涂裝能耗手冊

1、編著人：趙松淮 大連震晨技術(shù)工程 二零零五年九月 目錄1 壓縮空氣耗量的計算1.1 吹嘴1.2 噴槍1.3 靜電粉末噴涂1.4 調(diào)漆間1.5 氣開工具2 水耗量的計算2.1 小時最大耗水量2.2 小時平均耗水量2.3 年用水量3 電耗量的計算4 蒸汽熱水、煤氣天然氣等耗量的計算4.1 前處理設(shè)備耗熱的計算4.1.1 工作時耗熱的計算4.1.2 升溫時耗熱的計算4.2 烘干室耗熱的計算4.2.1 工作時耗熱的計算4.2.2 升溫時耗熱的計算涂裝專業(yè)能耗手冊涂裝車間使用的動力一般為壓縮空氣、蒸氣、煤氣天然氣、油、水、 電等。在涂裝方案設(shè)計階段必須對各種能源的消耗作出估算，以作為方案選擇 及可行性分

2、析的依據(jù)。1 壓縮空氣耗量的計算壓縮空氣在涂裝車間的使用點(diǎn)有吹干、噴涂及風(fēng)開工具等。其耗量按每個 點(diǎn)的平均耗量確定，每個點(diǎn)使用壓縮空氣的時間取決于各工序需用壓縮空 氣的工作量，但需注意一般是間斷地使用壓縮空氣這個特點(diǎn)，所以在確定 壓縮空氣時要考慮修正系數(shù)。設(shè)備負(fù)荷系數(shù)和用氣點(diǎn)的負(fù)荷系數(shù)。1.1吹咀a、 耗量的計算吹咀的小時最大壓縮空氣耗量等于連續(xù)吹出時的小時耗氣量。耗氣量的大 小與吹咀前壓縮空氣壓力及吹咀形狀有關(guān)。qmax=3600 p20)K-iPi p i 1-1假設(shè)壓縮空氣從相當(dāng)大容量的儲氣罐罐壁上的小孔流出，不考慮小孔前的 壓力損失和孔徑磨損，空氣溫度為 20°C，每小時噴出

3、的空氣量qmax 以自由體 積記，單位為m3/h按下式計算：式中:C-流量系數(shù)與小孔形狀有關(guān)。當(dāng)小孔內(nèi)壁倒圓時， C=0.97;小孔內(nèi)壁不倒圓 時 C=0.65;A-出口截面積，m2;Pi -儲氣筒內(nèi)氣體絕對壓力，kpa;K -系數(shù)，對于在絕熱條件下的空氣，取1.4;P 1 -儲氣罐內(nèi)氣體密度，kg/m3P20 -自由體積空氣密度20C時，取1.20kg/m3式1-1是根據(jù)縮放噴管，罐外的壓力小于臨界的壓力，氣體在噴管最小截面處 到達(dá)臨界速度而建立的。根據(jù)上述公式，取C=0.97,計算各種口徑吹咀的小時最大壓縮空氣流量，列表1-1。b、耗量表表1-1吹咀的小時最大壓縮空氣流量表吹咀尺寸吹咀前表

4、壓力<pa)內(nèi)徑截面積200300400500600(mm)(mm2)小時最大流量m/h0.80.5031.01.41.72.12.41.00.7851.62.12.73.23.81.21.132.33.13.94.65.41.51.773.64.96.17.38.51.82.545.27.08.710.512.22.03.146.58.610.812.915.12.54.9110.113.516.820.223.63.07.0714.5119.424.229.133.94.012.625.934.643.251.860.55.019.640.3 :53.867.280.694.16.0

5、28.358.277.697.01161367.038.579.7:1061321581858.050.31031381722072419.063.613117421826230510.078.516121526932937711.095.019526132639145612.0113.0232310387465542小時平均耗量qp二qmax x k式中K=實際利用系數(shù)，一般吹咀。1.2噴槍一般零部件噴漆用的噴槍，噴咀口徑為1-2mm，大型零件使用的噴槍口徑為 2.5-3mm。小時最大耗氣量可按噴槍技術(shù)規(guī)格上的空氣量采用，缺少資料時可根據(jù)噴 槍口徑按表1-1中數(shù)據(jù)選用?？紤]到漆液對壓縮空氣的

