על רקע משבר האנרגיה העולמי ויעדי ניטרליות הפחמן, תעשיית הפלסטיק נמצאת תחת לחץ חסר תקדים להפחית את צריכת האנרגיה ופליטת הפחמן. כוסות פלסטיק, כמוצרים שצורכים הרבה כסף בחיי היומיום, פגיעות במיוחד לצריכת אנרגיה ופליטת פחמן במהלך הייצור. על פי מגמת הפיתוח הטכנולוגית העדכנית ביותר של קו ייצור כוסות פלסטיק ומקרים מעשיים של התעשייה, העיתון בוחן באופן שיטתי את נתיב החיסכון-והחיסכון באנרגיה של- קו ייצור כוסות פלסטיק לתת מענה תפעולי למהפך הירוק של התעשייה.
1. אופטימיזציה של תהליכי ליבה: הפחתת צריכת האנרגיה במקור.
1.1 בקרת דיוק של פרמטרי הזרקה
הזרקה היא תהליך הליבה של ייצור כוסות פלסטיק, המהווה למעלה מ-60%% מצריכת האנרגיה של כל קו הייצור. על ידי אופטימיזציה של פרמטרי הלחץ והזמן, ניתן להשיג חיסכון מדהים באנרגיה תוך הבטחת איכות המוצרים. לדוגמה, השימוש בשמירת לחץ מרובה-בשילוב עם מערכות בקרת לחץ חכמות יכול להפחית את צריכת האנרגיה ב-20 עד 30 אחוזים. מקרה מבחן מראה שכאשר הלחץ מופחת מ-120 MPa ל-90 MPa וצריכת האנרגיה לכל מצב מופחתת מ-0.18 קילוואט לשעה ל-0.13 קילוואט שעה, שיעור ההסמכה למוצר עולה ב-5 אחוזים.
אופטימיזציה של מערכת הקירור היא פריצת דרך חשובה נוספת. מערכות קירור אוויר מסורתיות משתמשות יותר באנרגיה, אך מעבר למערכות קירור מים עם מגדלי קירור-סגורים יכול להפחית את צריכת אנרגיית הקירור ביותר מ-40%. במקרה של שיפוץ קו אחד, זמן הקירור הופחת ב-35 35% תוך אופטימיזציה של פריסות תעלות מים של עובש ושימוש באמצעי קירור ננו-נוזליים, ומחזור העובש הצטמצם מ-18 שניות ל-12 שניות, תוך חיסכון של 120,000 קילוואט · שעה של חשמל בשנה.
1.2 הגברת יעילות תהליכי האקסטרוזיה
עבור מצבי ייצור של גוף כוס ומכסה המיוצרים בנפרד, פוטנציאל החיסכון באנרגיה בתהליך האקסטרוזיה הוא גדול. אימוץ של בורג שיפוע משתנה במקום בורג שיפוע קבוע קונבנציונלי יכול לשפר את יעילות הפלסטיק ב-15%-20%. ארגון אחד ייעל את חלוקת הטמפרטורה על פני אזורי החימום כדי למנוע התחממות יתר מקומית ובזבוז אנרגיה, ובשילוב עם מערכות בקרת טמפרטורה חכמות להתאמת הספק דינמית, צריכת האנרגיה ליחידת מוצר הופחתה מ-0.32 קילוואט לשעה/ק"ג ל-0.25 קילוואט לשעה/ק"ג.
2. שדרוגי ציוד ושינוי חכם
2.1 הכנסת מערכות חשמל יעילות
יעילות המרת האנרגיה של מכונות הזרקה הידראוליות מסורתיות היא רק 60%-70%, בעוד זו של מכונות הזרקה חשמליות המונעות ישירות על ידי מנועי סרוו יכולה להגיע ל-90%. ארגון אחד החליף את כל 12 המכבשים ההידראוליים בדגמים חשמליים טהורים, והפחית את צריכת החשמל השנתית מ-4.8 מיליון קילוואט לשעה ל-2.8 מיליון קילוואט שעה, שיעור יעילות של 42%. במקרה של מערכת הידראולית, השילוב של ויסות מהירות המרת תדר ושמן הידראולי בלחץ נמוך יכול להפחית את צריכת האנרגיה של המערכת של המערכת ההידראולית ב-25%-30%.
