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塑机节能电热时代已来,干燥料斗节能正当时

发布日期:2020-12-31 18:02 浏览次数:
伴随着新能源汽车的逐步普及,以及疫情肆虐全球的大背景下,中国政府以超强的意志力成为独善其身的负责任大国,更加强化了中国全球制造中心的地位。电力必然会成为重要的战略资源。就中国而言,水利与煤矿发电是电力主要的来源,可以预测在不远的将来,为了推动清洁能源(风能、潮汐能、太阳能等)的发展,作为杠杆手段的电力价格会有小幅上扬。
 
最近中国高层反复提及“碳中和”这个词,也从另外一个维度向国人宣告,建设资源集约型及可持续发展社会已经进入到了攻坚战。碳中和的意思就是碳排放以及碳回收的相对平衡。从目标分解下来,减少社会及工业生产用电从迫切性来看要远大与生态建设层面,减少用电见效更快更容易操作。因此,最近媒体上不断出现浙江、湖南等省份拉闸限电,虽然操作上值得商榷,但是从这些事情的背后,我们应该要结合各个行业特点思考如何与碳中和战略保持同步发展。
 
中国作为全球最大的注塑模具制造及注塑生产国家,其行业年度总用电量约为两个长江三峡的发电量。塑机节能无论从国家意志还是企业自身竞争力的提升具有重要的战略意义。
 
早在2009年10月,中国塑料机械工业协会出台了我国注塑机行业的首部节能技术规范:《塑料注射成型机能耗监测和等级评定的规范》,由中国塑料机械工业协会与国家塑料机械产品质量监督检验中心,对行业内重点企业开展了注塑机产品能耗检测和等级评定工作。该规范规定了注塑机的能耗检测方法、能耗等级评定和节能评价值。注塑机的能耗等级分成1~6等级,1级表示等级最高即能耗最小。其中能耗等级为1级的主要衡量标准是:标准制品每千克耗电量≤0.4kW.h/kg,该标准甚至比0.6kwh/kg的欧洲同类标准更为严格。只有加工每公斤产品的电耗不超过0.55kwh的机器—即1级和2级—才能加贴节能标签。
 
现在市场上销售的主力注塑机机型无一不是节能型的设备。节能性伺服动力系统的普及应用大幅度降低了注塑机的单位产品能耗。伴随着纳米红外加热圈的逐步应用,从主机层面而言,注塑机基本上实现了节能全覆盖。可以预见接下来注塑机周边辅机即将进入节能赛道。注塑机周边辅机厂家做好了相关准备吗?
 
鉴于纳米红外加热圈还不是注塑机生产厂家的标配,纳米红外加热圈就成了目前注塑机节能改造市场的主力产品。目前的注塑机加热圈还是主要采用陶瓷加热圈、云母加热圈。笔者在《2016年中国节能加热圈市场分析报告 》以及《详解注塑机加热圈及节能加热圈 》中提对目前市场上的加热圈进行了深入对比分析,有兴趣了解的读者,可关注汉牛节能官网中的汉牛专栏。


 
伴随着节能减排战略的深入推进,笔者在2013年就预计纳米红外加热圈作为小众产业必将诞生一批利润可观且具备品牌效应的企业,到今天已然成为现实。笔者所创投的汉牛公司一直专注与纳米红外加热圈的研发及生产,在改造了美的、格力、亚大等知名企业之后,目前成为行业的领路企业之一。当然今天的重点不在纳米红外加热圈,而是作为注塑机周边辅机的干燥料斗。
 
干燥料斗作为塑料来料的重要通道,具有干燥并预热塑料颗粒的作用。在整个塑料生产工艺中,干燥预加热环节极为重要。原料预先干燥对注塑制品的质量影响显著,可防止成品发生银丝,气泡,模糊,透气性不良等不良现象;另外可获得生产作业的安定性及预热的效果(炮筒温度可降低,可缩短成形周期)。尤其对工程塑料,可以增进表面光泽,提高抗弯曲强度、拉伸强度,避免内部裂纹和气泡,提高塑化能力,缩短成型周期。
 
