1.前言

  隨著國(guó)內(nèi)外汽車行業(yè)對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，涂裝車間揮發(fā)有機(jī)物（VOC）的排放量及排放濃度受到嚴(yán)格控制，因此，檢測(cè)烘干室廢氣排放中VOC含量已成為檢測(cè)烘干室性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，

廢氣焚燒成為控制VOC排放的主要方法。但是，廢氣焚燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔饫锖写罅康臒崃浚@些熱量若不能被有效的利用，會(huì)導(dǎo)致煙氣排放溫度過(guò)高，不但浪費(fèi)能源，而且影響環(huán)境。將廢氣

焚燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓鳛榧訜崮茉矗M(jìn)行充分的余熱回收與利用，成為建設(shè)節(jié)能、環(huán)保、綠色涂裝車間的重要舉措。熱回收式熱力焚燒系統(tǒng)（TNV）正是基于這一設(shè)計(jì)思路實(shí)現(xiàn)廢氣焚燒余熱的回收利用。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

  熱回收式熱力焚燒系統(tǒng)(TNV)中，烘干室內(nèi)的有機(jī)廢氣通過(guò)風(fēng)機(jī)送入廢氣焚燒爐與天然氣混合燃燒后產(chǎn)生高溫?zé)煔猓饕煞譃槎趸己退魵獾母邷責(zé)煔庾鳛闊嵩磳?duì)烘干室內(nèi)氣體進(jìn)行熱交換，

使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到并維持在漆膜烘干所需溫度范圍。

  廢氣焚燒爐（如圖1、圖2所示）是該系統(tǒng)的核心部分，烘干室內(nèi)的有機(jī)廢氣通過(guò)高壓風(fēng)機(jī)送入廢氣焚燒爐，經(jīng)過(guò)爐內(nèi)換熱器預(yù)熱后（預(yù)熱廢氣量可調(diào)節(jié)）進(jìn)入燃燒室，燃燒室內(nèi)溫度通過(guò)天然氣燃

燒維持在700℃左右，有機(jī)廢氣在高溫下氧化分解為二氧化碳和水，天然氣燃燒產(chǎn)物和廢氣分解產(chǎn)物混合而成的高溫?zé)煔猓囟燃s500℃）通過(guò)爐內(nèi)的換熱器和主煙氣管道排出，排出的煙氣就作為

烘干室熱源進(jìn)行余熱利用。廢氣焚燒爐內(nèi)煙氣管道少設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒前廢氣預(yù)熱量來(lái)調(diào)節(jié)煙氣出口溫度高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙道進(jìn)入煙氣換熱單元對(duì)烘干室內(nèi)空氣進(jìn)行換熱，煙道上設(shè)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入煙氣換熱單元的煙氣量來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)入烘干室內(nèi)空氣的溫度。烘干室內(nèi)氣體通過(guò)循環(huán)風(fēng)機(jī)在烘干

室與煙氣換熱單元之間循環(huán)。經(jīng)過(guò)多級(jí)（二級(jí)或三級(jí)）換熱單元換熱后的煙氣通過(guò)主煙管道進(jìn)入新風(fēng)換熱單元對(duì)新鮮空氣進(jìn)行加熱，加熱后的新鮮空氣被送入烘干室兩端形成高溫風(fēng)幕。

在新風(fēng)換熱單元完成換熱后，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)主煙道排入大氣，經(jīng)過(guò)多次換熱，高溫?zé)煔鉁囟认陆档?00攝氏度左右。采用熱回收式熱力焚燒法(TNV)設(shè)計(jì)的廢氣處理與集中供熱系統(tǒng)一方面可在保障換熱

效率的前提下充分利用烘干室內(nèi)廢氣余熱和燃料燃燒熱能，進(jìn)而能有效的節(jié)省燃料；另一方面通過(guò)對(duì)烘干爐內(nèi)有機(jī)廢氣的高溫處理大大降低了涂裝車間揮發(fā)有機(jī)物（VOC）的排放，是對(duì)節(jié)能、環(huán)保、綠

