白國華

（大陽新能源汽車（洛陽）有限公司，河南洛陽 471000）

1 現(xiàn)狀

根據(jù)國家相關(guān)環(huán)保要求，工業(yè)企業(yè)要實現(xiàn)全面達(dá)標(biāo)排放。大陽新能源汽車（洛陽）有限公司（以下簡稱“公司”）涂裝部金屬件烤漆生產(chǎn)線承擔(dān)著摩托車發(fā)動機外觀件、鏈盒、后叉、車架、油箱等零部件的涂裝工作，采用油性漆噴涂工藝，排放未進行VOCs（Volatile Organic Compounds，揮發(fā)性有機物）深度凈化處理，不符合環(huán)保要求。經(jīng)深入了解，VOCs 深度凈化處理工藝，投資費用和運行成本較高，治理難度大。隨著近幾年油漆性能的技術(shù)改進，用于金屬件噴涂的水性油漆價格逐步下降，噴漆成本僅比油性漆高約25%，但水性油漆排放的VOCs 濃度較低[1]。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，可以從源頭控制VOCs 的產(chǎn)生和排放，滿足環(huán)保要求。

2 改造難點及工藝流程

改造難點主要有5 個：①油性漆與水性漆噴涂工藝差異大、變化點多；②現(xiàn)有涂裝線體結(jié)構(gòu)尺寸有一定的局限性，改造設(shè)計方案難度大；③改造部位多，工作量大，需要對輸送線、流平室、調(diào)漆室、側(cè)噴機[2]、消防系統(tǒng)和燃?xì)夤艿赖冗M行改造；④改造施工存在大量交叉作業(yè)，影響施工安全；⑤改造施工要結(jié)合公司生產(chǎn)計劃，可用施工周期短。

根據(jù)水性漆作業(yè)工藝流程，結(jié)合現(xiàn)有線體布局，確定最合理的工藝方案（表1）。

表1 改造前后工藝流程對比

3 改造方案

3.1 原有DISK 噴房改造為調(diào)漆間和預(yù)熱段

（1）拆除DISK（自動靜電噴漆設(shè)備）噴房，改建為調(diào)漆間和預(yù)熱室（預(yù)熱時間1.5 min），通過預(yù)熱提高工件表面溫度（20～40 ℃），滿足底漆噴涂要求。

（2）調(diào)漆間室體材料1.5 mm 鍍鋅板制作，內(nèi)部采用10#型鋼骨架噴漆處理，保證鋼結(jié)構(gòu)強度。設(shè)置防火門，觀察窗5.0 mm鋼化玻璃，調(diào)漆間內(nèi)置防爆凈化照明燈，地面鋪設(shè)3 mm 防滑、防靜電花紋鋁板。

（3）調(diào)漆間利用現(xiàn)有涂裝線供風(fēng)機組供風(fēng)，增加排風(fēng)風(fēng)機及送排風(fēng)管道，排風(fēng)管道采用1 mm 鍍鋅板，接入現(xiàn)有排風(fēng)系統(tǒng)。為便于調(diào)漆，調(diào)漆間內(nèi)部增設(shè)純水進排水管路，進水管路從前處理純水洗引出，排水管路與吹灰室水槽連接。

（4）調(diào)漆間安裝空調(diào)，防止冬季溫度過低，水性漆結(jié)冰。

（5）預(yù)熱裝置采用電陶瓷發(fā)熱管，采用富士溫控器控制，加熱溫度20～40 ℃，升溫時間小于10 min。

（6）預(yù)熱室體鍍鋅板鋪設(shè)50 mm 保溫棉及內(nèi)板（密度80 kg/m3），爐體外接縫400 mm 處溫度為室溫+15 ℃，防止熱量損耗和人員燙傷。

3.2 調(diào)漆間、底漆流平改造成閃干爐

（1）現(xiàn)有底漆流平室及配漆間改造為閃干室，尺寸（長、寬、高）8000 mm×5800 mm×4000 mm，閃干溫度50～80 ℃，滿足底漆噴涂后的表干、閃干和冷卻等工藝要求。

（2）閃干室外圍板用1.5 mm 鍍鋅板，保溫層100 mm，密度為80 kg/m3，內(nèi)部采用10#型鋼骨架做支撐，爐體外接縫400 mm 處溫度為室溫+15 ℃。利用現(xiàn)有油漆固化爐廢氣燃燒裝置的尾氣預(yù)熱，溫度可控。另外又增加了一套燃?xì)饧訜嵫b置及控制系統(tǒng)，兩種加熱方式互補使用，既節(jié)能又可滿足工藝溫度要求。

（3）閃干室進出口設(shè)置隔熱板和風(fēng)刀，送風(fēng)采用高壓風(fēng)機，防止?fàn)t內(nèi)熱量外竄至底漆、面漆噴房。后端設(shè)置冷卻段，工件進入面漆噴房溫度降至40 ℃左右。

（4）熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)由爐體、送回風(fēng)管道、廢氣排放系統(tǒng)、底框架、內(nèi)框架等組成，每分鐘循環(huán)2～3 次：①爐體獨立設(shè)置加熱爐，熱風(fēng)通過風(fēng)機循環(huán)；②攪拌風(fēng)機置于烘爐內(nèi)部，設(shè)調(diào)節(jié)閥確保爐內(nèi)溫度場的均勻，便于調(diào)節(jié)；③主體框架由型鋼制成，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計合理牢固。烘干通道外板與框架之間應(yīng)盡量減少鋼性連接，以減少傳熱。爐板內(nèi)板為1 mm 鍍鋅鋼板，外板為0.8 mm彩鋼板，顏色與線體其他部位保持一致；④自常溫升至80 ℃控制在30 min 以內(nèi)。其中，溫控采用兩點測溫、單點控溫方式；設(shè)置有超溫保護開關(guān)對燃燒系統(tǒng)進行保護，遇超溫或風(fēng)機故障及時關(guān)閉加熱系統(tǒng)并發(fā)出聲光報警信號；并設(shè)置低溫報警信號裝置。燃燒機和循環(huán)風(fēng)機之間應(yīng)設(shè)置電氣互鎖，確保正常工作。

