涂装能耗手册

1、编著人：赵松淮 大连震晨技术工程 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 气开工具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

2、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、喷涂及风开工具等。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。qmax=3600 p20)K-iPi p i 1-1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°C，每小时喷出

3、的空气量qmax 以自由体 积记，单位为m3/h按下式计算：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;Pi -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;P 1 -储气罐内气体密度，kg/m3P20 -自由体积空气密度20C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 到达临界速度而建立的。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

4、压力<pa)内径截面积200300400500600(mm)(mm2)小时最大流量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小时平均耗量qp二qmax x k式中K=实际利用系数，一般吹咀。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

6、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 。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。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。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

7、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空气枯燥净化器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

8、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二q max X k一般 。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1-3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气开工具：气开工具0.30.5 m3/min ;气动升降机0.10.4 m3/min。2 水耗量的计

9、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。可按以下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15 m3槽，视厂的规模而定，最大不宜 超过3 h。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;c

10、p-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。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空气一排风量m3/hk消耗因数小型喷漆室取 1一 1.2,中型室取0.8 0.9，大 型室取0.7 0.8kg/ m3,水旋喷漆室取1.5左右。近年来，我国以采用了几种兴旺国家的专利喷漆室，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

11、，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 年用水量年用水量一每小时最大耗水量X年换水时数+小时平均耗水量x年时基数x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

12、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+Q5K式中：Q 设备工作时，总的热损耗kj/h;Qi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局部的热损耗量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1.051.15。Qi= AK+A K' X t2-to式中A 壁板外表积m2;A'

13、槽壁外表积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 100mm 厚的矿渣棉槽壁，K取 2.934.18了t2槽液工作温度C；t0 车间平均温度C, 一般可取15 20C。Q2= WC+W 'C ' X t2+t1式中W输入设备内工件的重量kg/h；W输送机移动局部的重量kg/h;C 工件的比热容kj/kg C；C'输送机移动局部的比热容kj/kg C；t2槽液工作温度C；t1 工件的出如温度C。Q3= Wa Cat'a-t0式中 Wa排出的气量kg/h；Ca空气的比热容kg/h；t'

14、2排气温度C,比工作温度低20 25C； t。一车间平均温度C。Q= 0.9Waq2 q1r式中Wa排出的气量kg/h；cp -排气温度下饱和度为90%时每千克混合气中水蒸气的含量；qi 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=VPCt2 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 C；t2 槽液工作温度C；t1补充槽液的初始温度C；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，设备未到达 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

15、 小时加热槽液的热损耗量可按下式计算：Q' WC(t2-tl) t式中Q'槽液加热升温时的热耗kj/h;W被加热的槽液重量kgC槽液的比热容kj/kgCt2槽液的工作温度Cti 工件的初始温度Ct-升温时间。根据槽容积不同而不同，但最长不能超过h, 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/kgr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=

16、Q 73600 KW 工作时：p= Q/3600 KW依此类推，可按以下各种能源的发热量换算出各种能源的用量电3600 kj/(kW h )低热值煤气5233kj/m3高热值煤气7536kj/m3水煤气10048kj/m干馏煤气16747kj/m3天然气/ 37618 41868) kj/m煤油38728 kj/kg焦炭26377 kj/kg煤27214kj/kg各种能源的年消耗量可用上述结果计算年耗量=最大耗量x年升温加热时间+平均耗量X设备年时基数 X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.

17、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局部的热耗量(kj/h) ；Q3 加热涂料材料和溶剂蒸发的热耗量 (kj/h) ；加热新鲜空气的 Q4 加热新鲜空气的热耗量 (kj/h)；Q5 通过烘干室外部风管散失的热耗量 (kj/h) ； Q6 通过门框和门缝散失的热耗量 (kj/h) ；K储藏因数，一般取Qi = KA ( t2 to )式中K-设备室体保温层的传热系数kj / (m2

18、 hC )丨保温层厚度80mm、100mm、120mm、150mm时，分别取 5.024、4.605、4.187、3.349。A设备室体保温层的外表积之和(m2);t2工作温度(C)t0车间温度(C)Q2 =( W1c1 + W2.C2 ) X ( t2 t1 )式中W1 按重量计算最大生产率(kg/h);d 工件的比热容(kj/kg C )；W2每小时加热输送机移动局部的重量(kg/h);C2输送机移动局部的比热容(kj/kg C)；t2工件及输送机移动局部在烘干室出口的温度(C )；t1 工件及输送机移动局部在烘干室入口的温度(C);Q3 =W3c3( t2 t0 ) +W4 r式中W3每

19、小时进入烘干室的最大涂料重量(kg);C3 涂装材料的比热容(kj/kg C ); t2 烘干室工作温度 (C )t0车间温度(C);WA每小时进入烘干室的涂料材料中含有的容积重量(kg/h);r溶剂的气化潜热kj/kg 。Q=W5 - C4t2-t0式中W5每小时进入烘干室的新鲜空气量m3/h； C4空气的比热容kj/kgC。W5 = VPiV=2 W4 ' K/t a式中V 新鲜空气量m3/h;Pi 车间内空气密度kg/ m3;W4 进入烘干室的容积重量g连续式烘干室为每小时的质量; Ki 平安因素，温度在90 200C之间相应取2 5; a 溶积蒸汽爆炸极限浓度g/ m3；t 大局部溶积挥发的持续时间h, 一般间歇式取0.088 0.166，连续式取1。Q5=K2A2t2'0式中K2外部循环风管传热系数Kj/m2 h C A2外部循环风管的面积m212'