色涂裝的有力支撐。

3.調(diào)試及運(yùn)行過(guò)程中若干問(wèn)題產(chǎn)生原因分析及解決措施

問(wèn)題一：升溫段溫度低，無(wú)法達(dá)到設(shè)定溫度。

狀態(tài)描述：烘干爐升溫段溫度低，送風(fēng)溫度與回風(fēng)溫度相差較大，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)升溫時(shí)間仍未能達(dá)到設(shè)定溫度。

原因分析：經(jīng)排查，廢氣焚燒爐爐膛溫度及煙氣出口溫度正常，保溫段回風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度，可證明系統(tǒng)熱源供熱正常。升溫段煙氣換熱裝置循環(huán)風(fēng)機(jī)及換熱控制閥工作狀態(tài)正常，可排除升溫段設(shè)備

故障因素。據(jù)此，結(jié)合升溫段送回風(fēng)溫差大的現(xiàn)象，初步分析造成這一現(xiàn)象的原因?yàn)橥饨鐨怏w進(jìn)入烘干室。通過(guò)對(duì)烘干爐檢修門密封性和噴漆室氣壓的分析，將故障原因鎖定為噴漆室排風(fēng)風(fēng)機(jī)故障造成

的噴漆室氣壓過(guò)大，噴漆室內(nèi)空氣進(jìn)入烘干爐升溫段，造成烘干爐內(nèi)溫度較低。

解決措施：修復(fù)噴漆室排風(fēng)風(fēng)機(jī)，調(diào)整噴漆室內(nèi)氣壓至正常范圍。

問(wèn)題二：升溫段溫度波動(dòng)較大，且呈現(xiàn)周期性規(guī)律。

狀態(tài)描述：溫控系統(tǒng)顯示烘干爐升溫段溫度呈現(xiàn)周期性波動(dòng)，溫度波動(dòng)范圍約為130℃~145攝氏度，設(shè)定溫度為140攝氏度，波動(dòng)周期約為2min，且降溫速度明顯高于升溫速度。

原因分析：工件及其工裝進(jìn)入烘干爐前表面溫度較低，同時(shí)工件隨升降機(jī)進(jìn)入烘干爐同時(shí)會(huì)帶入大量低溫空氣，造成烘干爐入口處在工件進(jìn)入時(shí)會(huì)出現(xiàn)溫度驟降現(xiàn)象。由于事發(fā)的膠烘干爐長(zhǎng)度較短，升溫

段溫度測(cè)量點(diǎn)距烘干爐入口距離較近，測(cè)量點(diǎn)附近空氣溫度的劇烈波動(dòng)使得控制升溫速率的溫控閥一直處于“開(kāi)-關(guān)-開(kāi)”的周期性循環(huán)狀態(tài)，進(jìn)而出現(xiàn)升溫段溫度波動(dòng)較大，且根據(jù)工件的生產(chǎn)節(jié)拍呈現(xiàn)周期性規(guī)律。

解決措施：一、將新風(fēng)風(fēng)幕溫度從140℃調(diào)至160攝氏度，這一措施有效緩解因工件進(jìn)入造成的烘干室入口處溫度驟降現(xiàn)象，同時(shí)，通過(guò)爐溫跟蹤儀跟蹤測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在新風(fēng)風(fēng)幕處工件表面溫度處于工藝要求

范圍內(nèi)（≤145℃）；二、通過(guò)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，將溫控閥動(dòng)作范圍從0~100%縮小至20%~80%，在烘干室溫度達(dá)到設(shè)定溫度的情況下，換熱單元仍可通過(guò)較小的換熱量來(lái)“中和”因工件進(jìn)入而造成的爐內(nèi)溫度

