Pasaulinės energijos krizės ir anglies dioksido neutralumo tikslų fone plastiko pramonė patiria precedento neturintį spaudimą mažinti energijos suvartojimą ir anglies dvideginio išmetimą. plastikiniai puodeliai, kaip produktai, kurie kasdieniame gyvenime sunaudoja daug pinigų, yra ypač pažeidžiami dėl energijos suvartojimo ir anglies dvideginio išmetimo gamybos metu. Remiantis naujausia plastikinių puodelių gamybos linijos technologijų plėtros tendencija ir praktiniais pramonės pavyzdžiais, popieriuje sistemingai nagrinėjamas energijos-taupymo ir energijos-taupymo būdas. plastikinių puodelių gamybos linija pateikti veiksmingą žaliosios pramonės transformacijos sprendimą.
1. Pagrindinio proceso optimizavimas: sumažinkite energijos suvartojimą šaltinyje.
1.1 Tikslus liejimo liejimo parametrų valdymas
Įpurškimas yra pagrindinis plastikinių puodelių gamybos procesas, sunaudojantis daugiau nei 60%% visos gamybos linijos energijos. Optimizavus slėgio ir laiko parametrus, galima sutaupyti daug energijos ir užtikrinti gaminių kokybę. Pavyzdžiui, naudojant kelių-pakopų slėgio palaikymą kartu su išmaniosiomis slėgio valdymo sistemomis, energijos suvartojimas gali sumažėti 20–30 proc. Atvejo analizė rodo, kad sumažinus slėgį nuo 120 MPa iki 90 MPa, o energijos sąnaudas vienam režimui sumažinus nuo 0,18 kW·h iki 0,13 kW·h, gaminio kvalifikavimo rodiklis padidėja 5 procentais.
Aušinimo sistemos optimizavimas yra dar vienas svarbus laimėjimas. Tradicinės oro aušinimo sistemos sunaudoja daugiau energijos, tačiau perėjus prie vandens aušinimo sistemų su uždaro-ciklo aušinimo bokštais, aušinimo energijos sąnaudos gali sumažėti daugiau nei 40 proc. Vienu linijos atnaujinimo atveju aušinimo laikas buvo sumažintas 35 35 % optimizuojant pelėsių vandens kanalų išdėstymą ir naudojant nanofluidines aušinimo terpes, o pelėsio ciklas sutrumpintas nuo 18 sekundžių iki 12 sekundžių, taip sutaupant 120 000 kW · h elektros energijos per metus.
1.2 Ekstruzijos procesų efektyvumo didinimas
Atskirai gaminamų puodelio korpuso ir dangtelių gamybos režimuose energijos taupymo potencialas ekstruzijos procese yra puikus. Kintamo žingsnio sraigtas vietoj įprasto pastovaus žingsnio varžto gali pagerinti plastifikavimo efektyvumą 15–20%. Viena įmonė optimizavo temperatūros pasiskirstymą šildymo zonose, kad būtų išvengta vietinio perkaitimo ir energijos švaistymo, o kartu su išmaniosiomis temperatūros valdymo sistemomis dinaminiam galios reguliavimui energijos suvartojimas vienam gaminio vienetui sumažintas nuo 0,32 kW·h/kg iki 0,25 kW·h/kg.
2. Įrangos atnaujinimas ir pažangi transformacija
2.1 Efektyvių elektros energijos sistemų įdiegimas
Tradicinių hidraulinių liejimo mašinų energijos konversijos efektyvumas siekia tik 60 %-70 %, o visiškai elektrinių liejimo mašinų, tiesiogiai varomų servovarikliais, gali siekti 90 %. Viena įmonė pakeitė visus 12 hidraulinių presų į grynai elektrinius modelius, sumažindama metines elektros energijos sąnaudas nuo 4,8 mln. kW·h iki 2,8 mln. kW·h, o tai 42 % efektyvumo rodiklis. Hidraulinės sistemos atveju dažnio keitimo greičio reguliavimo ir žemo slėgio hidraulinės alyvos derinys gali sumažinti sistemos energijos suvartojimą hidraulinėje sistemoje 25% -30%.
