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干霧噴淋在涂裝車間內的使用及關鍵點

【摘要】:
干霧設備是目前較為新興的一種噴淋設備,在世博會等大型場所都被使用,其主要功能是通過增加空氣濕度...
干霧設備是目前較為新興的一種噴淋設備,在世博會等大型場所都被使用,其主要功能是通過增加空氣濕度,使得空氣溫度向該焓值線上的露點溫度靠近,以達到降溫的效果。
油漆車間中干霧設備使用要求比較高,不允許有水膜在車身上形成。所以必須使用二流體噴頭,即采用壓縮空氣流體進一步霧化水流體,達到霧化效果,目前使用區域主要有以下2 個地方:需要增加環境濕度除塵的區域及需要靠水噴淋降低環境溫度的區域。
相對濕度降低靜電產生的原理大致是:相對濕度越大則靜電效果就越好,因為空氣中的水分子具有導電性,可以在一定程度上把靜電釋放掉,從而降低空氣中的電壓,故相對而言冬天較夏天容易產生靜電,與空氣濕度有直接關系,在不改變空氣溫度的前提下,增加相對濕度是解決這一問題的唯一途徑。
涂裝車間車身在除塵工位是不允許有水膜的,首先水膜容易黏附空氣中的雜質,水膜干燥后雜質就留在車身上造成缺陷,同時若水膜殘留,會與噴涂的化學品產生很多不可預計的問題。
目前需要增加這一設備的區域包括:油漆車間的各個打磨區,打磨區內需要對車身外在缺陷進行清理,會有很多灰塵,需要立刻除靜電;因為車輛存貯區域較空曠,送排風量比較少,停留時間較長,也適合通過增加相對濕度來保證環境內的潔凈度。
1 目前較為可行的工程方案及設備機運機理1)盡量選擇有送排風的區域,對送排風量沒有明確限定,只要能確保環境空氣不會達到飽和濕度即可。
2)按環境面積選用合適的霧化加濕器,噴涂粒徑不超過8 μm,每個霧化加濕器噴頭能控制大約9 m2的環境濕度,按加濕的面積配置合理的噴嘴數量,相對而言,應盡量讓加濕器四周都帶著噴嘴,經濟性最高。
3)霧化器的布置位置盡量不要在車身頂部,防止霧化器老化漏水時淋濕車身,盡量布置在通道等區域,當然這樣也會造成噴嘴數量的增加。
4)在環境中安裝溫濕度探測裝置,用于監控環境溫濕度的變化,以便控制加濕器的啟停,一般我們會設置65%作為加濕器開啟的條件,80%作為加濕器關閉的條件,溫濕度探測裝置的安裝位置對于設備的穩定運行至關重要,需要盡可能安裝在中間區域加濕效果適中的地方,現場改造發現,加濕水粒粒徑越小,越容易被空氣氣化,整個環境的溫濕度越平均。
我們在臨港工廠現場安裝了上述設備,整個面積大約為330 m2,高度為3 m,在安裝了干霧除塵設備后,車輛的潔凈度有了明顯提升,灰塵飄浮問題得到了明顯解決,在室體表面涂抹凡士林來黏附灰塵的基礎上,進一步提升了產品的一次報交合格率。根據現場不完全統計,提升量在5%左右,這對于整個生產成本的降低是很顯著的。
2 使用干霧噴淋的注意事項
1)現場所有的噴淋用水必須采用DI 水,即二級純水。因噴頭非常細密,極易堵塞,加之設備并非連續開啟,可能會停止使用近幾個月,故水質非常重要。
2)所有的噴頭必須遠離車身及可能的行進位置,現場調試發現漏水還是不可避免的。
3)將水壓與氣壓作為主要的點檢參數?,F場調試過程中,水壓是不調節的(由動力站估計過來),不增加二級加壓泵,完全靠調整氣壓來試驗噴濕效果,所以氣壓的檢查非常重要,一旦氣壓波動,噴出的水粒大小就會出現較大的偏差。
4)所有管道應采用不銹鋼管。部分生產線會采用UPVC 管作為純水的輸送載體,但在現場實際使用中發現該材料較為脆硬,一旦有碰撞就會有破裂風險。
5)目前國內的干霧設備多為進口,現場采用的是日本品牌的設備,根據采購過程中的經驗,這類設備購買單體的成本是整體購買時折算價格的近4 倍,所以在一次投入時應盡量考慮購買的數量,減少后續的更改。干霧降溫在涂裝車間內部的另外一個使用功能就是降低高溫區域的工件溫度,迅速冷卻工件表面溫度,達到后道工續的施工許可環境,同時采用水冷卻,提升了冷卻效率,對于經濟性也是很大的提升。目前現場主要使用在烘房出口,起到冷卻車身表面的作用。干霧設備的降溫原理大致是通過利用純水氣化潛能吸收車身表面的熱量,達到車身表面降溫的效果,同時沒有噴到車身上的水霧也被空氣吸收,降低空氣溫度,同樣能夠達到冷卻車身的作用,原則上,純水不能沾濕車身,與噴濕除塵的原因略有不同,烘房熱空氣中揮發性溶劑含量比較高,遇冷會出現冷凝,濕膜會增大冷凝液產生的幾率并擴大其污染面積,造成后道工序縮孔等缺陷。
