ПромТехнологии
Поставка и обслуживание оборудования для литья пластмасс
phone 8 (800) 333-69-48 - бесплатно по России
phone 8 (495) 374-83-31 - Пн. - Пт. 8:00 - 17:00 Мск

Способы повышения энергоэффективности при литье пластмасс

Рейтинг: 0/5 - 0 голосов

При поиске возможностей снижения энергопотребления стоит рассмотреть варианты внедрения вспомогательного оборудования. Это не требует больших вложений, и они окупятся за счет повышения эффективности работы и сокращения выбросов углекислого газа.

В современных сложных условиях ведения бизнеса как никогда большое внимание уделяется поиску путей совершенствования процессов и повышения их общей эффективности. Все виды переработки пластмасс являются энергоемкими. При использовании улучшенных и согласованных рабочих параметров общие энергозатраты и эксплуатационные расходы могут быть снижены более чем на 30%. Косвенным результатом такой экономии является уменьшение углеродного следа и общее улучшение экологической обстановки.

На долю первичной обработки приходится от 35% до 60% общего энергопотребления. Здесь можно добиться повышения эффективности за счет модернизации или замены шнека и цилиндра, а также инвестиций в двигатель, привод и систему управления. В некоторых случаях целесообразнее заменить старую машину на более новую модель, чтобы повысить производительность пластикации при снижении энергопотребления и обеспечить разумную окупаемость инвестиций.

Однако главное внимание здесь стоит уделить вспомогательному оборудованию, которое может дополнить работу основной машины. Благодаря небольшим изменениям в оборудовании и привычных технологических параметрах может быть достигнута значительная экономия энергии.

Вспомогательное оборудование, окружающее основную технологическую машину, предлагает множество возможностей для повышения эффективности. Вот некоторые рекомендации:

  • Работайте при минимальной температуре, чтобы снизить энергопотребление и нагрузку на охлаждающее оборудование
  • Используйте изоляцию в стратегических зонах, чтобы минимизировать потери тепла в технологических трубопроводах и последующих компонентах.
  • Используйте теплообменники для рекуперации и/или отвода отработанного тепла. Можно вывести его наружу или повторно применять для удовлетворения других технологических потребностей
  • Чтобы снизить эксплуатационные расходы и удовлетворить потребности в охлаждении, используйте условия внешней окружающей среды для "свободного охлаждения", когда они это позволяют.
  • Замените устаревшие двигатели и приводы на более энергоэффективные модели.
  • Используйте оборудование соответствующего размера для определенных процессов. Если размер оборудования не подходит – замените его.
  • Очищайте трубопроводные системы для улучшения теплопередачи и снижения потерь давления.
  • Непрерывно совершенствуйте и улучшайте процессы. Ищите способы рационализации и дальнейшей оптимизации процессов, а также сокращения отходов.

Давайте рассмотрим эти возможности более подробно, а затем перейдем к рекомендациям по энергосбережению для различных вспомогательных устройств, которые, скорее всего, имеются на вашем предприятии.

Параметры процесса

Определите оптимальные параметры температуры и времени охлаждения или нагрева для конкретной задачи. Определите профили температуры и расхода, которые позволят достичь наилучшего результата. Оптимизируйте время охлаждения детали. Не следует подвергать деталь избыточному охлаждению, теряя время и энергию. Не сушите материал при температурах, превышающих требуемые. Найдите оптимальный баланс между заданной температурой процесса и временем выдержки, необходимым для кондиционирования детали или материала. В результате снижаются эксплуатационные расходы и повышается производительность.

Не следует подвергать деталь избыточному охлаждению, теряя время и энергию.

Например, повышение температуры охлаждения на 1° F позволит сэкономить примерно 1,5% энергии, потребляемой чиллером. Понижение температуры впрыска потребует больше энергии и будет не столь эффективным. Потенциальная экономия будет зависеть от фактических условий и конструкции оборудования.

Изоляция

Изоляция - один из самых простых способов экономии энергии и повышения эффективности. В процессах с холодной водой используйте изоляцию на технологических трубопроводах, чтобы уменьшить приток тепла из окружающей среды. В процессах с горячим теплоносителем следует изолировать высокотемпературные технологические трубопроводы для снижения тепловых потерь между термостатами и пресс-формой или другим оборудованием. В некоторых случаях теплоизоляция баков для технологических жидкостей и баков для кондиционирования деталей позволяет дополнительно снизить потери энергии.