下降，同時(shí)，縮短溫控電子閥行程可有效提高其反應(yīng)敏捷性。

問(wèn)題三：系統(tǒng)開(kāi)機(jī)升溫速度慢

狀態(tài)描述：升溫段、保溫段在常規(guī)升溫時(shí)間內(nèi)均達(dá)不到設(shè)定溫度，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間升溫后可達(dá)到設(shè)定溫度。

原因分析：首先，對(duì)系統(tǒng)密封性進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)各檢修門密封狀態(tài)良好；其次，煙氣換熱單元各溫控閥在升溫期間均處于全開(kāi)狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)正常；但是，各煙氣換熱單元送風(fēng)口溫度明顯低于正常狀態(tài)升溫期

間送風(fēng)溫度，根據(jù)此線索排查發(fā)現(xiàn)，廢氣焚燒爐換熱閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，燃燒加熱后的高溫?zé)煔馀c從烘干爐吸入的廢氣換熱后才進(jìn)入換熱單元，故造成送風(fēng)溫度低。通過(guò)對(duì)電控系統(tǒng)的分析發(fā)現(xiàn)，廢氣焚燒爐換熱

閥的開(kāi)關(guān)是由廢氣排出溫度來(lái)控制，當(dāng)排煙溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，換熱閥開(kāi)啟，系統(tǒng)顯示排煙溫度異常波動(dòng)，排查發(fā)現(xiàn)排煙出口處熱電偶故障。

解決措施：更換排煙出口處熱電偶。

問(wèn)題四：保溫I區(qū)持續(xù)超溫

狀態(tài)描述：相較于升溫段和保溫II區(qū)，保溫I區(qū)升溫速度較快，且達(dá)到設(shè)定溫度（140℃）、溫控閥關(guān)閉后，溫度繼續(xù)上升，并維持在較高溫度（155℃左右）。

原因分析：觀察發(fā)現(xiàn)溫控閥關(guān)閉后保溫I區(qū)溫度繼續(xù)上升，排查溫控閥及其相關(guān)部件未發(fā)現(xiàn)異常，可確定溫度上升所需熱源來(lái)自烘干室內(nèi)部。通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，保溫I區(qū)回風(fēng)溫度與保溫II區(qū)送風(fēng)溫度變化趨勢(shì)具有一定

同步性，可初步判定超溫所需熱量來(lái)自保溫II區(qū)。由于事發(fā)烘干爐長(zhǎng)度較短，保溫區(qū)兩換熱單元間距較小，加之烘干室內(nèi)風(fēng)嘴方向不合理，可能造成烘干室內(nèi)循環(huán)風(fēng)“短路”（如圖4所示），進(jìn)而導(dǎo)致保溫I區(qū)超溫現(xiàn)象。

解決措施：調(diào)整烘干室內(nèi)風(fēng)嘴方向。

4.實(shí)施效果

以面漆烘干爐為例，通過(guò)連續(xù)生產(chǎn)狀態(tài)下隨車爐溫跟蹤曲線的測(cè)試對(duì)熱回收式熱力焚燒系統(tǒng)（TNV）的實(shí)施效果進(jìn)行了測(cè)定。通過(guò)設(shè)定煙氣換熱回風(fēng)溫度對(duì)烘干室內(nèi)溫度進(jìn)行控制，根據(jù)油漆烘干窗口，設(shè)定煙

氣換熱回風(fēng)溫度為：升溫段140℃，保溫段140℃，新風(fēng)150℃。

從所測(cè)得的隨車爐溫跟蹤曲線（圖5）看，前圍和后圍由于前后車體的遮擋，加之車體板材厚度較大，升溫速度較慢，車體其他各部位升溫迅速、溫度分布均勻，車體在爐內(nèi)運(yùn)行過(guò)程中，表面溫度平穩(wěn)，完全滿

足油漆最佳工藝窗口要求。烘干后漆膜橘皮度、光澤度等質(zhì)量參數(shù)（表1）達(dá)到相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，滿足駕駛室漆膜質(zhì)量要求。