V ozadju svetovne energetske krize in ciljev ogljične nevtralnosti je industrija plastike pod pritiskom brez primere, da zmanjša porabo energije in emisije ogljika. plastični kozarci kot izdelki, ki v vsakdanjem življenju porabijo ogromno denarja, so še posebej občutljivi na porabo energije in emisije ogljika med proizvodnjo. V skladu z najnovejšim tehnološkim razvojnim trendom proizvodne linije plastičnih kozarcev in praktičnimi primeri industrije članek sistematično raziskuje-varčevanje z energijo in-varčevanje z energijo proizvodna linija plastičnih skodelic zagotoviti operativno rešitev za zeleno preobrazbo industrije.
1. Optimizacija osnovnega procesa: Zmanjšajte porabo energije pri viru.
1.1 Natančna kontrola parametrov brizganja
Brizganje je osrednji proces proizvodnje plastičnih skodelic, ki predstavlja več kot 60 % % porabe energije celotne proizvodne linije. Z optimizacijo tlaka in časovnih parametrov je mogoče doseči izjemne prihranke energije ob zagotavljanju kakovosti izdelkov. Na primer, uporaba več-stopenjskega zadrževanja tlaka v kombinaciji z inteligentnimi sistemi za nadzor tlaka lahko zmanjša porabo energije za 20 do 30 odstotkov. Študija primera kaže, da ko se tlak zmanjša s 120 MPa na 90 MPa in se poraba energije na način zmanjša z 0,18 kW·h na 0,13 kW·h, se stopnja kvalifikacije izdelka poveča za 5 odstotkov.
Optimizacija hladilnega sistema je še en pomemben preboj. Tradicionalni sistemi zračnega hlajenja porabijo več energije, vendar lahko prehod na sisteme vodnega hlajenja s hladilnimi stolpi-zanke zmanjša porabo energije za hlajenje za več kot 40 %. V enem primeru obnove linije je bil čas hlajenja skrajšan za 35 35 % z optimizacijo razporeditve vodnih kanalov kalupa in uporabo nanofluidnih hladilnih medijev, cikel kalupa pa je bil skrajšan z 18 sekund na 12 sekund, kar je prihranilo 120.000 kW · h električne energije na leto.
1.2 Povečanje učinkovitosti ekstrudiranja
Pri proizvodnih načinih ohišja skodelice in pokrova, izdelanih ločeno, je potencial prihranka energije v procesu ekstrudiranja velik. Sprejetje vijaka s spremenljivim korakom namesto običajnega vijaka s konstantnim korakom lahko izboljša učinkovitost plastifikacije za 15%-20%. Eno podjetje je optimiziralo porazdelitev temperature po ogrevalnih območjih, da bi se izognilo lokalnemu pregrevanju in porabi energije, v kombinaciji z inteligentnimi sistemi za nadzor temperature za dinamično prilagajanje moči pa se je poraba energije na enoto izdelka zmanjšala z 0,32 kW·h/kg na 0,25 kW·h/kg.
2. Nadgradnje opreme in inteligentna preobrazba
2.1 Uvajanje učinkovitih elektroenergetskih sistemov
Učinkovitost pretvorbe energije pri tradicionalnih hidravličnih strojih za brizganje le 60 %-70 %, medtem ko lahko pri popolnoma električnih strojih za brizganje, ki jih poganjajo neposredno servo motorji, doseže 90 %. Eno podjetje je zamenjalo vseh 12 hidravličnih stiskalnic s povsem električnimi modeli, kar je zmanjšalo letno porabo električne energije s 4,8 milijona kW·h na 2,8 milijona kW·h, kar je 42-odstotna stopnja učinkovitosti. V primeru hidravličnega sistema lahko kombinacija regulacije hitrosti frekvenčne pretvorbe in nizkotlačnega hidravličnega olja zmanjša porabo energije sistema hidravličnega sistema za 25%-30%.
