主要從節能與環保兩個視角講述了塑料擠出吹塑全工藝流程中的目前可以實施的主要措施和方法,用比較詳實的數據論證了其經濟效益和社會價值,為塑料擠出吹塑技術在節能環保方面的進步提出了較為明確的發展方向和目標。
一、擠出吹塑工業規模
1.吹塑機
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捷報!2020年中國塑機營收利潤雙增長
來源:中國塑料機械工業協會 日期:2021-02-08
根據中國塑料機械工業協會的最新分析,2020年488家規模以上塑機企業產量333689台,同比下降5%;營業收入810.56億元人民幣,同比增長近25%;營業成本619.14億元人民幣,同比增加近22%;利潤總額in85.72億元人民幣,同比增長49%;營收利潤率10.58%,比2019年高1.73個百分點。按季度來看,產量、營業收入和成本呈逐季度遞增態勢,而利潤總額在第二季度達到峰值后,第三、四季度增幅逐步收窄。
從效益指標看,2020全年塑機行業整體營業收入利潤率、成本費用利潤率、總資產利潤率、資產負債率和資產保值增值率等指標保持優於同期全國機械工業的平均水平。
2020年塑機進出口總額46.35億美元,同比增長0.86%。其中進口額17.89億美元,同比下降5%,降幅較前11個月累計進一步收窄;出口額28.46億美元,同比增長5%,增幅較前11個月擴大;貿易順差10.57億美元,同比增長29%,中國塑機貿易順差有史以來首次突破10億美元
擠出機進口額保持高速同比增長24%、出口額同比下降14%;其中,塑料造粒機進口額同比增長24%、出口額同比下降32%,其他擠出機進口額同比增長24%、出口額同比下降7%。
吹塑機進口額同比下降45%、出口額同比增長11%;其中,注射吹塑機、擠出吹塑機和其他吹塑機的出口額分別同比增長37%、3%和15%。
塑料中空成型機進口額和出口額則分別同比增長43%、11%。
塑料壓延成型機進口額和出口額分別同比下降29%、32%。
從統計的資料看:國內擠出吹塑機械2020年銷售額共計? 萬元,其中國內銷售? 萬元,出口? 萬元,進口擠出吹塑設備? 萬元。擠出吹塑設備保有當量總值估計2400,000萬元。
蘇州同大機械有限公司 2020年銷售額28,769萬元,共計630台套。公司排除疫情帶來的不利影響,取得很大的成績。
2.吹塑制品
從蘇州同大機械有限公司 的銷售狀況分析,傳統擠出吹塑制品行業需求保持穩定,如食品瓶、奶制品瓶、個人護理瓶、化妝品瓶、潤滑油桶、大型化工桶;因為疫情影響,醫療用瓶、洗滌消毒類的家用日化瓶、小化工桶、危化品桶需求旺盛;隨國家太陽能產業發展,太陽能浮體有大的增長,養殖用浮體、吹塑托盤同樣增長;燃油箱、壓力罐、風管等汽車類需求較低。
整個吹塑制品產業規模,根據擠出吹塑機械銷售額估算,全產業生產規模在3,000億元以上,消耗原料2000-3000萬噸,電能100億度以上。
二、國家相關政策
二、優化產業和能源結構
(三)促進傳統產業轉型升級。深入實施“中國制造2025”,深化制造業與互聯網融合發展,促進制造業高端化、智能化、綠色化、服務化。構建綠色制造體系,推進產品全生命周期綠色管理,不斷優化工業產品結構。支持重點行業改造升級,鼓勵企業瞄准國際同行業標桿全面提高產品技術、工藝裝備、能效環保等水平。嚴禁以任何名義、任何方式核准或備案產能嚴重過剩行業的增加產能項目。強化節能環保標准約束,嚴格行業規范、准入管理和節能審查,對電力、鋼鐵、建材、有色、化工、石油石化、船舶、煤炭、印染、造紙、制革、染料、焦化、電鍍等行業中,環保、能耗、安全等不達標或生產、使用淘汰類產品的企業和產能,要依法依規有序退出。
三、加強重點領域節能
