На фона на глобалната енергийна криза и целите за въглеродна неутралност, пластмасовата индустрия е подложена на безпрецедентен натиск да намали потреблението на енергия и въглеродните емисии. пластмасовите чаши, като продукти, които консумират огромна сума пари в ежедневието, са особено уязвими към потреблението на енергия и въглеродните емисии по време на производството. Съгласно най-новата тенденция за развитие на технологиите на линията за производство на пластмасови чаши и практическите случаи в индустрията, документът систематично изследва пътя за -спестяване на енергия и -спестяване на енергия на производствена линия за пластмасови чаши да осигури оперативно решение за зелена трансформация на индустрията.
1. Оптимизация на основния процес: Намалете консумацията на енергия при източника.
1.1 Прецизен контрол на параметрите на леене под налягане
Шприцоването е основният процес на производството на пластмасови чаши, което представлява над 60%% от потреблението на енергия на цялата производствена линия. Чрез оптимизиране на параметрите на налягането и времето може да се постигне забележително спестяване на енергия, като същевременно се гарантира качеството на продуктите. Например, използването на много-етапно задържане на налягането, съчетано с интелигентни системи за контрол на налягането, може да намали консумацията на енергия с 20 до 30 процента. Казус от практиката показва, че когато налягането се намали от 120 MPa на 90 MPa и консумацията на енергия за режим се намали от 0,18 kW·h на 0,13 kW·h, степента на квалификация на продукта се увеличава с 5 процента.
Оптимизирането на охладителната система е друг важен пробив. Традиционните системи за въздушно охлаждане използват повече енергия, но преминаването към системи за водно охлаждане с охладителни кули със затворен -контур може да намали консумацията на енергия за охлаждане с над 40%. В един случай на обновяване на линия времето за охлаждане беше намалено с 35 35% чрез оптимизиране на разположението на водните канали на формата и използване на нанофлуидна охлаждаща среда, а цикълът на матрицата беше намален от 18 секунди на 12 секунди, спестявайки 120 000 kW · h електроенергия годишно.
1.2 Повишаване на ефективността на процесите на екструдиране
За режими на производство на тяло на чаша и капак, произведени отделно, потенциалът за спестяване на енергия в процеса на екструдиране е голям. Приемането на винт с променлива стъпка вместо конвенционален винт с постоянна стъпка може да подобри ефективността на пластификация с 15%-20%. Едно предприятие е оптимизирало разпределението на температурата в нагревателните зони, за да избегне локално прегряване и загуба на енергия, и комбинирано с интелигентни системи за контрол на температурата за динамично регулиране на мощността, консумацията на енергия за единица продукт е намалена от 0,32 kW·h/kg на 0,25 kW·h/kg.
2. Надстройки на оборудването и интелигентна трансформация
2.1 Въвеждане на ефективни енергийни системи
Ефективността на преобразуване на енергията на традиционните хидравлични машини за леене под налягане е само 60%-70%, докато тази на изцяло електрическите машини за леене под налягане, задвижвани директно от серво мотори, може да достигне 90%. Едно предприятие замени всичките 12 хидравлични преси с чисто електрически модели, намалявайки годишното потребление на електроенергия от 4,8 милиона kW·h на 2,8 милиона kW·h, което е 42% ефективност. В случай на хидравлична система, комбинацията от регулиране на скоростта на преобразуване на честотата и хидравлично масло с ниско налягане може да намали потреблението на енергия на хидравличната система с 25% -30%.
2.2 Интегриране на интелигентни системи за управление
Производствените параметри могат да бъдат оптимизирани в реално време чрез внедряване на системи за разпределени системи за управление (DCS) и системи за изпълнение на производството (MES). След въвеждането на алгоритъм за изкуствен интелект, производствена линия автоматично коригира параметри като скорост на впръскване и време на изолация според производителността на суровината, температурата на околната среда и т.н., намалявайки вариацията на консумацията на енергия за единица продукт от ±8% до ±2%. В комбинация със системите за предсказуема поддръжка, нивата на повреда на оборудването бяха намалени с 40%, а непланираните престои бяха намалени с 60%.
2.3 Изградете системи за възстановяване на отпадната топлина
Производството на пластмасови чаши произвежда много значителна отпадна топлина, разсейването на топлината от цилиндъра на екструдера и хидравличното нагряване произвеждат 30% от общата топлинна енергия от нисък-качество. Топлината може да се използва за предварително загряване на суровината или за отопление на работилница чрез инсталиране на устройство за оползотворяване на отпадна топлина от топлинна тръба. Практиката на едно предприятие показа, че потреблението на природен газ намалява с 25% и се спестяват 120 тона стандартни въглища годишно след пускане на системата за оползотворяване на остатъчна топлина.
3. Оптимизиране на енергийната структура и използване на възобновяема енергия
3.1 Алтернативни решения за чиста енергия
Инсталирането на фотоволтаична (PV) система на покрива на централата, съчетана с модел „автоматично-генериране, излишък от електроенергия в мрежата“, може да отговори на 30%-40% от търсенето на електроенергия на производствената линия. 5 MW фотоволтаична електроцентрала на едно предприятие генерира 6 милиона киловатчаса електроенергия годишно, което се равнява на 4800 тона емисии на въглероден диоксид. Отпадъчният пластмасов пиролизен сингаз може да се използва като източник на енергия от биомаса за котелно гориво и така нататък за реализиране на енергийно рециклиране.