2.2 Išmaniųjų valdymo sistemų integravimas
Gamybos parametrus galima optimizuoti realiuoju laiku, naudojant paskirstytąsias valdymo sistemas (DCS) ir gamybos vykdymo sistemas (MES). Įvedus dirbtinio intelekto algoritmą, gamybos linija automatiškai pakoregavo tokius parametrus kaip įpurškimo greitis ir izoliacijos laikas pagal žaliavos našumą, aplinkos temperatūrą ir pan., sumažindama energijos suvartojimo svyravimus vienam gaminio vienetui nuo ±8% iki ±2%. Kartu su numatomomis priežiūros sistemomis įrangos gedimų dažnis sumažėjo 40%, o neplanuotų prastovų - 60%.
2.3 Sukurti perteklinės šilumos regeneravimo sistemas
Plastikinių puodelių gamyboje išgaunama daug atliekinės šilumos, ekstruderio statinės šilumos išsklaidymas ir hidraulinis kaitinimas sukuria 30 % visos žemos kokybės šilumos energijos. Šiluma gali būti naudojama žaliavos pašildymui arba cecho šildymo šildymui, įrengiant šilumos vamzdžio atliekų šilumos atgavimo įrenginį. Vienos įmonės praktika parodė, kad, pradėjus eksploatuoti likutinės šilumos rekuperavimo sistemą, gamtinių dujų suvartojimas sumažėja 25 proc., o kasmet sutaupoma 120 tonų standartinės anglies.
3. Energetikos struktūrų optimizavimas ir atsinaujinančios energijos panaudojimas
3.1 Alternatyvūs švarios energijos sprendimai
Fotovoltinės (PV) sistemos įrengimas ant gamyklos stogo kartu su modeliu „auto{0}}generacija, elektros energijos perteklius į tinklą“ gali patenkinti 30–40 % gamybos linijos elektros poreikio. Vienos įmonės 5 MW fotovoltinė elektrinė per metus pagamina 6 milijonus kilovatvalandžių elektros energijos, o tai atitinka 4800 tonų anglies dioksido emisijų. Plastikinių pirolizės sintetinių dujų atliekos gali būti naudojamos kaip biomasės energijos šaltinis katilų kurui ir pan. energijos perdirbimui.
3.2 Maitinimo kokybės optimizavimo priemonės
Įdiegę aktyvius galios filtrus (APF) ir dinaminius įtampos atkūrimo įrenginius (DVR) galite pašalinti įtampos svyravimus ir harmoninius trukdžius bei pagerinti įrangos veikimo efektyvumą. Dėl atnaujinimo vienos gamybos linijos elektros galios koeficientas padidintas nuo 0,78 iki 0,95, o transformatoriaus apkrova sumažinta 18 proc., sutaupant 150 000 kW·h elektros energijos per metus.
4. Žaliavų pakeitimas ir lengvas dizainas
4.1 Biologinių medžiagų taikymas
Tradiciniai polietileno (PE) ir polipropileno (PP) gamybos procesai išmeta daugiau anglies, o biologiškai skaidžių plastikų, tokių kaip polipieno rūgštis (PLA), anglies emisijos intensyvumas yra 40 % mažesnis. Viena įmonė sukūrė PLA/bambuko pluošto kompozitus, kurie sumažino vieno puodelio svorį nuo 8 gramų iki 6 gramų, išlaikant puodelio stiprumą, sumažinant žaliavų sąnaudas 25%, o gamybos energijos sąnaudas 18%.
4.2 Struktūrinio optimizavimo projektavimas
Naudojant CAE modeliavimo technologiją optimizuojamas puodelio sienelių storio pasiskirstymas, o medžiagos plonėjimas pasiekiamas, jei garantuojamos mechaninės savybės. Taikant topologinį optimizavimo projektą, viena įmonė sumažino puodelio dugno storį nuo 1,2 mm iki 0,9 mm, sumažindama vienam puodeliui naudojamų žaliavų kiekį 20%, o liejimo ciklą - 15%. Naudojant kelių sluoksnių ko-ekstruzijos technologiją, puodelio sienelėje gali būti suformuotas oro izoliacijos sluoksnis, o tai gali pagerinti izoliacijos našumą 30 % ir sumažinti medžiagų sunaudojimą.
V. Atliekų panaudojimas ir išteklių panaudojimas
5.1 Kraštų medžiagų perdirbimo sistema
Sukurkite integruotą smulkintuvo{0}}valymo-granuliavimo-modifikavimo perdirbimo liniją, kad įpurškimo liejimo šoninę medžiagą paverstumėte regeneruotomis dalelėmis. Pridėjus 20–30 procentų perdirbtų medžiagų, žaliavų sąnaudas galima sumažinti 15–20 procentų, nepakenkiant produkto kokybei. Vienos įmonės praktika parodė, kad puodeliai, pagaminti iš perdirbtų medžiagų, išlaikė 92% atsparumą tempimui ir 88% smūgio stiprumą, palyginti su puodeliais iš žaliavų.