(六)加強工業節能。實施工業能效趕超行動,加強高能耗行業能耗管控,在重點耗能行業全面推行能效對標,推進工業企業能源管控中心建設,推廣工業智能化用能監測和診斷技術。到2020年,工業能源利用效率和清潔化水平顯著提高,規模以上工業企業單位增加值能耗比2015年降低18%以上,電力、鋼鐵、有色、建材、石油石化、化工等重點耗能行業能源利用效率達到或接近世界先進水平。推進新一代信息技術與制造技術融合發展,提升工業生產效率和能耗效率。開展工業領域電力需求側管理專項行動,推動可再生能源在工業園區的應用,將可再生能源占比指標納入工業園區考核體系。
三、擠出吹塑工藝過程吹塑機能源消耗(電能)
1、吹塑機裝機容量
舉例說明:
蘇州同大機械有限公司 TDB-250F/P 200升雙層"L"桶吹塑機 點擊查看
2、分析能耗:TDB-250F/P 200升雙層"L"桶吹塑機
塑化系統
裝機容量:
加熱總功率: 53+26.5*2=106 kw;
擠出機驅動電機功率: 75*2=150 kw;
實際負載:(擠出機轉速55%,產量290kg/h,原料TR571,成型周期150s)
加熱功率: (53+26.5*2)*0.13=13.8 kw;
擠出機驅動電機功率: (75*2)*51%=76.5 kw;
擠出機比功率:<0.29 kw*h/kg
塑化能效比: <0.315 KW*h/kg
液壓系統
裝機容量: 42.5+21+11=74.5 kw
實際負載: 74.5*0.15=13 kw
整機能效比
(塑化系統.實際負載+液壓系統.實際負載)/實際產量 = (13.8+76.5+13)/280=0.356 kw.h/kg
對比國家標准(GB/T35382-2017)
TDB-250F/P 200升雙層"L"桶吹塑機非常接近1級能效,大大優於標准中節能產品認證的技術要求。
分析結論
從以上實例數據,可以看出吹塑機工作電能消耗:
- 塑化系統中擠出機驅動占總耗能可達70%。
- 加熱系統能耗占比15%。
- 液壓及動力系統占比15%。
3、TDB-250F/P 200升雙層"L"桶吹塑機節能措施
- 3.1 高效節能的擠出塑化系統
- 螺桿設計:優化螺桿設計,使其具有高效、低溫升、優異塑化質量、原料適應性廣泛等特點。(非常重要)
- 大功率高扭矩伺服電機驅動,能效高,扭矩大,非常適合擠出工況。
- 溫控系統:精確智能PID的溫控系統,溫控精度±1,低頻次風冷工作模式。
- 保溫處理:加熱器覆以保溫材料,減少熱量逸散,如氣凝膠保溫圈。
- 新型加熱方式:遠紅外加熱、電感加熱。
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3.2 電液伺服系統
從單一注塑機行業擴張到具有液壓伺服化發展趨勢的行業、包括擠出吹塑產業。 以油泵為動力源,壓力、流量為控制對象, 通過伺服化實現產業和設備升級。
優點:工藝過程中精准控制壓力流量、沒有過多的液壓能量損耗,至少節能15-40%,工作噪音大幅降低,有效改善車間環境。
- 雙主液壓伺服工作回路,可以並行動作,執行效率更高。
- 增大液壓管徑,優化管路布置。
-
電液伺服系統原理示意圖
4、蘇州同大機械有限公司 節能產品的發展路線圖
- 80%以上產品為非傳統型節能設備。
- 大機型已全部、中小型吹塑機2年內全部升級為電液伺服、電液伺服+電動伺服、全電動伺服節能型產品。
- 中大功率擠出機驅動電機(含50kw以上)2年內全部升級為伺服電機驅動。
- 擴大新型節能高效螺桿料筒產品覆蓋面,2年內達到70%以上。
- 逐步加大新型加熱方式使用率。
5 、全電動吹塑機的性能特點 點擊查看
- 提供全套擠出驅動+溫控+壁厚+軸控方案,CAN通訊,ETHERCAT高速總線控制軸,全線可控。