2.2 Integracija inteligentnih nadzornih sistemov
Proizvodne parametre je mogoče optimizirati v realnem času z uvedbo sistemov porazdeljenih nadzornih sistemov (DCS) in sistemov za izvajanje proizvodnje (MES). Po uvedbi algoritma umetne inteligence je proizvodna linija samodejno prilagodila parametre, kot sta hitrost vbrizgavanja in čas izolacije, glede na zmogljivost surovin, temperaturo okolja itd., kar je zmanjšalo variacijo porabe energije na enoto izdelka z ±8 % na ±2 %. V kombinaciji s sistemi predvidenega vzdrževanja so se stopnje okvar opreme zmanjšale za 40 %, nenačrtovani izpadi pa za 60 %.
2.3 Izgradnja sistemov za rekuperacijo odpadne toplote
Proizvodnja plastičnih kozarcev proizvede veliko odpadne toplote, odvajanje toplote v sodu ekstruderja in hidravlično ogrevanje proizvedeta 30 % celotne toplotne energije nizke-stopnje. Toploto je mogoče uporabiti za predgretje surovin ali ogrevanje delavnice z namestitvijo naprave za rekuperacijo odpadne toplote toplotnih cevi. Praksa enega podjetja je pokazala, da se po zagonu rekuperacije preostale toplote poraba zemeljskega plina zmanjša za 25 % in prihrani 120 ton standardnega premoga letno.
3. Optimizacija energetske strukture in izraba obnovljivih virov energije
3.1 Alternativne rešitve za čisto energijo
Namestitev fotonapetostnega (PV) sistema na strehi elektrarne v kombinaciji z modelom »samodejna-proizvodnja, presežek električne energije v omrežje« lahko zadosti 30–40 % potreb proizvodne linije po električni energiji. Fotonapetostna elektrarna enega podjetja s 5 MW proizvede 6 milijonov kilovatnih ur električne energije na leto, kar ustreza 4.800 tonam emisij ogljikovega dioksida. Odpadni plastični sintetični plin iz pirolize se lahko uporabi kot vir energije iz biomase za gorivo za kotle in tako naprej za realizacijo recikliranja energije.
3.2 Ukrepi za optimizacijo kakovosti električne energije
Namestitev aktivnih filtrov moči (APF) in dinamičnih obnoviteljev napetosti (DVR) lahko odpravi napetostna nihanja in harmonične motnje ter izboljša učinkovitost delovanja opreme. Kot rezultat prenove se je faktor električne moči ena proizvodna linija povečal z 0,78 na 0,95, stopnja obremenitve transformatorja pa se je zmanjšala za 18 %, s čimer smo prihranili 150.000 kW·h električne energije na leto.
4. Zamenjava surovin in lahka zasnova
4.1 Uporaba bioloških materialov
Tradicionalni postopki proizvodnje polietilena (PE) in polipropilena (PP) imajo višje emisije ogljika, medtem ko ima biorazgradljiva plastika, kot je polimlečna kislina (PLA), 40 % nižjo intenzivnost emisij ogljika. Eno podjetje je razvilo kompozite PLA/bambusovih vlaken, ki so zmanjšali težo ene skodelice z 8 gramov na 6 gramov, hkrati pa ohranili trdnost skodelice, zmanjšali porabo surovin za 25 % in porabo energije pri proizvodnji za 18 %.
4.2 Načrt strukturne optimizacije
Z uporabo CAE simulacijske tehnologije se optimizira porazdelitev debeline stene skodelice in doseže tanjšanje materiala pod pogojem zagotavljanja mehanskih lastnosti. Z zasnovo topološke optimizacije je eno podjetje zmanjšalo debelino dna skodelice z 1,2 mm na 0,9 mm, s čimer je zmanjšalo količino surovin, uporabljenih na skodelico, za 20 % in cikel brizganja za 15 %. V kombinaciji z več{6}}tehnologijo ko-ekstrudiranja je mogoče v steni skodelice oblikovati plast zračne izolacije, kar lahko izboljša izolacijsko učinkovitost za 30 % in zmanjša porabo materialov.