6、阻尼，壓縮空氣流量減 少，對表中數(shù)據(jù)應(yīng)加以修正，修正系數(shù)可取 。小時平均耗量按小時最大耗氣量與利用系數(shù)的乘積計算。噴槍的利用系數(shù)。1.3靜電粉末噴涂靜電粉末噴涂設(shè)備的壓縮空氣耗量見表1-2。表1-2靜電粉末噴涂設(shè)備壓縮空氣耗量表序 號設(shè)備名稱及型號最大工作壓 力kpa小時最大耗氣 量m3/h備注1701手動式噴涂設(shè)備單槍600-120013.2瑞士蘭士 -金馬廠2702手動式噴涂設(shè)備雙槍600-120023.4瑞士蘭士 -金馬廠3705手動式噴涂設(shè)備單槍600-120011.2瑞士蘭士 -金馬廠4ESB靜電粉末噴槍5049380012西德5ESB靜電粉末噴槍50499100012西德6ESB靜

7、電粉末噴槍50458100010.8西德7ESB手動粉末涂料裝置52780100015/每支最多裝2支槍8ESB自動噴粉裝置用控制盤52350100015/每支供5支槍用9KZT-1高壓靜電發(fā)生器 及電器氣路控制臺3003010KZT-2高壓靜電發(fā)生器 及電器氣路控制臺5003011FJSP粉末靜電手動噴涂 組合5003012LWG-1旁置式流化床-文丘里供料箱15020-30與序號9或10配套，帶2-4支槍13LWG-2旁置式流化床- 文丘里供料箱15020-30與序號9或10配 套，帶4支槍14KGF空氣枯燥凈化器50030-60與序號11或12、13配套，每臺供一臺 流化床和兩支槍的 氣

8、注：序號9-14設(shè)備的小時最大耗氣量是設(shè)備供氣能力。 小時平均耗量qp二q max X k一般 。1.4調(diào)漆間調(diào)漆間常用設(shè)備每小時平均及最大耗氣量詳見表1-3表1-3調(diào)漆間常用設(shè)備耗氣量表序號型號及規(guī)格氣壓kpa耗氣量(m3/min)1P3: 1輸漆泵4900.3570012P4: 1輸漆泵4900.17000.73B55: 1輸膠泵4901.56301.94K55 : 1輸膠泵4901.56301.9560GAL攪拌器4200.557000.9注：表中高壓時的耗氣量為最大，低壓時為平均。1.5氣開工具：氣開工具0.30.5 m3/min ;氣動升降機(jī)0.10.4 m3/min。2 水耗量的計

9、算涂裝前處理設(shè)備、濕式噴漆室、電泳涂裝設(shè)備和濕打磨工位等是涂 裝車間的主要用水點(diǎn)，一般采用自來水，但前處理和電泳后的最后一道水洗、 濕打磨后水洗和電泳槽供水要求采用去離子水。一般要說明車間總耗水量，需要計算每小時最大耗水量，小時平均 耗水量及年用水量。可按以下公式或經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算。2.1小時最大耗水量qmax= 注滿水槽的容積m3注滿一次所需的時間h注水時間規(guī)定如下：3-5 m3槽，0.5 1 h; 5- 10 m3槽，1- 1.5 h;10- 15 m3槽，2h;大于15 m3槽，視廠的規(guī)模而定，最大不宜 超過3 h。2.2小時平均耗水量qp=cpq式中qp-清洗設(shè)備小時平均耗水量L/ h;c

10、p-小時處理的零件面積m2/h;q處理單位面積工件的耗水量L/ m2;處理單位工件面積的耗水量與處理方式、補(bǔ)水方式等因素有關(guān)。對噴射處理方式，單獨(dú)補(bǔ)水15-20 L/ m2;逆工序補(bǔ)水4 6 L/ m2。浸漬式 處理，平均耗水量為噴射式的1/2。噴漆室的小時耗水量為其循環(huán)水量的3 5，噴漆室的水量可按下式計算：q環(huán)水qmax空氣k式中qmax空氣一排風(fēng)量m3/hk消耗因數(shù)小型噴漆室取 1一 1.2,中型室取0.8 0.9，大 型室取0.7 0.8kg/ m3,水旋噴漆室取1.5左右。近年來，我國以采用了幾種興旺國家的專利噴漆室，其循環(huán)水都有 專門的計算公式，但作為用水量估算，不要求很精確，所以