干霧降溫設備的工作原理大致是以壓縮空氣作為動力源,沖擊剪斷純水,使得出口處的純水達到10 ~30 μm 的粒徑,并且粒徑、流量分布較為均勻。這個較環境除塵設備的使用要求略微有所降低,主要是考慮到高溫區域對于水粒的吸收能力大幅高于常溫環境。這樣的設計同樣可以保證散布在車身表面的純水量均勻、細密。均勻性在這里同樣非常關鍵,不能有局部流量過大。因為有不能沾濕車身的前提,一旦出現不均勻,勢必全局流量需要下調,降溫效果將大幅度下降。針對干霧降溫設備的經濟性分析如下:假使針對一條沒有冷凍水的老線進行改造,對比干霧降溫設備的一次性投資,兩者相差不大,干霧設備的成本可能略微高5%~ 10%。冷凍水包括:上冷凍機組、冷凍站房、冷凍水管配備、送風風箱改造、溫控系統等;干霧降溫設備包括:新增純水系統、穩壓設備、干霧設備、動力管道等。配電與壓縮空氣的增量對整體投資影響不大,而干霧運行的成本大致為冷凍水成本的30%,能在較短時間內收回成本。
實際調試過程中,也發現了該設備控制上的一些局限性:干霧降溫系統有開啟溫度,即在入口處安裝有紅外探測設備,感應車身表面是否達到需要啟動限定,而水量往往是按照最低限定溫度調整的,保證該狀態下的車身表面不會出現水膜,這也就影響了對于高溫車身降溫的效果。尤其是針對一天溫差較大的情況,該設備兼容性的不足就顯現出來了,調整水氣壓閥門的工作很大程度上制約了該設備的使用效果,這也是很難解決的問題,因為針對二流體噴嘴,不是單純地提高水量就能提高除濕效果的,需要用氣量和氣壓一并進行調整,這樣才能確保水粒的粒徑還在控制范圍內,這樣的調整無比復雜,而車身表面形成水膜又不被允許,精度要求太高,目前現場的調整無法滿足,因此只能犧牲部分除濕效果來確保工藝穩定。
3 安裝排布的心得
1)干霧降溫設備需要處于排風良好的區域,這個與除塵要求不同,因為降溫還是通過大量的水來進行,除塵只是保持環境即可。所以設備需要在排風處設置濕度感應器,若相對濕度超過某一限定值(現場設定85%),則設備的純水管路無條件關閉。
2)溫濕度探測器的安裝位置至關重要,若噴射出的純水沒有經過充分的換熱,直接被排風抽走,則可能造成排風處濕度感應器檢測值高于真實情況,這樣也會造成純水關斷,影響效果。
3)水路和氣路的總管最好可以安裝橡塑保溫,由于在設備運行時,管路內介質流動更新較快,而介質相對而言溫度較低,在室體內部是一個相對溫度較低的點,容易產生冷凝。
4)干霧的降溫性能隨著車身表面溫度升高而明顯加強,但同時也應該考慮到可能存在冷凝的情況,不應安裝在強冷室的入口端,建議空開若干米的距離。
5)干霧有環狀排布和條狀排布2 種,針對不同的機運形式及節拍要求而定。環狀排布適合于連續性的機運設備,可分為若干段,以1 ~ 2 環為一控制單元,以感應開關檢測車身位置,分段噴淋與關閉。環狀結構內,每個點上的噴嘴氣壓和水壓一致,若排布相同型號噴嘴則每個噴頭的流量也一致。
條狀排布適合于間歇運行的滾床噴淋,節拍過快將影響到設備的效果。條狀排布采用若干根通常的水管,以滾床是否有感應占位作為啟停依據,若干根水管單獨控制,單獨調節氣壓水壓,若排布相同型號噴嘴則每根水管上的噴頭流量一致。
6)機運節拍對于干霧設備的影響巨大,要求若是連續通過式的,在干霧設備所在的滾床及前后滾床都應采用慢速運行,避免有快速滾床;對于停止噴淋的方式,節拍建議不超過27 JPH,這樣會限制噴淋時間,效果有限。
7)停止噴淋時,車身位置固定,可針對車身特點,對溫度較高區域適當地排布噴嘴位置;可以保證每個噴嘴都不會有直接噴射純水至空氣中的可能,減少感應開關直接接觸水霧的可能,由于每根管路都可以調節不同的流量,針對底板雪橇車底相對溫度較高的區域,可增大流量,且不用過多考慮是否會潤濕等問題,同時又可以減少頂部靠近排風口的噴嘴流量,避免出現開關直接接觸水霧。但不可避免的是降溫不均勻,若
局部溫度降低,而水量不變,則可能出現水膜。
8)環狀噴淋相對較均勻,為避免水汽被直接抽走,可適當下移上部的噴嘴,或者與強冷室的設計人員一起改變周邊的結構。強冷都是從頂部抽風,可將排風口設在底部斜頂的最上端,首先可以讓水霧行走路徑最長,同時在頂部,會出現一個較大的空腔,會有一個空氣減速混合的過程,可進一步降低空氣中液態水的量。
4 結語
干霧設備從原理上對于涂裝車間的運用還是合適的,隨著設備成本的降低,應用前景還是非常廣泛的。

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