V. Predelava odpadkov in uporaba virov
5.1 Sistem za recikliranje robnih materialov
Nastavite integrirano linijo za recikliranje drobilnika-čiščenja-granulacije-modifikacijo za pretvorbo stranskega materiala za brizganje v regenerirane delce. Z dodajanjem 20 do 30 odstotkov recikliranega materiala je mogoče stroške surovin znižati za 15 do 20 odstotkov brez ogrožanja kakovosti izdelka. Praksa enega podjetja je pokazala, da so skodelice iz recikliranih materialov ohranile 92 % natezne trdnosti in 88 % udarne trdnosti v primerjavi s skodelicami iz surovin.
Tehnologije-varčevanja z energijo za izpušne pline
Obdelava hlapnih organskih spojin (VOC) med brizganjem je v središču varčevanja z energijo. Z uporabo tehnologije koncentracije zeolitnega rotorja + katalitičnega zgorevanja je mogoče izpušne pline z nizko-koncentracijo koncentrirati 20-krat pred obdelavo, učinkovitost termične rekuperacije pa je lahko več kot 85-odstotna. Po prenovi je eno podjetje zmanjšalo porabo plina za 60 %, cikel zamenjave katalizatorja pa je bil podaljšan na 2 leti, kar je prihranilo 400.000 juanov letno pri operativnih stroških.
6. Sodelovalno upravljanje zelene dobavne verige
6.1 Nizka-karbonizacija nabavnih surovin
Od dobaviteljev zahtevajte podatke o ogljičnem odtisu in dajte prednost pridobivanju surovin, proizvedenih z uporabo zelene električne energije. Eno podjetje je vzpostavilo dobaviteljev sistem ocenjevanja ogljičnega odtisa za zmanjšanje intenzivnosti emisij surovin za 12 % in porabo logistične energije za 15 % s centraliziranim naročanjem.
6.2 Optimizacija nadaljnje logistike
Novo energetsko transportno vozilo in algoritem za optimizacijo poti se uporabljata za zmanjšanje distribucijske porabe energije. 1 z zamenjavo dizelskih tovornjakov z električnimi kombiji prek inteligentnih dispečerskih sistemov, zmanjšanjem emisij ogljika pri transportu za 70 odstotkov in zmanjšanjem nezasedenosti vozil s 25 odstotkov na 10 odstotkov.
7. Poti izvajanja in ocena koristi
7.1 Strategija postopnega preoblikovanja
V skladu z načelom »nujne potrebe in koristi ljudem« je treba podjetja voditi k uvedbi sistema po stopnjah: v prvem letu naj dokončajo opremo-za varčevanje z energijo in sistem za rekuperacijo odpadne toplote, s pričakovano dobo odplačevanja 2-3 leta; v drugem letu bi morali spodbujati nadomeščanje čiste energije in inteligentno nadgradnjo z zmanjšanjem intenzivnosti porabe energije za več kot 20 %; v tretjem letu pa bi morali vzpostaviti sistem zelene dobavne verige, da bi dosegli cilj zmanjšanja emisij ogljika v celotnem življenjskem ciklu.
7.2 Integrirana analiza koristi
Za podjetja, ki proizvedejo 100 milijonov plastičnih kozarcev na leto, bo celovito izvajanje teh ukrepov prihranilo 8 milijonov kW·h električne energije, 6400 ton emisij ogljikovega dioksida, 3 milijone juanov pri stroških surovin in 3 milijone juanov pri stroških odstranjevanja odpadkov na leto. Čeprav bo začetna naložba znašala približno 20 milijonov dolarjev, se lahko prihodki od varčevanja z energijo in prihodki od trgovanja z ogljikom povrnejo v 4 do 5 letih.
Zaključek:
Za zmanjšanje porabe energijeproizvodna linija plastičnih skodelic, je treba sprejeti sistematičen pristop z vidika optimizacije procesov, nadgradnje opreme, upravljanja z energijo, nadomeščanja surovin in recikliranja odpadkov. Z uvedbo inovativnih rešitev, kot so tehnologija inteligentnega nadzora, alternative čiste energije in lahka zasnova, lahko podjetja znatno zmanjšajo stroške poslovanja, izboljšajo konkurenčnost na trgu in postavijo merilo za zeleno preobrazbo industrije. V okviru cilja ogljične nevtralnosti je varčevanje z energijo postalo edini način za preživetje in rast plastične industrije, nenehne inovacije pa so ključne za osvojitev trga prihodnosti.