Теплообменники

Теплообменники используются для передачи тепла от одной среды к другой. Средой может быть газ, жидкость или их комбинация. Теплообменники позволяют повысить энергоэффективность системы за счет переноса тепла (или холода) из систем, где оно не требуется, в другие системы, где оно может быть использовано. Простым примером может служить вывод теплого конденсаторного воздуха из чиллера с воздушным охлаждением за пределы здания в жаркие летние месяцы. Зимой можно отрегулировать вытяжные клапаны, чтобы подогретый воздух поступал в рабочий цех, снизив тем самым общие затраты на отопление.

Обслуживание технологических трубопроводов

Необходимо своевременно устранять засоры и ограничения потока в каналах охлаждения и проводить предварительные водоочистные мероприятия, чтобы свести к минимуму вероятность их загрязнения. Чистые трубопроводы и открытые каналы охлаждения улучшают теплопередачу и снижают общую нагрузку на охлаждающее оборудование. Внутренний слой накипи толщиной всего 0,06 дюйма на стенке трубы может снизить эффективность теплопередачи до 12%. По возможности откажитесь от использования в конструкции изгибов, колен и гибких трубопроводов. Это позволит снизить общее падение давления в системе трубопроводов и уменьшить нагрузку на насосные системы (воздушные и водяные).

Здесь показана высокоэффективная система центрального охлаждения с изолированными трубопроводами и перераспределением нагрузки.

Устранение утечек воды и воздуха позволяет повысить производительность системы и общую безопасность установки. Отключение неработающих каналов охлаждения или перекрытие потока через неиспользуемое оборудование минимизирует нагрузку на насос и теплопотери. Изоляция технологических трубопроводов и оборудования снижает теплопередачи в окружающую среду.

Естественное охлаждение – пользуйтесь тем, что дает сама природа!

Если условия окружающей среды позволяют, рассмотрите возможность внедрения систем "естественного охлаждения" для использования преимуществ наружного воздуха. Это позволит снизить нагрузку на системы чиллеров и градирен и, следовательно, сэкономить электроэнергию и снизить нагрузку на систему водоснабжения.

В системах с чиллерами используется ряд теплообменников, изолирующих смесь воды и гликоля и обеспечивающих передачу тепла во внутренний контур охлаждения. Если температура окружающей среды находится в приемлемом диапазоне, вода рециркулирует через теплообменники, минуя чиллер. Это позволяет экономить электроэнергию и использовать более низкие температуры окружающей среды для теплообмена (что снижает общие эксплуатационные расходы системы). В связи с меняющимися климатическими условиями в большинстве таких систем естественного охлаждения для защиты от замерзания целесообразно использовать смесь воды и гликоля. В градирнях обычно не используется смесь гликоля с водой.

Рассмотрите возможность замены старых двигателей оборудования на более энергоэффективные модели.

В некоторых случаях для дополнительного повышения охлаждающей способности теплообменников могут использоваться системы адиабатического охлаждения. Несмотря на свою эффективность, они подходят не для всех климатических условий и, как правило, имеют более длительный период окупаемости.

Что касается градирен, вентиляторы с регулируемой скоростью вращения и более продуманная система трубопроводов помогут увеличить их производительность и обеспечить некоторое предварительное кондиционирование технологической воды (с помощью теплообменников). Это позволит снизить общее энергопотребление и уменьшить нагрузку на другое оборудование в технологическом процессе.

Чиллеры

На долю чиллеров обычно приходится 10-20% от общего энергопотребления. Процент требуемой энергии определяется технологическим процессом.

Замените старые компрессоры на новые, более эффективные (поршневые, спиральные, винтовые и т.д.). Рассмотрите возможность установки компрессоров в соответствии с фактической нагрузкой на технологический процесс. В некоторых случаях компрессоры с регулируемой частотой вращения позволяют управлять переменной нагрузкой с минимальными потерями энергии. Задача - свести к минимуму цикличность работы компрессора и продлить срок службы оборудования. Конденсаторы с воздушным охлаждением должны хорошо проветриваться и обеспечивать полную циркуляцию охлаждающего воздуха. Следите за чистотой фильтров конденсатора, чтобы снизить перепад давления и поддерживать работу оборудования, обеспечивая хорошую теплопередачу.

Приводы с переменной скоростью/плавным пуском

Внедрение насосных систем с переменной скоростью вращения позволить добиться более эффективного регулирования расхода и давления в ходе технологического процесса. В крупных системах резонно контролировать расход и давление на ключевых участках, чтобы обеспечить более последовательное охлаждение при нагрузке в переменных условиях эксплуатации. В случае перерасхода можно направить воду обратно в возвратный бак для предварительной подготовки, что позволит снизить общую нагрузку на чиллер или градирню.

Градирни могут быть оснащены частотно-регулируемыми приводами и связаны датчиком температуры с баком или поддоном. Это позволит регулировать скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры в баке, что приведет к снижению энергопотребления и поддержанию более стабильной температуры.