Energiją{0}}taupančios išmetamųjų dujų technologijos
Lakiųjų organinių junginių (LOJ) apdorojimas liejimo metu yra energijos taupymo tikslas. Naudojant ceolito rotoriaus koncentraciją + katalizinio degimo technologiją, mažos-koncentracijos išmetamosios dujos prieš apdorojimą gali būti koncentruojamos 20 kartų, o šiluminio regeneravimo efektyvumas gali būti didesnis nei 85%. Po atnaujinimo viena įmonė sumažino dujų suvartojimą 60%, o katalizatoriaus keitimo ciklas buvo pratęstas iki 2 metų, sutaupant 400 000 juanių per metus veiklos sąnaudų.
6. Žaliosios tiekimo grandinės bendradarbiavimo valdymas
6.1 Žemas-prieštakos žaliavų karbonizavimas
Reikalaukite duomenų apie anglies pėdsaką iš tiekėjų ir pirmenybę teikite žaliavų, pagamintų naudojant ekologišką elektrą, tiekimui. Viena įmonė įdiegė tiekėjo anglies pėdsakų vertinimo sistemą, kad, vykdydama centralizuotus pirkimus, žaliavų emisijos intensyvumas būtų sumažintas 12%, o logistikos energijos suvartojimas – 15%.
6.2 Tolesnės logistikos optimizavimas
Naujos energijos transportavimo transporto priemonės ir maršruto optimizavimo algoritmas naudojami siekiant sumažinti paskirstymo energijos sąnaudas. 1, pakeičiant dyzelinius sunkvežimius elektriniais furgonais naudojant išmaniąsias dispečerines sistemas, 70 proc. sumažinant transporto išmetamą anglies dioksido kiekį ir sumažinant transporto priemonių laisvą vietą nuo 25 iki 10 proc.
7. Įgyvendinimo būdai ir naudos įvertinimas
7.1 Laipsniško pertvarkymo strategija
Pagal principą „skubus poreikis ir naudos žmonėms“ įmonės turėtų būti nukreiptos į sistemą diegti etapais: pirmaisiais metais jos turėtų užbaigti energijos{0}}taupymo ir atliekinės šilumos regeneravimo sistemą, kurios numatomas atsipirkimo laikotarpis yra 2–3 metai; antraisiais metais jos turėtų skatinti švarios energijos pakeitimą ir pažangų modernizavimą, energijos suvartojimo intensyvumą sumažinant daugiau nei 20 %; o trečiaisiais metais jie turėtų sukurti ekologišką tiekimo grandinės sistemą, kad pasiektų tikslą sumažinti anglies dvideginio išmetimą per visą jų gyvavimo ciklą.
7.2 Integruotos naudos analizė
Įmonėms, gaminančioms 100 mln. plastikinių puodelių per metus, visapusiškas šių priemonių įgyvendinimas leis sutaupyti 8 mln. kW·h elektros energijos, 6 400 tonų anglies dvideginio išmetimo, 3 mln. juanių žaliavų sąnaudų ir 3 mln. juanių atliekų šalinimo sąnaudas. Nors pradinės investicijos sieks apie 20 mln. USD, pajamos iš energijos taupymo ir prekybos anglies dioksidu gali būti susigrąžintos per 4–5 metus.
Išvada:
Norint sumažinti energijos suvartojimąplastikinių puodelių gamybos linija, turėtų būti taikomas sisteminis požiūris į procesų optimizavimą, įrangos atnaujinimą, energijos valdymą, žaliavų pakeitimą ir atliekų perdirbimą. Įdiegusios naujoviškus sprendimus, tokius kaip pažangios valdymo technologijos, švarios energijos alternatyvos ir lengvas dizainas, įmonės gali žymiai sumažinti veiklos sąnaudas, pagerinti rinkos konkurencingumą ir nustatyti ekologiškos pramonės transformacijos etaloną. Atsižvelgiant į anglies dioksido neutralumo tikslų tikslą, energijos taupymas tapo vieninteliu būdu plastiko pramonei išlikti ir augti, o nuolatinės inovacijos yra labai svarbios siekiant laimėti ateities rinką.
