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塑料加工节能的过去、现在、未来
来源: 点击数:1542次 更新时间:2018/4/28 8:10:59

 

      塑料加工又称塑料成型加工,是将合成树脂或塑料转化为塑料制品的各种工艺的总称,是制造业中一个较大的门类。塑料加工是随着石油化工中合成树脂的发展而快速发展起来的,它和塑料机械的发展互相促进,由于该类设备需要全时段运转状态,能源消耗极大,降低塑料加工过程中的能耗已经成为节能技术发展必然趋势。


      塑料加工技术,借鉴于橡胶、金属和陶瓷加工,取而代之得以快速发展,主要的成型方法有:注塑成型、挤出成型、发泡成型、吹塑成型、滚塑和搪塑成型、复合成型等。根据国家统计局最新数据,2016年1-11月全国塑料制品产量累计6989.5万吨,橡胶和塑料制品主营业务收入29315.6亿元,1-11月规模以上企业塑料加工专用设备累计产量243859台,呈现了强势发展状态,中国也成为全球最大的塑料加工生产、销售、消费大国。


      注塑成型是塑料加工中重要的加工方式,工程塑料业中,80%采用了注射成型.由于汽车,建筑,家用电器,食品,医药等产业日益增长的需要,推动了注塑技术水平的发展和提高.目前,我国生产的塑料机械约50%为注塑机,从美欧等主要生产国来看,注塑机的产量逐年增加,是技术发展最快的成型方法之一。因注塑机的工艺和成本需要,经常处于全时段运转状态,是电能消耗大户,熟称“电老虎”,据统计,仅仅塑料加工的年耗电量可完全消费掉三峡电站年发电量,故降低注塑加工的电耗已经成为工业节能工作的重点。


      注塑加工的电能消耗主要有三个系统:动力驱动、料筒加热、塑料干燥加热。以上三项耗电约占总能耗的95%以上,是节能技术的重点研发和应用的主要方向。例如,一台某品牌200吨注塑机,动力驱动系统装机功率18.5千瓦,料筒加热14.3千瓦,配100公斤热风干燥机加热功率6千瓦,合计38.8千瓦,若满负荷生产,年耗电约8.7万度电,换算二氧化碳排放27万吨,这只是一台普通的小型注塑机,耗电相当于一部小轿车的价格。


      下面简述了注塑加工节能技术发展历程,预测新的节能技术的应用未来,其它成型技术和方法,道理大致相同,可以参考。


      1、动力驱动系统:


      注塑工艺流程:锁模—射胶—保压—溶胶—冷却—开模—取件等几个阶段。每个阶段需要不同的压力和流量,即负载不同,耗电有所不同。


      过去,注塑加工大多采用定量泵的液压系统,油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量,多余的油压通过溢流阀回流油箱,即高压节流,使油泵马达消耗更多无效的能量,在保压和冷却、取件阶段,注塑机处于静止等待状态,对流量和压力的需求几乎为零。定量泵系统马达持续向油路中排油,由于系统底压的存在,无谓消耗更多的电量,产生电能浪费,能量损失达到25-80%。因此,陆续出现了变频技术、变量泵技术等过渡性方式,目的为了减少无效电耗。


      现在,通过10年来节能发展,主流技术和产品是“伺服”节能系统,包括液压伺服和全电动伺服,具有节能、精准、稳定、快速响应等优异性能,性价比高,几乎所有的注塑设备制造厂主打产品均为伺服驱动节能系统,市场应用量达98%以上,个别品牌已经取消定量泵驱动的非节能性注塑机的制造;而在终端的注塑工厂,通过节能技术改造的方式,逐渐完成伺服节能技术的应用,节能技术得以普遍接受。


      2、料筒加热系统:


      料筒加热系统的作用是保持原料温度在设定范围,注塑机初次开机加温阶段和高温性能塑料,对热量的需求更大,耗电更多。


      料筒加热节能的技术发展历程:普通加热圈(云母或陶瓷)、普通加热圈+节能保温套、电磁节能加热圈、红外加热节能圈、超导远红外节能加热器。


      过去,采用普通加热圈,外表温度高,加热效率低,能耗高,二次降温成本高,但采购成本低,配件便宜,低值易耗品。随着制品的高品质要求、节能和加工成本降低要求,逐渐淘汰。


      现在,普通加热圈占多数,部分观念先进的用户已应用了节能型产品,如普通加热圈+节能保温套,、电磁加热圈、红外纳米发热圈、双效节能加热器。


      3、塑料干燥加热系统:


      塑料的干燥效果对于注塑产品的品质影响甚大,特别是对于一些具有特殊功能的工程塑料材料,会严重影响到产品外观质量如光泽度、裂纹,性能要求如弯曲强度、拉伸强度等,以及影响塑化能力、成型效率;注塑生产过程,多数塑料干燥除湿是必须的工艺要求,而且持续生产全过程,电耗很大,应用数量最多的是热风干燥设备。


     过去,因一次采购成本低的原因,普遍使用非节能型热风干燥设备,缺点是能耗高,加热效率低,外表面温度高,热损失大,原料易过热、易结块,安全性低,例如一台100公斤热风式干燥机,采购价最低不到5000元,但使用的电费每年高达20000元以上,差距数倍,用户仅仅关注了采购成本低,而忽略了使用过程中的高电耗,造成利润减少,企业竞争力低。


      现在,节能型塑料热风干燥设备应用率很低,不足所有塑料加工制造企业总数的1%,未来,节能空间和市场机会大。


      4、塑料加工节能趋势预测(未来5年)


      从动力驱动系统节能历程来看,定量泵系统逐渐发展到节能型的伺服动力系统,用户从不重视、尝试、认可、普遍应用,节能的观念逐渐加深、转变、采纳,历经10年左右,达到普及率近100%。我们预测,5年内,在塑料加工节能方面,将实现塑料加工全面节能。


      通过上文的介绍,大家是不是对塑料加工节能的过去、现在、未来 有了进一步的了解呢?更多相关资讯敬请登陆:/

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