分红加热、制冷和加湿信号，每个PID功能模块离别单独截止各自的燃气阀开度、冷水阀开度和加湿泵频率，从而达成对喷漆室内温湿度的截止，存在较永劫分的震撼诊治过程。本技俩通过网罗不同温湿度下在PID截止踏实时燃气阀开度、冷水阀开度和喷淋泵频率的历史数据，经过大数据诡计分析，制定外界温湿度与燃气阀开度、冷水阀开度和喷淋泵频率的对应关连。在开机阶段PLC获取外界温湿度数据后径直将燃气阀开度、冷水阀开度和喷淋泵频率诊治到对应值，截止喷房的温湿度快速达到设定温湿度，减少PID 震荡革新时分（图表13）。

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图表 12喷房温湿度截止经过

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图表 13改善前后震荡时分对比

喷房温湿度参数成就优化：选择焓值变化较小的温湿度设定值

在已知大气压力以及湿空气7个基本参数（干球温度、湿球温度、相对湿度、露点温度、含湿量、焓值、水蒸气分压力）中的轻易2个，不错诡计湿空气的其他5个参数。咱们不错凭据一定质地的空气在处理过程中焓值的变化，来判定空气是得到热量照旧失去了热量。空气的焓值加多表示空气中得到热量；空气的焓值减小表示空气中失去了热量。

涂装车间喷房使用的是高固份的溶剂型油漆，油漆对温湿度有较大的顺应范围。见下图（图表14）红色框为得意油漆喷涂需求的温湿度范围。在之前冬夏日模式下的喷房温湿度为一个固定值，且未接近温湿度截止范围的极限。优化后喷房温湿度进行设定，选择范围截止神色，勾通外界温湿度状态，在油漆的顺应的截止范围内选用焓值变化较小的温湿度设定值。既能达到节能的筹划，又能得意油漆喷涂所需的温湿度环境。

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图表 14温湿度截止范围

凭据坐蓐野心合理调控喷房运行模式和运行时分

涂装车间喷房自动化改革后的假想的JPH为单线33JPH双线66JPH。当今受排产影响，喷房前电泳打磨和喷房后抛光查验工位唯有55JPH。喷房存在部分空置恭候时分。要是能凭据喷房前后的骨子流转情况，实时切换喷房的单/双线坐蓐模式，则既能得意坐蓐的需求，又能达到节能降耗的筹划。通过诡计，喷房双线坐蓐4个小时，单线坐蓐3.5个小时即可得意全天的产量需求。在骨子实行时，早上8：00开机坐蓐时喷房双线运行，完成电泳打磨及之前的胶线储备流转车辆的喷漆；下昼14：00独揽，喷房切换到单线模式坐蓐，每天可省俭喷房单线2个小时的能耗。

实施上述纪律后，喷房照旧存在一定的平静时分，通过修改PLC要领跟踪空位在喷房中的位置，当有相接五个以上的空位参加喷房时，编造送排风机的频率。举例，当有相接的五个以上空位参加色漆段时，则编造色漆段送排风机的频率。当倒数第二个空位行将离开时，收复送排风机频率。

合理使用不同的节能模式

当周末非坐蓐日喷房在进行清洁及开采小气时，需要开启喷房风机进行透风。喷房在运行模式的遴荐上莫得进行优化、管控，导致喷房永劫分处于清洁模式运行，变成喷房用电量挥霍。

清洁模式：两条面漆喷涂线除RFH轮回风机停机外，其他ASU风机皆普通运行（图表15）。

周末模式：两条面漆喷涂线RFH轮回风机停机，ASU风机降频到15HZ运行。

经过分析，唯有在喷房内使用溶剂进行清洁时，喷房才需要开启清洁模式，而老例小气及清洁只需要开启周末模式即可。因此，通过诊治喷房清洁野心，对需要使用溶剂的清洁技俩安排东说念主手集结到归拢时段进行。每天只需要开启一个小时的清洁模式，剩下时分开启周末模式。