2.2 שילוב מערכות בקרה חכמות
ניתן לבצע אופטימיזציה של פרמטרי ייצור בזמן אמת על ידי פריסת מערכות בקרה מבוזרות (DCS) ומערכות ביצוע ייצור (MES). לאחר הצגת אלגוריתם בינה מלאכותית, קו ייצור התאים אוטומטית פרמטרים כגון מהירות הזרקה וזמן בידוד בהתאם לביצועי חומר הגלם, טמפרטורת הסביבה וכן הלאה, והפחית את השונות בצריכת האנרגיה ליחידת מוצר מ-±8% ל-±2%. בשילוב עם מערכות תחזוקה חזויות, שיעורי התקלות בציוד הופחתו ב-40% וזמני השבתה לא מתוכננים הופחתו ב-60%.
2.3 בניית מערכות לשחזור חום פסולת
ייצור כוסות פלסטיק מייצר הרבה חום פסולת מהותי, פיזור חום של חבית מכבש וחימום הידראולי מייצרים 30% מכלל אנרגיית החום בדרגה נמוכה-. החום יכול לשמש לחימום מוקדם של חומרי גלם או חימום לחימום בית מלאכה על ידי התקנת מכשיר לשחזור חום פסולת צינור חום. שיטות עבודה של אחד הארגונים הראו כי צריכת הגז הטבעי יורדת ב-25% ו-120 טון של פחם סטנדרטי נחסכים מדי שנה לאחר הפעלת מערכת שחזור החום.
3. ייעול מבנה אנרגיה וניצול אנרגיה מתחדשת
3.1 פתרונות חלופיים לאנרגיה נקייה
התקנת מערכת פוטו-וולטאית (PV) על גג המפעל, בשילוב עם דגם "ייצור אוטומטי, עודפי חשמל לרשת", יכולה לענות על 30%-40% מהביקוש לחשמל של קו הייצור. תחנת כוח פוטו-וולטאית של 5 מגוואט של מיזם אחד מייצרת 6 מיליון קילוואט שעות חשמל בשנה, שווה ערך ל-4,800 טונות של פליטת פחמן דו חמצני. פסולת גז הפירוליזה הפלסטית יכולה לשמש כמקור אנרגיה ביומסה לדלק דוודים וכן הלאה כדי לממש מיחזור אנרגיה.
3.2 אמצעי אופטימיזציה של איכות החשמל
ההתקנה של מסנני כוח פעיל (APF) ומשחזרי מתח דינמיים (DVR) יכולים לבטל תנודות מתח והפרעות הרמוניות ולשפר את יעילות פעולת הציוד. כתוצאה מהשיפוץ, קו הייצור של מקדם ההספק החשמלי הוגדל מ-0.78 ל-0.95 וקצב הטעינה של השנאים הופחת ב-18%, תוך חיסכון של 150,000 קילוואט לשעה של חשמל בשנה.
4. החלפת חומרי גלם ועיצוב קל משקל
4.1 יישום של חומרים ביו-מבוססים
לתהליכי ייצור מסורתיים של פוליאתילן (PE) ופוליפרופילן (PP) יש פליטות פחמן גבוהות יותר, בעוד שלפלסטיק מתכלה כמו חומצה פולילקטית (PLA) יש עוצמת פליטת פחמן נמוכה ב-40%. מפעל אחד פיתח חומרים מרוכבים של סיבי PLA/במבוק שהפחיתו את משקלה של כוס בודדת מ-8 גרם ל-6 גרם תוך שמירה על חוזק הכוס, הפחתת צריכת חומרי גלם ב-25% וצריכת אנרגיה לייצור ב-18%.
4.2 עיצוב אופטימיזציה מבנית
על ידי שימוש בטכנולוגיית הדמיית CAE, חלוקת עובי דופן הכוס מותאמת, ודילול החומר מושג בתנאי של הבטחת תכונות מכניות. באמצעות עיצוב אופטימיזציה טופולוגית, מפעל אחד הפחית את עובי תחתית הכוס מ-1.2 מ"מ ל-0.9 מ"מ, והפחית את כמות חומר הגלם בשימוש בכוס ב-20% ואת מחזור ההזרקה ב-15%. בשילוב עם טכנולוגיית שיתוף- רב-שכבתי-, ניתן ליצור שכבת בידוד האוויר בקיר הכוס, מה שיכול לשפר את ביצועי הבידוד ב-30% ולהפחית את השימוש בחומרים.