- 凸輪連續定位,壁厚軸描點由100點間斷定位轉為凸輪連續定位方式,出料成型表面更平滑。
- 多傳驅動器,驅動器多傳結構,雙軸應用,省線省制動電阻省電櫃。
- 全電替代油泵,減少現場環境油污,各軸動作及運行速度,位置靈活可調,提高制品成品質量穩定性。
- 合理的運動曲線規划,高速平穩的移模、合模工藝動作。
四、擠出吹塑工藝過程的環保措施
1、塑料原料
- 主要目的:減少單個制品克重,均化壁厚分布,減少功能性原料使用比例。
- 優化吹塑工藝,減少飛邊料頭比例,從而減小回收料回用比例和次數比率。
- 型坯徑向壁厚控制(PWDS)應用,壁厚分布均勻化,最大可節省10%的原料消耗。
- 多層吹塑,減少功能性原料使用比例。
- 擠出發泡技術應用。點擊查看:超臨界發泡
- 原料->吹塑->飛邊回收->粉碎-> 再利用 自動線閉環管理,回收分類並減少污染。
2、液壓系統
- 主要目的:在中大規格吹塑機還不能完全全電動化的情況下,減少或杜絕工作現場油污污染,延長使用壽命。
- 控制油溫,提高密封件使用壽命。
- 優化管路結構,提高連接可靠性。
- 設備端污染油的回收系統。
- 液壓系統潔凈化.
3、吹氣系統
- 主要目的:減少污染氣體排放,減少壓縮空氣消耗。
- 低溫高剪切擠出,減少揮發性有機物析出。
- 優化吹氣工藝,高壓吹塑(1.0Mpa),提高熱交換效率。
- 吹塑尾氣無害化處理。
- 回收料利用多層結構。
4、環保方面行業動態
4.1 CEC 環境友好產品認證技術規范
摘要:
5.7 中空吹塑制品的可循環要求
5.7.1 非食品、醫葯類可循環塑料瓶最少可使用 6 次,滿足性能要求可循環更多次。
5.7.2 可循環危險品塑料包裝容器最少使用 6 次,滿足性能要求可循環更多次。
5.7.3 可循環塑料包裝容器(危險品包裝除外)最少可使用 15 次,滿足性能要求可循環更多次
5.7.4 可循環次數應設置可追溯標記,方便復核。 CEC 054-2021 4
5.7.5 小循環系統內塑料包裝容器不可進入大循環系統循環使用。
5.9 可循環利用與資源化利用要求
(1) 同級利用 回收制品經分類、清理、清洗、粉碎等處理后可加入同類制品的多層吹塑制品中作為中間層, 在滿足技術要求的前提下,回收料可占總比例 38%以內。
(2) 降級利用 回收制品經分類、清理、清洗、粉碎等處理后可加入其他類別的單層或多層吹塑制品中作為主 要或是輔助原料進行生產,在滿足技術要求的前提下,回收料可占總比例 90%以上。如食品包裝容 器在循環使用失效后,可經分類、清理、清洗、粉碎等處理后吹塑成型工具包裝箱等制品。
(3) 資源化利用 當中空吹塑制品失效后不適合繼續制作吹塑制品時,可進行資源化利用(特種化學危險品及放 射性中空吹塑包裝容器除外)。可經分類、清理、清洗、粉碎等相應處理后造成粒料,供擠塑成型 各類污水管道以及擠壓成型各類觀察井及蓋等功能性產品;其使用比例可占 95%以上。
4.2 吹塑制品動態
- 中空容器內軟包裝,提高回收利用次數,避免再利用時容器清洗工序,減少環境污染。
- 可循環中空吹塑制品**技術規划和深度開發應用。
- 符合國家產業政策的高端中空制品的開發應用。
五、總結
- 塑料擠出吹塑節能環保措施符合國家產業相關政策。
- 這些措施具有顯著的經濟價值和社會價值。
- 同大公司一直秉持“高效節能,綠色環保“理念,將其貫徹在產品的全生命周期中,還將繼續引領着全行業在此方面積極探索發展。
- ”綠水青山就是金山銀山“,塑料擠出吹塑行業在節能環保上每進一步,就為國家做一份貢獻。”涓涓溪水,匯成江河“,全行業積極努力實現產業升級,“增效、節能、降耗、安全”生產,為塑料工業做出更大的貢獻。