干燥料斗加热系统的能耗占据整个注塑机耗电的30%,因其作为辅机是独立的控制单元,往往在提及塑机节能的时候容易被忽略,接下来我们以常见机型常见工况作为参考数据来分析分析注塑机的能耗。
 
以常见的海天120T注塑机配置50KG的干燥料斗主要生产PC料产品为参考分析能耗,通过行业资深人士提供的数据分析如下:
 
海天120T伺服注塑机耗电分析
塑料:PC    烘干温度:120℃   炮筒设定温度:280℃
耗能单元 标准功率(KW) 每小时耗电(Kw.h) 占比
油泵伺服电机 13 6.5 52%
料筒加热圈 10 2 16%
干燥料斗(风机+加热棒) 5 4 32%
 
通过上表可见,干燥料斗加热系统耗电占整机1/3还要多,改造的经济价值很明显。目前市场上常见的改造方案主要有以下两种方式:

1、高效节能加热棒
 

高效节能加热棒内部加热管中选用了进口电热合金作为发热元件。加热管外部布置翅片,提供足够大的散热面积,新风可以带走更多的热量到料斗进风口,内外双层管将加热器内部分成热风区和冷风区,内管外壁涂覆热封闭涂层,外腔冷风隔热,使热量集中于内腔中进行传递。全不锈钢结构,根除铝制加热器过烧熔化的问题;底部布置筛网,防止金属或其他异物落入料斗中。经过汉牛科技进5年的测试,该方案可有效节约用电20%以上;是目前料斗节能的主要方式。

2、热风回收系统
 
热风回收系统
热风回收系统说明:
干燥机热风回收系统(干燥机热风回收器)配合料斗干燥机使热风形成闭环循环回路。由干燥机排风口排出的热风夹带湿气及粉尘,湿气藉由受热自然蒸发排出。其余热风进入回收器内完全被滤出,回收器出夹的干净且干燥的热风再经由耐热风管导入风车周而复始循环,热风的循环利用,减小了料斗加热棒的加热负载,从而实现干料干燥机的节能。经过测试该方案可实现月10%的节电。
 
热风回收系统弊端:
干燥机热风回收系统的弊端也很显著,塑料中的粉尘不能进入新风通道,因此就必须要经过过滤,过滤网就需要经常更新,会增加现场的工作量,如果更新不及时风道堵塞,影响干燥效能,从而影响产品质量,增加次品率。
 
早在2012年行业内曾有行业人士提出干燥机伺服节能的概念。根据这个概念,陆续出现了进风道加装可变风阀伺服控制以及风机风门伺服控制,都是属于通过减低新风进入量,可有效缩短加热时间即可实现进风口的温度恒定。新风量的减少,容易出现水分无法有效带走而烘不干的问题,因此行业相关认识也一直在进行相关的检讨和改进方案工作。这其中汉牛创始人从2012年开始接触干燥料斗节能方案,一直到2019年年中也没有进行大规模的市场推广工作,一直在改进和优化料斗伺服节能解决方案。直到进入2020年才推出“省电侠料斗伺服节能系统”,真伺服控制风机风速,再配合物料烘干曲线及加料口重置加热方案等要素系统性解决了塑料烘不干的问题。

2021年即将到来之际,真伺服“省电侠料斗伺服节能系统”以平均50%的节电率即将面向市场推广。按照每台机每个小时节约1度电计算,东莞有超过10万台注塑机,但东莞就可以实现年度节约用电7.2亿度电,节约企业经营成本约5.6亿元。减少二氧化碳Co2排放超5.6亿KG。巨大的社会价值和企业成本效益,必将推动干燥料斗节能进入白热化的阶段,2021年,大家准备好了没?
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