3.2 Мерки за оптимизиране на качеството на електроенергията
Инсталационните филтри за активна мощност (APF) и възстановяващи устройства за динамично напрежение (DVR) могат да елиминират колебанията на напрежението и хармоничните смущения и да подобрят ефективността на работата на оборудването. В резултат на реконструкцията коефициентът на електрическа мощност на една производствена линия беше увеличен от 0,78 на 0,95 и степента на натоварване на трансформатора беше намалена с 18%, спестявайки 150 000 kW·h електроенергия годишно.
4. Замяна на суровини и олекотен дизайн
4.1 Приложение на материали на био основа
Традиционните производствени процеси на полиетилен (PE) и полипропилен (PP) имат по-високи въглеродни емисии, докато биоразградимите пластмаси като полимлечна киселина (PLA) имат 40% по-нисък интензитет на въглеродни емисии. Едно предприятие е разработило композити от PLA/бамбукови влакна, които намаляват теглото на една чаша от 8 грама на 6 грама, като същевременно запазват здравината на чашата, намалявайки консумацията на суровини с 25% и консумацията на енергия за производство с 18%.
4.2 Проектиране на структурна оптимизация
Чрез използването на CAE симулационна технология, разпределението на дебелината на стената на чашата е оптимизирано и изтъняването на материала се постига при условие, че се гарантират механични свойства. Чрез дизайн на топологична оптимизация, едно предприятие намали дебелината на дъното на чашата от 1,2 mm на 0,9 mm, намалявайки количеството на използваните суровини за чаша с 20% и цикъла на леене под налягане с 15%. В комбинация с много{6}}слойна ко-екструзионна технология, въздушният изолационен слой може да бъде оформен в стената на чашата, което може да подобри изолационните характеристики с 30% и да намали използването на материали.
V. Оползотворяване на отпадъци и оползотворяване на ресурсите
5.1 Система за рециклиране на ръбове
Настройте интегрираната линия за рециклиране на трошачка-почистване-гранулиране-модификация, за да преобразувате страничния материал за леене под налягане в регенерирани частици. Чрез добавяне на 20 до 30 процента рециклиран материал, разходите за суровини могат да бъдат намалени с 15 до 20 процента, без да се прави компромис с качеството на продукта. Практиката на едно предприятие показа, че чашите, направени от рециклирани материали, поддържат 92% якост на опън и 88% якост на удар в сравнение с чашите, направени от суровини.
Енерго{0}}спестяващи технологии за отработени газове
Обработката на летливи органични съединения (VOC) по време на леене под налягане е фокусът на енергоспестяването. Чрез използване на технология за концентрация на зеолитен ротор + каталитично изгаряне, отработените газове с ниска-концентрация могат да бъдат концентрирани 20 пъти преди третиране, а ефективността на топлинното възстановяване може да бъде повече от 85%. След реконструкцията едно предприятие намали потреблението на газ с 60%, а цикълът на смяна на катализатора беше удължен до 2 години, спестявайки 400 000 юана годишно от оперативни разходи.
6. Съвместно управление на зелената верига за доставки
6.1 Ниска-карбонизация на суровините нагоре по веригата
Изисквайте данни за въглеродния отпечатък от доставчиците и дайте приоритет на снабдяването със суровини, произведени с помощта на зелено електричество. Едно предприятие е създало система за оценка на въглеродния отпечатък на доставчика, за да намали интензивността на емисиите на суровините с 12% и потреблението на логистична енергия с 15% чрез централизирано снабдяване.
6.2 Оптимизиране на логистиката надолу по веригата
Ново превозно средство за енергиен транспорт и алгоритъм за оптимизиране на маршрута се използват за намаляване на потреблението на енергия за разпределение. 1 чрез замяна на дизелови камиони с електрически микробуси чрез интелигентни диспечерски системи, намаляване на въглеродните емисии от транспорта със 70 процента и намаляване на незаетите превозни средства от 25 процента на 10 процента.
7. Пътища за внедряване и оценка на ползите
7.1 Стратегия за поетапна трансформация
В съответствие с принципа за „неотложна нужда и полза за хората“, предприятията трябва да бъдат ръководени да внедряват системата на етапи: през първата година те трябва да завършат оборудване за енергоспестяване-и система за оползотворяване на отпадна топлина с очакван период на изплащане от 2-3 години; през втората година те следва да насърчават заместването на чиста енергия и интелигентното надграждане с намаляване на интензивността на потреблението на енергия с повече от 20 %; и през третата година те трябва да създадат екологична система за верига за доставки, за да постигнат целта за намаляване на въглеродните емисии през целия им жизнен цикъл.
7.2 Интегриран анализ на ползите
За предприятия, произвеждащи 100 милиона пластмасови чаши годишно, цялостното прилагане на тези мерки ще спести 8 милиона kW·h електроенергия, 6400 тона емисии на въглероден диоксид, 3 милиона юана разходи за суровини и 3 милиона юана разходи за изхвърляне на отпадъци годишно. Въпреки че първоначалната инвестиция ще бъде около 20 милиона долара, приходите от енергоспестяване и приходи от търговия с въглерод могат да бъдат възстановени след 4 до 5 години.
Заключение:
За намаляване на консумацията на енергия напроизводствена линия за пластмасови чашитрябва да се възприеме систематичен подход от гледна точка на оптимизиране на процесите, надграждане на оборудването, управление на енергията, заместване на суровини и рециклиране на отпадъци. Чрез въвеждането на иновативни решения като технология за интелигентно управление, алтернативи за чиста енергия и олекотен дизайн, предприятията могат значително да намалят оперативните разходи, да подобрят конкурентоспособността на пазара и да поставят еталон за зелена трансформация на индустрията. В контекста на целите за въглеродна неутралност, пестенето на енергия се превърна в единствения начин за пластмасовата индустрия да оцелее и да расте, а непрекъснатите иновации са ключови за спечелването на пазара на бъдещето.
