涂装能耗手册

1编著人：赵松淮大连震晨技术工程有限公司二零零五年九月目录1压缩空气耗量的计算1.1吹嘴1.2喷枪1.3静电粉末喷涂1.4调漆间1.5气动工具2水耗量的计算2.1小时最大耗水量2.2小时平均耗水量2.3年用水量3电耗量的计算4蒸汽（热水）、煤气（天然气）等耗量的计算4.1前处理设备耗热的计算4.1.1工作时耗热的计算4.1.2升温时耗热的计算4.2烘干室耗热的计算4.2.1工作时耗热的计算4.2.2升温时耗热的计算2涂装专业能耗手册涂装车间使用的动力一般为压缩空气、蒸气、煤气（天然气、油）、水、电等。在涂装方案设计阶段必须对各种能源的消耗作出估算，以作为方案选择及可行性分析的依据。1压缩空气耗量的计算压缩空气在涂装车间的使用点有吹干、喷涂及风动工具等。其耗量按每个点的平均耗量确定，每个点使用压缩空气的时间取决于各工序需用压缩空气的工作量，但需注意一般是间断地使用压缩空气这个特点，所以在确定压缩空气时要考虑修正系数。设备负荷系数和用气点的负荷系数。1.1吹咀a、耗量的计算吹咀的小时最大压缩空气耗量等于连续吹出时的小时耗气量。耗气量的大小与吹咀前压缩空气压力及吹咀形状有关。假设压缩空气从相当大容量的储气罐罐壁上的小孔流出，不考虑小孔前的压力损失和孔径磨损，空气温度为20℃，每小时喷出的空气量qmax（以自由体积记，单位为m³/h）按下式计算：qmax=3600CAP2022KK+1(2K+1)K2-1P1ρ11---1式中：C-流量系数与小孔形状有关。当小孔内壁倒圆时，C=0.97;小孔内壁不倒圆时C=0.65;A-出口截面积，m²;P1–储气筒内气体绝对压力，kpa;K–系数，对于在绝热条件下的空气，取1.4;ρ1–储气罐内气体密度，kg/m3P20–自由体积空气密度（20℃时），取1.20kg/m3式1-1是根据缩放喷管，罐外的压力小于临界的压力，气体在喷管最小截面处达到临界速度而建立的。根据上述公式，取C=0.97，计算各种口径吹咀的小时最大压缩空气流量，列表1-1。b、耗量表3表1-1吹咀的小时最大压缩空气流量表吹咀尺寸吹咀前表压力（kpa）内径截面积200300400500600(mm)(mm2)小时最大流量（m3/h）0.80.5031.01.41.72.12.41.00.7851.62.12.73.23.81.21.132.33.13.94.65.41.51.773.64.96.17.38.51.82.545.27.08.710.512.22.03.146.58.610.812.915.12.54.9110.113.516.820.223.63.07.0714.519.424.229.133.94.012.625.934.643.251.860.55.019.640.353.867.280.694.16.028.358.277.697.01161367.038.579.71061321581858.050.31031381722072419.063.613117421826230510.078.516121526932937711.095.019526132639145612.0113.0232310387465542小时平均耗量qp=qmax×k式中K=实际利用系数，一般吹咀K=0.4-0.5。1.2喷枪一般零部件喷漆用的喷枪，喷咀口径为1-2mm，大型零件使用的喷枪口径为2.5-3mm。小时最大耗气量可按喷枪技术规格上的空气量采用，缺少资料时可根据喷枪口径按表1-1中数据选用。考虑到漆液对压缩空气的阻尼，压缩空气流量减少，对表中数据应加以修正，修正系数可取0.8-1.0。小时平均耗量按小时最大耗气量与利用系数的乘积计算。喷枪的利用系数K=0.5-0.8。1.3静电粉末喷涂静电粉末喷涂设备的压缩空气耗量见表1-2。