1.前言

  隨著國內(nèi)外汽車行業(yè)對環(huán)境保護要求的不斷提高，涂裝車間揮發(fā)有機物（VOC）的排放量及排放濃度受到嚴格控制，因此，檢測烘干室廢氣排放中VOC含量已成為檢測烘干室性能的一項重要指標，

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，會導(dǎo)致煙氣排放溫度過高，不但浪費能源，而且影響環(huán)境。將廢氣

焚燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，作為加熱能源，進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)計思路實現(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)的有機廢氣通過風(fēng)機送入廢氣焚燒爐與天然氣混合燃燒后產(chǎn)生高溫?zé)煔?，主要成分為二氧化碳和水蒸氣的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩磳娓墒覂?nèi)氣體進行熱交換，

使爐內(nèi)溫度達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)的有機廢氣通過高壓風(fēng)機送入廢氣焚燒爐，經(jīng)過爐內(nèi)換熱器預(yù)熱后（預(yù)熱廢氣量可調(diào)節(jié)）進入燃燒室，燃燒室內(nèi)溫度通過天然氣燃

燒維持在700℃左右，有機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

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

室與煙氣換熱單元之間循環(huán)。經(jīng)過多級（二級或三級）換熱單元換熱后的煙氣通過主煙管道進入新風(fēng)換熱單元對新鮮空氣進行加熱，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^主煙道排入大氣，經(jīng)過多次換熱，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，進而能有效的節(jié)省燃料；另一方面通過對烘干爐內(nèi)有機廢氣的高溫處理大大降低了涂裝車間揮發(fā)有機物（VOC）的排放，是對節(jié)能、環(huán)保、綠

色涂裝的有力支撐。

3.調(diào)試及運行過程中若干問題產(chǎn)生原因分析及解決措施

問題一：升溫段溫度低，無法達到設(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)過較長升溫時間仍未能達到設(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)象的原因為外界氣體進入烘干室。通過對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)機故障造成

的噴漆室氣壓過大，噴漆室內(nèi)空氣進入烘干爐升溫段，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，調(diào)整噴漆室內(nèi)氣壓至正常范圍。

問題二：升溫段溫度波動較大，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，溫度波動范圍約為130℃~145攝氏度，設(shè)定溫度為140攝氏度，波動周期約為2min，且降溫速度明顯高于升溫速度。

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

段溫度測量點距烘干爐入口距離較近，測量點附近空氣溫度的劇烈波動使得控制升溫速率的溫控閥一直處于“開-關(guān)-開”的周期性循環(huán)狀態(tài)，進而出現(xiàn)升溫段溫度波動較大，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入造成的烘干室入口處溫度驟降現(xiàn)象，同時，通過爐溫跟蹤儀跟蹤測試發(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、通過多次試驗驗證，將溫控閥動作范圍從0~100%縮小至20%~80%，在烘干室溫度達到設(shè)定溫度的情況下，換熱單元仍可通過較小的換熱量來“中和”因工件進入而造成的爐內(nèi)溫度

下降，同時，縮短溫控電子閥行程可有效提高其反應(yīng)敏捷性。

問題三：系統(tǒng)開機升溫速度慢

狀態(tài)描述：升溫段、保溫段在常規(guī)升溫時間內(nèi)均達不到設(shè)定溫度，經(jīng)過較長時間升溫后可達到設(shè)定溫度。

原因分析：首先，對系統(tǒng)密封性進行排查，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狀態(tài)，運行狀態(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入換熱單元，故造成送風(fēng)溫度低。通過對電控系統(tǒng)的分析發(fā)現(xiàn)，廢氣焚燒爐換熱

閥的開關(guān)是由廢氣排出溫度來控制，當排煙溫度達到設(shè)定溫度時，換熱閥開啟，系統(tǒng)顯示排煙溫度異常波動，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自烘干室內(nèi)部。通過觀察發(fā)現(xiàn)，保溫I區(qū)回風(fēng)溫度與保溫II區(qū)送風(fēng)溫度變化趨勢具有一定

同步性，可初步判定超溫所需熱量來自保溫II區(qū)。由于事發(fā)烘干爐長度較短，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.實施效果

以面漆烘干爐為例，通過連續(xù)生產(chǎn)狀態(tài)下隨車爐溫跟蹤曲線的測試對熱回收式熱力焚燒系統(tǒng)（TNV）的實施效果進行了測定。通過設(shè)定煙氣換熱回風(fēng)溫度對烘干室內(nèi)溫度進行控制，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)運行過程中，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）達到相關(guān)質(zhì)量標準，滿足駕駛室漆膜質(zhì)量要求。