同比清洁模式，周末模式每小时省俭电耗370kWh，全年非坐蓐日可省俭电费12万。

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图表 15清洁模式与周末模式

车间送排风机

(1)责任旨趣

对从厂房外部抽取的极新空气进行过滤，温湿度诊治，送入车间厂房及工位，以达为车间透风的筹划。

节能降耗对策

a)风机变频改革

原车间及工位送排风机多为定频截止，无法凭据现场骨子情况进行频率及送风量革新。工艺诊治及东说念主员精进后工位需求的风量减少，进行变频改革后不错凭据骨子需求编造供风机频率，达到省俭用电的筹划。

 湿度截止

勾通涂装车间厂房和工位的特质，某些区域不需要对温湿度严格的截止。可合适放大温湿度截止范围。举例，当外界温湿度为状态A（温度29℃，湿度55%）时，需要的风量为100万m³/h，要是将温湿度诊治到状态B（温度26℃，湿度71%），所需要的能耗为28kw/h；要是将温湿度诊治到状态C（温度26℃，湿度60%），所需要的能耗为2209kw/h。很赫然达到交流温度下，不同的湿度所需要的能耗进出相配大。终点时在干闷热暑的夏日，外界温度高湿度低，通过喷淋加湿的过程骨子上是一个等焓变化的过程，当湿度加多后，温度就会相应编造，这么不错幸免或减少冷冻机组的开启，相似达到编造温度的筹划，从而起到节能的作用。

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图表 16状态A到状态B为等焓变化

输调漆系统

(1)责任旨趣

利用压力泵将涂料从输调漆罐通过密封管说念压送到涂装车间喷漆室各个操作工位的管说念汇集，不仅大略保证以合适的压力和流量运送涂料，同期还能对涂料的温度、粘度等性格进行截止。

主要开采及部件：

输调漆罐、轮回泵、稳压器、过滤器、轮回管说念、调压装配、液位截止及温度截止等

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图表 17调漆系统表示图

节能降耗对策

a)非坐蓐期间革新调漆间送排风机频率

在输调漆系统运行期间会开释出蒸发性有机物，为保证安全必须不停为调漆间提供极新空气并列出含有蒸发性有机物的废气。在非坐蓐期间，调漆间内储漆量减少、轮回及搅动频率编造，蒸发性有机物开释量减少。在保证调漆间每小时换气次数的前提下，不错编造调漆间供排风机的频率。

b)调漆系统的坐蓐模式和睡觉模式

坐蓐模式为油漆恒压模式，为保证压力踏实需要电机运行在较高频率。睡觉模式为油漆恒流模式，电机只需要低频运行保握涂料普通轮回、不千里淀即可。

通过加多喷涂机器东说念主与输调漆系统的连锁信号，并修改喷涂机器东说念主与输调漆系统的要领，以达成当对应豪情的车体参加到对应的喷涂区域后，才将对应豪情的输调漆系统从睡觉模式切换为压力模式。喷涂收尾后将对应输调漆系统切换回睡觉模式。

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【技俩恶果】

(一)能耗变化及经济效益

通过以上开采改革及运行模式的改善，长安福特二工场涂装车间能耗着落赫然（图表18），大幅编造了工场的制造能源资本（图表19）。

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图表 18长安福特二工场涂装车间总能耗

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图表 19长安福特二工场涂装车间能源用度

(二)管制效益

本文主要从开采校阅、工艺改进，车间日常运行管制方面，商议了涂装车间烘炉、喷房、车间送排风机及输调漆系统的节能对策，以上纪律相似可应用于车间其他能耗占比拟低的工艺段，如:前处理、电泳、密封胶等区域。

在精益理念招引下，勾通涂装坐蓐线工艺特质，进行开采管制和运行模式翻新，不仅普及了涂装坐蓐线开采管制水平，而且企业得回了可不雅的经济效益，该神色具有极大的引申价值。

长安福特将不时开发和使用节能环保期间，并从工程假想和竖立起源动手，深化节能、环保纪律开云kaiyun官方网站，在为竖立资源省俭型、环境友好型社会尽职任的同期，达成企业的节能可握续发展！

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