11、，完全可以依據(jù)上 式計算。電泳后沖洗的平均耗水量為1 2 L/ m2,濕打磨膩?zhàn)庸の粸? 4 L/ m2。2.3 年用水量年用水量一每小時最大耗水量X年換水時數(shù)+小時平均耗水量x年時基數(shù)x設(shè)備利用系數(shù)-年換水時數(shù)3 電耗量的計算涂裝車間除照明和設(shè)備風(fēng)機(jī)、泵、輸送鏈動力用電外還有電加 熱裝置用電。照明和設(shè)備動力用電，在方案設(shè)計階段，因沒有設(shè)備設(shè)計，所以只能憑經(jīng)驗估算。電加熱裝置用電，可根據(jù)熱能計算結(jié)果換算，詳見第 4 節(jié)。4 蒸汽熱水、煤氣天然氣等耗量的計算這些能耗量都需從熱力計算求得。涂裝車間耗熱設(shè)備有前處理、烘 干室及空調(diào)機(jī)。其耗熱計算方法有精確計算、經(jīng)驗估算、查表估算等。這里介 紹一下常用

12、的理論及經(jīng)驗相結(jié)合的計算方法。4.1 前處理設(shè)備耗熱的計算工作時耗熱的計算： 設(shè)備工作時，即熱平衡狀態(tài)下，每小時總的熱損耗量可按下式計算 Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5K式中：Q 設(shè)備工作時，總的熱損耗kj/h;Qi通過壁板和槽壁散失的熱損耗量kj/h ； Q2 加熱件和輸送機(jī)移動局部的熱損耗量kj/h ； Q3排出的空氣、蒸汽混合氣中的空氣的熱損耗量kj/h ； Q4排出的空氣、蒸汽混合氣中蒸汽的熱損耗量kj/h; Q5補(bǔ)充新鮮槽液的熱損耗量kj/h； K 其他未估計到的熱量損失因數(shù)，一般取1.051.15。Qi= AK+A K' X t2-to式中A 壁板外表積m2;A'

13、槽壁外表積m2;K、K'傳熱系數(shù)kj/h m2，對50mm厚度的礦渣棉壁板，K 取 5.024 5.862, 80 100mm 厚的礦渣棉槽壁，K取 2.934.18了t2槽液工作溫度C；t0 車間平均溫度C, 一般可取15 20C。Q2= WC+W 'C ' X t2+t1式中W輸入設(shè)備內(nèi)工件的重量kg/h；W輸送機(jī)移動局部的重量kg/h;C 工件的比熱容kj/kg C；C'輸送機(jī)移動局部的比熱容kj/kg C；t2槽液工作溫度C；t1 工件的出如溫度C。Q3= Wa Cat'a-t0式中 Wa排出的氣量kg/h；Ca空氣的比熱容kg/h；t'

14、2排氣溫度C,比工作溫度低20 25C； t。一車間平均溫度C。Q= 0.9Waq2 q1r式中Wa排出的氣量kg/h；cp -排氣溫度下飽和度為90%時每千克混合氣中水蒸氣的含量；qi 車間溫度下，飽和度為 60%時每千克車間 空氣中水蒸氣的含量；r水的氣化熱kj/kg 。Q4=VPCt2 t1 '式中V-平均每小時補(bǔ)充新鮮槽液的體積L；P 槽液密度 kg/L ；C 槽液比熱容kj/kg C；t2 槽液工作溫度C；t1補(bǔ)充槽液的初始溫度C；升溫時耗能的計算：設(shè)備在工作之前，需把槽液加熱到規(guī)定的溫度，此時，設(shè)備未到達(dá) 熱平衡狀態(tài)，加熱槽液的熱耗量僅包括槽液升溫及槽壁散熱所損失的熱量，每

15、 小時加熱槽液的熱損耗量可按下式計算：Q' WC(t2-tl) t式中Q'槽液加熱升溫時的熱耗kj/h;W被加熱的槽液重量kgC槽液的比熱容kj/kgCt2槽液的工作溫度Cti 工件的初始溫度Ct-升溫時間。根據(jù)槽容積不同而不同，但最長不能超過h, 般在一小時左右。計算出總的熱損耗量，便可以計算出各種能源的消量' a 蒸汽耗量升溫時：Qmax=Q'/r式中Qmax升溫時每小時的蒸汽消耗量kg/h Q'升溫時的熱損耗kj/kgr蒸汽潛熱kj/kg正常工作時：qp=Q/r式中qp工作時蒸汽的消耗量kg/h Q工作時總熱耗量kj/h b電功率計算升溫時：p=