V. שחזור פסולת וניצול משאבים
5.1 מערכת מיחזור חומרי אדג'
הגדר את קו המחזור המשולב של שינוי-ניקוי-גרגיר-מגרסה כדי להמיר חומר צדדי בהזרקה לחלקיקים מחודשים. על ידי הוספת 20 עד 30 אחוז חומר ממוחזר, ניתן להפחית את עלויות חומרי הגלם ב-15 עד 20 אחוז מבלי לפגוע באיכות המוצר. שיטות עבודה של אחד הארגונים הראו שכוסות העשויות מחומרים ממוחזרים שמרו על 92% חוזק מתיחה ו-88% חוזק השפעה בהשוואה לכוסות העשויות מחומרי גלם.
טכנולוגיות-חיסכון באנרגיה עבור גז פליטה
טיפול בתרכובות אורגניות נדיפות (VOC) במהלך הזרקה הוא המוקד של שימור האנרגיה. על ידי שימוש בריכוז רוטור זאוליט + טכנולוגיית בעירה קטליטית, ניתן לרכז את גז הפליטה בריכוז-נמוך 20 פעמים לפני הטיפול, ויעילות ההתאוששות התרמית יכולה להיות יותר מ-85%. לאחר השיפוץ, ארגון אחד הפחית את צריכת הגז שלו ב-60%, ומחזור החלפת הזרז הוארך לשנתיים, וחסך 400,000 יואן בשנה בעלויות התפעול.
6. ניהול שיתופי שרשרת אספקה ירוקה
6.1 פחמימה- נמוכה של חומרי גלם במעלה הזרם
דרשו מהספקים נתוני טביעת רגל פחמנית ותעדיפו רכישת חומרי גלם המיוצרים באמצעות חשמל ירוק. ארגון אחד הקים מערכת להערכת טביעת רגל פחמן של ספקים כדי להפחית את עוצמת הפליטה של חומרי גלם ב-12% ואת צריכת האנרגיה הלוגיסטית ב-15% באמצעות רכש מרוכז.
6.2 אופטימיזציה לוגיסטית במורד הזרם
כלי רכב חדש להובלת אנרגיה ואלגוריתם אופטימיזציה של מסלולים משמשים להפחתת צריכת האנרגיה של הפצה. 1 על ידי החלפת משאיות דיזל בטנדרים חשמליים באמצעות מערכות שיגור חכמות, הפחתת פליטת הפחמן של תחבורה ב-70 אחוזים והפחתת מקום פנוי ברכב מ-25 אחוז ל-10 אחוז.
7. מסלולי יישום והערכת תועלת
7.1 אסטרטגיית טרנספורמציה מדורגת
בהתאם לעיקרון של ``צורך דחוף והטבה לעם'', יש להנחות ארגונים ליישם את המערכת בשלבים: בשנה הראשונה, עליהם להשלים-מערכת חיסכון באנרגיה ופסולת חום בציוד, עם תקופת החזר צפויה של 2-3 שנים; בשנה השנייה, עליהם לקדם החלפת אנרגיה נקייה ושדרוג מושכל, עם הפחתת עוצמת צריכת האנרגיה ביותר מ-20%; ובשנה השלישית, עליהם להקים מערכת שרשרת אספקה ירוקה כדי להשיג את המטרה של הפחתת פליטת פחמן לאורך מחזור החיים שלהם.
7.2 ניתוח יתרונות משולב
עבור ארגונים המייצרים 100 מיליון כוסות פלסטיק בשנה, יישום מקיף של צעדים אלה יחסוך 8 מיליון קילוואט לשעה חשמל, 6,400 טון פליטת פחמן דו חמצני, 3 מיליון יואן בעלויות חומר גלם ו-3 מיליון יואן בעלויות סילוק פסולת בשנה. בעוד שההשקעה הראשונית תעמוד על כ-20 מיליון דולר, ניתן להחזיר הכנסות מחיסכון באנרגיה וממסחר בפחמן תוך 4 עד 5 שנים.
מַסְקָנָה:
כדי להפחית את צריכת האנרגיה שלקו ייצור כוסות פלסטיק, יש לאמץ גישה שיטתית מהיבטים של אופטימיזציה של תהליכים, שדרוגי ציוד, ניהול אנרגיה, החלפת חומרי גלם ומיחזור פסולת. על ידי הצגת פתרונות חדשניים כגון טכנולוגיית בקרה חכמה, חלופות אנרגיה נקייה ועיצוב קל משקל, ארגונים יכולים להפחית משמעותית את עלויות התפעול, לשפר את התחרותיות בשוק ולהציב רף לשינוי הירוק של התעשייה. בהקשר של יעדי ניטרליות הפחמן, חיסכון באנרגיה הפך לדרך היחידה של תעשיית הפלסטיק לשרוד ולצמוח, וחדשנות מתמשכת היא המפתח לזכייה בשוק העתיד.