4表1-2静电粉末喷涂设备压缩空气耗量表序号设备名称及型号最大工作压力（kpa）小时最大耗气量（m3/h）备注1701手动式喷涂设备（单枪）600-120013.2瑞士兰士-金马厂2702手动式喷涂设备（双枪）600-120023.4瑞士兰士-金马厂3705手动式喷涂设备（单枪）600-120011.2瑞士兰士-金马厂4ESB静电粉末喷枪5049380012西德5ESB静电粉末喷枪50499100012西德6ESB静电粉末喷枪50458100010.8西德7ESB手动粉末涂料装置52780100015/每支最多装2支枪8ESB自动喷粉装置用控制盘52350100015/每支供5支枪用9KZT-1高压静电发生器及电器气路控制台3003010KZT-2高压静电发生器及电器气路控制台5003011FJSP粉末静电手动喷涂组合5003012LWG-1旁置式流化床-文丘里供料箱15020-30与序号9或10配套，带2-4支枪13LWG-2旁置式流化床-文丘里供料箱15020-30与序号9或10配套，带4支枪14KGF空气干燥净化器50030-60与序号11或12、13配套，每台供一台流化床和两支枪的气注：序号9-14设备的小时最大耗气量是设备供气能力。小时平均耗量qp=qmax×k一般K=0.5-0.8。1.4调漆间调漆间常用设备每小时平均及最大耗气量详见表1-35表1－3调漆间常用设备耗气量表序号型号及规格气压（kpa）耗气量（m3/min）1P3：1输漆泵4900.3570012P4：1输漆泵4900.17000.73B55：1输胶泵4901.56301.94K55：1输胶泵4901.56301.9560GAL搅拌器4200.557000.9注：表中高压时的耗气量为最大，低压时为平均。1.5气动工具：气动工具0.3～0.5m3/min；气动升降机0.1～0.4m3/min。2水耗量的计算涂装前处理设备、湿式喷漆室、电泳涂装设备和湿打磨工位等是涂装车间的主要用水点，一般采用自来水，但前处理和电泳后的最后一道水洗、湿打磨后水洗和电泳槽供水要求采用去离子水。一般要说明车间总耗水量，需要计算每小时最大耗水量，小时平均耗水量及年用水量。可按下列公式或经验数据计算。2.1小时最大耗水量qmax=注满水槽的容积（m3）注满一次所需的时间（h）注水时间规定如下：（3－5）m3槽，（0.5－1）h；（5－10）m3槽，（1－1.5）h；（10－15）m3槽，2h；大于15m3槽，视厂的规模而定，最大不宜超过3h。2.2小时平均耗水量qp=cpq式中qp－清洗设备小时平均耗水量（L/h）；cp－小时处理的零件面积（m2/h）；q－处理单位面积工件的耗水量（L/m2）；处理单位工件面积的耗水量与处理方式、补水方式等因素有关。对喷射处理方式，单独补水（15－20）L/m2；逆工序补水（4－6）L/m2。浸渍式处理，平均耗水量为喷射式的1/2。6喷漆室的小时耗水量为其循环水量的3％－5％，喷漆室的水量可按下式计算：q环水＝qmax空气k式中qmax空气－排风量（m3/h）k－消耗因数（小型喷漆室取1－1.2，中型室取0.8－0.9，大型室取0.7－0.8kg/m3,水旋喷漆室取1.5左右）。近年来，我国以采用了几种发达国家的专利喷漆室，其循环水都有专门的计算公式，但作为用水量估算，不要求很精确，所以，完全可以依据上式计算。电泳后冲洗的平均耗水量为（1－2）L/m2，湿打磨腻子工位为（3－4）L/m2。2.3年用水量年用水量＝（每小时最大耗水量×年换水时数）+〔小时平均耗水量×（年时基数×设备利用系数－年换水时数）〕3电耗量的计算涂装车间除照明和设备（风机、泵、输送链）动力用电外还有电加热装置用电。照明和设备动力用电，在方案设计阶段，因没有设备设计，所以只能凭经验估算。电加热装置用电，可根据热能计算结果换算，详见第4节。4蒸汽（热水）、煤气（天然气）等耗量的计算这些能耗量都需从热力计算求得。涂装车间耗热设备有前处理、烘干室及空调机。其耗热计算方法有精确计算、经验估算、查表估算等。这里介绍一下常用的理论及经验相结合的计算方法。