16、Q 73600 KW 工作時：p= Q/3600 KW依此類推，可按以下各種能源的發(fā)熱量換算出各種能源的用量電3600 kj/(kW h )低熱值煤氣5233kj/m3高熱值煤氣7536kj/m3水煤氣10048kj/m干餾煤氣16747kj/m3天然氣/ 37618 41868) kj/m煤油38728 kj/kg焦炭26377 kj/kg煤27214kj/kg各種能源的年消耗量可用上述結(jié)果計算年耗量=最大耗量x年升溫加熱時間+平均耗量X設(shè)備年時基數(shù) X設(shè)備負(fù)荷系數(shù)。如果升溫時間在設(shè)備年時基數(shù)內(nèi)時，公式中 設(shè)備年時基數(shù) 一相應(yīng)為 “設(shè)備年時基數(shù)年升溫加熱時間 。4.2 烘干室耗熱計算4.2.

17、1 工作時耗熱的計算 烘干室工作時單位時間熱損耗量可按下式計算：Q = ( Q1+ Q2 + Q3 + Q4+ Q5+ Q6 ) K 式中 Q 工作時總的熱損耗量 (kj/h)；Q1 通過烘干室外壁散失的熱耗量 (kj/h) ；Q2 加熱工件和輸送機(jī)移動局部的熱耗量(kj/h) ；Q3 加熱涂料材料和溶劑蒸發(fā)的熱耗量 (kj/h) ；加熱新鮮空氣的 Q4 加熱新鮮空氣的熱耗量 (kj/h)；Q5 通過烘干室外部風(fēng)管散失的熱耗量 (kj/h) ； Q6 通過門框和門縫散失的熱耗量 (kj/h) ；K儲藏因數(shù)，一般取Qi = KA ( t2 to )式中K-設(shè)備室體保溫層的傳熱系數(shù)kj / (m2

18、 hC )丨保溫層厚度80mm、100mm、120mm、150mm時，分別取 5.024、4.605、4.187、3.349。A設(shè)備室體保溫層的外表積之和(m2);t2工作溫度(C)t0車間溫度(C)Q2 =( W1c1 + W2.C2 ) X ( t2 t1 )式中W1 按重量計算最大生產(chǎn)率(kg/h);d 工件的比熱容(kj/kg C )；W2每小時加熱輸送機(jī)移動局部的重量(kg/h);C2輸送機(jī)移動局部的比熱容(kj/kg C)；t2工件及輸送機(jī)移動局部在烘干室出口的溫度(C )；t1 工件及輸送機(jī)移動局部在烘干室入口的溫度(C);Q3 =W3c3( t2 t0 ) +W4 r式中W3每

19、小時進(jìn)入烘干室的最大涂料重量(kg);C3 涂裝材料的比熱容(kj/kg C ); t2 烘干室工作溫度 (C )t0車間溫度(C);WA每小時進(jìn)入烘干室的涂料材料中含有的容積重量(kg/h);r溶劑的氣化潛熱kj/kg 。Q=W5 - C4t2-t0式中W5每小時進(jìn)入烘干室的新鮮空氣量m3/h； C4空氣的比熱容kj/kgC。W5 = VPiV=2 W4 ' K/t a式中V 新鮮空氣量m3/h;Pi 車間內(nèi)空氣密度kg/ m3;W4 進(jìn)入烘干室的容積重量g連續(xù)式烘干室為每小時的質(zhì)量; Ki 平安因素，溫度在90 200C之間相應(yīng)取2 5; a 溶積蒸汽爆炸極限濃度g/ m3；t 大局部溶積揮發(fā)的持續(xù)時間h, 一般間歇式取0.088 0.166，連續(xù)式取1。Q5=K2A2t2'0式中K2外部循環(huán)風(fēng)管傳熱系數(shù)Kj/m2 h C A2外部循環(huán)風(fēng)管的面積m212'