Крупные двигатели имеют большой пусковой ток. Регулируя период запуска с помощью приводов плавного пуска, можно добиться снижения общего энергопотребления (если это позволяет технологический процесс).

Двигатели

В целях снижения энергопотребления двигателей установите частотно-регулируемые приводы. Рассмотрите возможность замены старых двигателей на более новые энергоэффективные модели. Отключайте двигатели, не задействованные в процессе производства. Контролируйте и обслуживайте двигатели в соответствии с графиком планового технического обслуживания.

Системы управления

Проведите модернизацию/переоснащение старых платформ управления оборудованием на новые более технологичные системы, включающие более энергоэффективные компоненты и усовершенствованные алгоритмы управления. В новых панелях управления, как правило, используются сенсорные экраны, которые имеют графический интерфейс и просты для понимания.

Модернизированные платформы управления, оснащенные системой контроля энергопотребления для регулирования расхода в грануляторе.

Сушильные установки

Если используется сушильная система, то на ее долю может приходиться до 15% энергии, потребляемой в ходе всего процесса. Тип технологического процесса будет определять фактический процент общего потребления.

Установите изоляцию на технологических трубопроводах. Используйте изолированные сушильные бункеры для удержания тепла и минимизации теплопередачи в окружающую среду. По возможности используйте выносные технологические нагреватели, чтобы источник тепла находился вблизи сушильного бункера и минимизировал тепловые потери. Линии возврата воздуха из сушильных бункеров в основную сушилку обычно не изолируются.

Теплообменники могут использоваться для улавливания отработанного тепла и снижения температуры возвратного воздуха в адсорбционную сушилку. Вторичная энергия может быть использована для предварительной обработки технологического воздуха, обогрева технологического помещения или даже для дополнительного нагрева, необходимого для других процессов.

Рассмотрите возможность обновления старых платформ управления сушилками. Контролируйте условия сушки, чтобы снизить температуру процесса или отрегулировать расход воздуха с помощью частотно-регулируемых приводов, если потребность в материале низкая или он не используется. Это позволит экономить электроэнергию и более эффективно обрабатывать материал, поступающий в процесс. В некоторых случаях материал можно сушить при более высокой точке росы. Некоторые производители сушилок предоставляют возможность регулировать точку росы циркулирующего технологического воздуха. Это позволяет продлить цикл регенерации и отключить нагреватели и воздуходувки для экономии энергии.

Регенерация по температуре (а не по времени) - еще один хороший способ оптимизации эффективности сушилки. Конструкции сушилок различны, и большинство поставщиков сушильного оборудования предлагают "умные" энергосберегающие функции в новом оборудовании. Поэтому стоить заменить старое сушильное оборудование – процесс станет более эффективным, и инвестиции окупятся в довольно короткий срок.

Используйте изолированные сушильные бункеры для удержания тепла и минимизации теплопередачи в окружающую среду.

Задайте наименьшую температуру процесса сушки и время пребывания материала в сушилке - достаточные, чтобы высушить материал и не повлиять негативным образом на качество деталей. Это позволит снизить энергопотребление.

Хранение

Если материал не используется, его необходимо хранить в герметичных контейнерах, чтобы минимизировать воздействие внешних условий. Рассмотрите возможность использования осушенного воздуха с положительным давлением в больших емкостях (бункерах) для минимизации миграции влаги в материал. Чем меньше материал подвергается воздействию высокой влажности и условий окружающей среды, тем меньше времени потребуется для его сушки при следующем использовании.

Системы транспортировки

Сведите к минимуму количество погрузчиков со сжатым воздухом и автономными двигателями. Эти автономные устройства необходимы на вашем предприятии, но они могут потреблять большое количество энергии. Объедините станции в централизованную конвейерную систему с меньшим энергопотреблением.

Используйте центральные фильтры увеличенного размера и подходящий фильтрующий материал. Регулярно проводите техническое обслуживание этого оборудования. Чистые системы фильтров потребляют меньше энергии и способствуют хорошему потоку материала. Они позволяют насосу работать более эффективно при меньших перепадах давления.

Избавьтесь от лишних гибких шлангов и чрезмерных изгибов трубопроводов. Замените изношенные трубопроводы и компоненты и устраните все утечки в системе. Регулярно проверяйте и подтягивайте болтовые соединения труб (и прокладки). Минимизируйте общее падение давления и потери в системе.

При использовании систем транспортировки необходимо обеспечить соответствие оборудования условиям эксплуатации.

Контролируйте наличие материала, чтобы свести к минимуму простои систем захвата и подачи при его нехватке или отсутствии. Оборудование для подачи и транспортировки материала должно обеспечивать его плавный поток без застреваний и переполнений. Оптимизация потока материала может повысить производительность транспортировки на 10-15%.