4.1前处理设备耗热的计算4.1.1工作时耗热的计算：设备工作时，即热平衡状态下，每小时总的热损耗量可按下式计算Q=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)K式中：Q－设备工作时，总的热损耗（kj/h）；Q1－通过壁板和槽壁散失的热损耗量（kj/h）；Q2－加热件和输送机移动部分的热损耗量（kj/h）；Q3－排出的空气、蒸汽混合气中的空气的热损耗量（kj/h）；Q4－排出的空气、蒸汽混合气中蒸汽的热损耗量（kj/h）；Q5－补充新鲜槽液的热损耗量（kj/h）；K－（其他未估计到的）热量损失因数，一般取1.05－1.15。7Q1＝（AK+A’K’）×(t2-t0)式中A－壁板表面积（m2）；A’－槽壁表面积（m2）；K、K’－传热系数〔kj/(h·m2·℃)〕,对50mm厚度的矿渣棉壁板，K取5.024－5.862，（80－100）mm厚的矿渣棉槽壁，K’取2..931－4.187；t2－槽液工作温度（℃）；t0－车间平均温度（℃），一般可取（15－20）℃。Q2＝（WC+W’C’）×(t2+t1)式中W－输入设备内工件的重量（kg/h）；W’－输送机移动部分的重量（kg/h）；C－工件的比热容（kj/kg·℃）；C’－输送机移动部分的比热容（kj/kg·℃）；t2－槽液工作温度（℃）；t1－工件的出如温度（℃）。Q3＝Wa·Ca(t’a-t0)式中Wa－排出的气量（kg/h）；Ca－空气的比热容（kg/h）；t’2－排气温度（℃），比工作温度低（20－25）℃；t0－车间平均温度（℃）。Q4＝0.9Wa(q2－q1)r式中Wa－排出的气量（kg/h）；q2－排气温度下饱和度为90％时每千克混合气中水蒸气的含量；q1－车间温度下，饱和度为60％时每千克车间空气中水蒸气的含量；r－水的气化热（kj/kg）。Q4=VPC(t2－t1’)式中V－平均每小时补充新鲜槽液的体积（L）；P－槽液密度（kg/L）；C－槽液比热容（kj/kg·℃）；t2－槽液工作温度（℃）；t1－补充槽液的初始温度（℃）；84.1.2升温时耗能的计算：设备在工作之前，需把槽液加热到规定的温度，此时，设备未达到热平衡状态，加热槽液的热耗量仅包括槽液升温及槽壁散热所损失的热量，每小时加热槽液的热损耗量可按下式计算：Q’=Wc(t2-t1)1t+2Q1式中Q’－槽液加热升温时的热耗（kj/h）;W－被加热的槽液重量（kg）C－槽液的比热容（kj/kg·℃）t2－槽液的工作温度（℃）t1－工件的初始温度（℃）t－升温时间。根据槽容积不同而不同，但最长不能超过3h，一般在一小时左右。计算出总的热损耗量，便可以计算出各种能源的消量。a蒸汽耗量﹒升温时：Qmax=Q’/r式中Qmax－升温时每小时的蒸汽消耗量（kg/h）Q’－升温时的热损耗（kj/kg）r－蒸汽潜热（kj/kg）﹒正常工作时：qp=Q/r式中qp－工作时蒸汽的消耗量（kg/h）Q－工作时总热耗量（kj/h）b电功率计算升温时：p=Q’/3600(KW)工作时：p=Q/3600(KW)依此类推，可按下列各种能源的发热量换算出各种能源的用量。电3600kj/（kW·h）低热值煤气5233kj/m3高热值煤气7536kj/m3水煤气10048kj/m3干馏煤气16747kj/m3天然气（37618－41868）kj/m3煤油38728kj/kg焦炭26377kj/kg煤27214kj/kg各种能源的年消耗量可用上述结果计算。9年耗量=最大耗量×年升温加热时间+平均耗量×设备年时基数×设备负荷系数。如果升温时间在设备年时基数内时，公式中“设备年时基数”一相应为“设备年时基数－年升温加热时间”。4.2烘干室耗热计算4.2.1工作时耗热的计算烘干室工作时单位时间热损耗量可按下式计算：Q=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)K式中Q—工作时总的热损耗量(kj/h)；Q1—通过烘干室外壁散失的热耗量(kj/h)；Q2—加热工件和输送机移动部分的热耗量(kj/h)；Q3—加热涂料材料和溶剂蒸发的热耗量(k