（5）加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：①燃燒室按空氣動力學(xué)、熱工等設(shè)計計算，運行可靠；②天燃?xì)庵苯蛹訜?，溫度均勻潔凈。送回風(fēng)管路均為下進頂回，烘道頂部布滿循環(huán)管道，利用循環(huán)風(fēng)機抽取方式在爐體底部循環(huán)。爐體內(nèi)的熱量通過爐內(nèi)的送回風(fēng)管循環(huán)，充分?jǐn)嚢瑁畲罄脽崃?；③燃燒機選用百得產(chǎn)品，熱量627 600 kJ。燃燒機與燃?xì)夤艿澜刂归y連接管路上設(shè)置減壓閥、過濾裝置等；④熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機采用特制耐高溫、低噪聲插入式風(fēng)機，風(fēng)量為360 m3/h，風(fēng)機內(nèi)置于保溫室體（軸承外置），安裝位置留維修空間。

（6）風(fēng)管均采用1 mm 鍍鋅鋼板制作，外部做加強和保溫措施。排風(fēng)風(fēng)機選用國內(nèi)知名品牌產(chǎn)品，排風(fēng)管并入廢氣排放系統(tǒng)。

（7）改造內(nèi)容符合鋼結(jié)構(gòu)安裝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 輸送系統(tǒng)

（1）在預(yù)加熱段和閃干段增加21 m 輸送鏈和軌道，滿足水性漆噴涂加熱、流平時間要求。

（2）改變預(yù)熱段輸送鏈運行軌跡，滿足工件預(yù)熱條件。

（3）增加的輸送鏈應(yīng)采用QXT-250 雙輪導(dǎo)向懸掛鏈，單個吊點承重50 kg，吊掛間距750 mm。軌道QXT-250 型，彎軌材料16Mn，水平方向半徑600 mm，確保工件轉(zhuǎn)彎時不干涉。

（4）增加一次吊板、C 形鉤、固定節(jié)油盤、十字撥叉、圓形節(jié)油盤、接油槽等輸送鏈附件。

（5）調(diào)整驅(qū)動及張緊裝置，確保鏈條加長后整線運行平穩(wěn)，無爬行及明顯抖動現(xiàn)象。

3.4 電氣控制系統(tǒng)

（1）閃干室采用PID 恒溫控制方式控溫，富士數(shù)顯式溫控儀，控溫誤差在±5 ℃（工件）之內(nèi)；設(shè)置超溫保護開關(guān)和低溫報警信號裝置。燃燒機和循環(huán)風(fēng)機之間應(yīng)設(shè)置電氣互鎖，確保正常工作。風(fēng)機具備自動延時關(guān)機功能，在15 min 以內(nèi)時間可自設(shè)定，便于加熱系統(tǒng)的冷卻。

（2）所有電機均設(shè)有空氣開關(guān)、熱繼電器等保護系統(tǒng)，可有效對過載、短路、斷路等進行自動保護。

（3）修改PLC 和觸摸屏程序，改造部分與整線集中控制，與線體其他部位安全互鎖。

（4）電氣控制的設(shè)計與安裝符合國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范。

3.5 消防系統(tǒng)和側(cè)噴機等改造

（1）在改造后的調(diào)漆室及閃干室重新敷設(shè)安裝有：二氧化碳?xì)怏w滅火管路，并對管路進行耐壓試驗及密封性試驗；二氧化碳?xì)怏w滅火釋放噴頭；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的防爆管線；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)防爆電子定溫火災(zāi)探測器及防爆火焰火災(zāi)探測器。

（2）在調(diào)漆間和閃干室門口安裝放氣指示燈、急啟急停按鈕及聲光報警裝置。

（3）改造部分與原有消防系統(tǒng)主機聯(lián)鎖通信，確保消防系統(tǒng)安全可靠。

（4）改造所用的管路、線路均采用防爆、耐火材料。

（5）新增報警裝置、按鈕和指示燈等采用海灣產(chǎn)品。

（6）改造后消防系統(tǒng)自動切斷保護區(qū)域內(nèi)供、排風(fēng)設(shè)備電源的功能。

（7）將底漆和面漆MarkⅡ型溶劑型靜電噴槍系統(tǒng)改造為RSW 水性自動靜電噴槍系統(tǒng)，以適用于跟蹤往復(fù)機進行油性及水性涂料噴涂。

3.6 改造前后平面布局（圖1）

圖1 改造前后平面布局

圖2 排放物VOCs 檢測結(jié)果

4 結(jié)論

涂裝線技術(shù)改造后已投入使用近一年，整線運行平穩(wěn)，產(chǎn)品表面噴涂質(zhì)量滿足工藝要求。對排放物進行連續(xù)檢測，結(jié)果為：VOCs主要成分甲烷含量0.72 mg/m3，非甲烷總烴含量7.35 mg/m3，苯含量0.00 mg/m3，甲苯含量5.00 mg/m3，二甲苯含量0.00 mg/m3（圖2）。這表明，改造后噴涂工藝排放滿足GB 16297—2018《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求。