Используйте правильное оборудование, предназначенное для конкретного применения.

Подберите размер бункера в соответствии с пропускной способностью машины и предусмотрите опции для повышения производительности и очистки фильтров. Оптимизируйте время загрузки и операции по очистке фильтров. Используйте насос/конвейер нужного размера в соответствии с требуемой пропускной способностью. Устраните потери времени в процессе транспортировки, чтобы сэкономить время и энергию.

Дробильное оборудование

Отключайте неиспользуемое дробильное оборудование. Правильно подбирайте размеры оборудования в соответствии с размерами деталей и требованиями к производительности. Разработайте процедуры планового технического обслуживания дробильного оборудования; проверяйте все основные компоненты. Регулярно смазывайте подшипники. Затачивайте ножи по мере необходимости и поддерживайте надлежащий зазор между неподвижными ножами и вращающимися ножами.

При подаче пластиковых отходов контролируйте потребляемый ток с помощью амперметра. Не допускайте перегрузки. Высокие значения потребляемого тока указывают на перегрузку и повышенное энергопотребление. Рассмотрите возможность плавного пуска для снижения пускового тока на крупных двигателях. Замените старые двигатели на более эффективные модели. Рассмотрите возможность установки ПЛК на крупных станках для контроля и улучшения управления процессом измельчения.

Системы управления

Модернизируйте системы управления для упрощения работы и улучшения контроля. Добавьте сигналы тревоги для определения и сигнализации об отсутствии или переполнении или других критических рабочих параметров. Используйте счетчики для отслеживания использования оборудования и составления графика планового технического обслуживания.

Для отслеживания и получения долгосрочной информации об оборудовании, используемом в технологическом процессе, следует рассмотреть возможность использования систем контроля прогнозируемого технического обслуживания. Предоставляемые ими данные помогают операторам принимать более разумные решения. Они призваны помочь поддерживать оборудование в рабочем состоянии и избежать ненужных простоев. Некоторые системы также включают опции мониторинга энергопотребления для выявления параметров и улучшения использования энергии в ходе технологического процесса.

Размер имеет значение

Подбирайте оборудование в соответствии с технологическим процессом, чтобы добиться максимальной производительности и оптимизировать энергопотребление. Заменяйте неподходящее по размеру оборудование. В некоторых случаях имеет смысл объединить несколько небольших охладителей или сушилок в одну большую центральную систему. Избегайте работы крупных охладителей с малой или нулевой нагрузкой. Учитывайте текущие и будущие требования к нагрузке установки.

Внедряйте программы непрерывного совершенствования

Сформируйте многопрофильную технологическую группу. Проведите оценку и установите порядок запуска и остановки технологического процесса. Определите оптимальные параметры, соответствующие технологическому процессу, чтобы исключить значительные отклонения. Внедрите процесс постоянного анализа и ищите способы устранения отходов, отключения неиспользуемого оборудования, а также контролируйте и обновляйте процессы и процедуры. Может быть целесообразным снижение энергопотребления (осветительные приборы, датчики присутствия и т.д.) для всех зон предприятия.

Пользуйтесь тем, что дает сама природа. Подобные установки используют преимущества более низких температур окружающего воздуха для обеспечения охлаждения процессов без чиллеров

Возможности для непрерывной оптимизации существуют в компании везде. Создайте инициативную группу, которая будет работать вместе на регулярной основе и искать пути энергосбережения и рационализации процессов. Не бойтесь рассматривать нетрадиционные подходы, которые могут оказаться для вас полезными.

  • Оптимизируйте и регистрируйте все параметры, обеспечивающие наилучшие результаты.
  • Документируйте и записывайте настройки для технологических процессов.
  • Не меняйте оптимальные настройки; следуйте установленной процедуре.
  • При возникновении проблем старайтесь выявить первопричину, вызвавшую несоответствие.
  • Соблюдайте последовательность действий.
  • Обновление/повторение/доработка - непрерывно совершенствуйте процесс.
  • Сделайте непрерывное совершенствование частью корпоративной культуры.

Работайте с экспертами

Обратитесь в местные коммунальные компании. Они могут оказать помощь в проведении энергоаудита, показать пути улучшения условий технологического процесса, а в некоторых случаях предложить скидки на энергосбережение на основе улучшений, сделанных с помощью надлежащего сравнительного анализа.

Ваш поставщик оборудования - отличный источник информации и поддержки. Представители компании-поставщика могут помочь вам в работе над обновлением и совершенствованием вашего оборудования и предложить системы, которые будут способствовать повышению эффективности производства и снижению выбросов углекислого газа.

Оставить заявку
Оставьте заявку для консультации