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电热整体节能方案引领注塑机绿色高效潮流

作者:商雪松   来源:   评论:0 点击:

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        注塑机作为一种塑胶工业的重要设备之一,是国家塑胶工业发展的重要载体,因此注塑机具有非常庞大的保有量。中国全部注塑机正常运转一年的耗电量等于两个长江三峡发电量的总和,并且中国每年有40万台左右新增市场。在节能减排以及注塑机数量庞大的大背景下,注塑机行业的生产速度已不是最重要的指标,而是加工单位重量制品的能耗。因此,必须对注塑机的机械结构、控制模式,以及操作工艺条件进行基于最小能耗的优化设计。采用先进节能技术,已经成为了塑胶机械厂家和众多塑胶企业追求的目标。
 
       在全球环境污染和生态破坏日益严重的背景下,在绿色经济、低碳经济备受世界关注的时代,努力打造中国绿色塑机,成了建设以更绿色、更低碳产业体系的必然选择。
 
       最近,由“十二五”国家科技支撑计划的“节能智能型数控化塑料注射机的研发与应用示范”项目通过验收,该项目于2013年立项,攻克了注射机数控系统关键技术,研制了具有自主知识产权的全电动注射机数控装置、电液伺服注射机专用数控装置、9种规格的伺服驱动系统和9种规格的交流永磁同步伺服电机,形成2个系列的全电动注射机产品、3个系列的电液伺服注射机等产品,生产销售了节能智能型注射机1400余台套,对传统注射机节能化改造1000余台套。在注塑机动力层面,基于国家层面的重视以及注塑机动力所占注塑机能耗的比重大等原因,在市场上取得巨大的成功。
 
       目前的注塑机的耗能主要在以下三个方面,首先是动力部分的用电,经过技术攻关以及市场推动,此部分的耗能从整机的70%下降到现在的50%左右,其次是冷却水部分,大约占比在10%,剩下的40%都是注塑机加热部分的耗电。注塑机加热部分又分为物料干燥的加热需求和塑料塑化熔融需求的炮筒加热。之前企业都比较重视动力加热,现在由于碳排放压力,不少的大型企业开始重视占了注塑机用电40%的电热节能。
 
       在这个背景下不少企业开始重视注塑机电热节能产品的研发和推广工作,其中以伟川科技、朗泽、赛思等企业为代表的节能加热圈生产企业,在2016年都推出拥有更高节能率的注塑机节能加热圈。伟川科技更是自主研发和生产红外节能加热圈以及干燥料斗节能加热器(棒),并成为国内第一家可以覆盖注塑机电热整体节能的服务公司。记者从伟川了解到,注塑机电热整体节能方案可以降低注塑机整机能耗的15%以上,对于一个用电超过千元的注塑机,一天省几百元,这就是一个企业值得去算的成本账。地方政府也在推动注塑机节能项目的实施,东莞拿出3.3亿鼓励塑机企业节能改造、宁波节能降耗专项行动替注塑机瘦身。为鼓励企业节能生产,东莞市出台了企业节能改造补贴政策,引导越来越多企业向节能环保型企业转型。
 
       据了解,省市共拿出3.3亿元补贴资金,鼓励企业进行电机能效提升和注塑机节能改造工作。宁波市推出“十百千万”节能降耗专项行动,其中包括万台注塑机节能改造。三年内,宁波市上千家企业将对近万台注塑机进行能耗“瘦身”,预计可形成年3亿千瓦时以上的节电能力,带动4亿元以上的注塑机等相关产业产值。更加绿色高效智能的注塑机是目前市场上主流需求,注塑机电热整体节能加快了该需求的落地步伐,2016年不管是从政府还是企业的角度,其在节能这一领域的表现都十分突出。在2017年注塑机节能必将更上一层楼。在伺服节能是主流的同时,电热整体节能需求也越来越大。电动千速射台系统、液压伺服系统、全电注塑机等技术在近几年得到了飞跃式发展,目前市场中的新机几乎100%采用了伺服动力系统,从而将占据整体能耗50%以上的电机部分实现了最低40%的用电节约。
 
       注塑机主要的用电部分分为两个部分,其一是动力用电部分,其二是加热用电部分。伺服系统的采用,使得加热和动力部分的能耗占有了同等的比重,因此加热用电部分的节能凸显出了其直观价值。加热圈,作为塑机的辅助加热设备,一般占整机能耗的20%以上,从2013年开始,市场上众多科技型企业对加热圈的节能处理投入研发力度,基本推出了两大节能加热圈派系:红外节能加热圈技术和电磁节能加热圈技术。其中主打红外节能加热圈的伟川科技在加热圈可靠性研发方面的投资就已经超过100万元。
 
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下面对两个技术流派做简单的介绍:
 
电磁节能加热圈
 
       电磁加热的原理是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质容器放置上面时,容器表面具即切割交变磁力线而在容器底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流使容器底部的铁原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能,从而起到加热物品的效果。因为是铁制容器自身发热,所有热转化率特别高,最高可达到95%。技术原理上的先进性,保证了电磁加热方式的节能效果,目前电磁加热圈节能改造广泛应用于塑料注塑机、挤出机、吹膜机、拉丝机、塑料薄膜、管材、线材等机器、食品加工、纺织、印染、冶金、轻工、表面热处理及焊接、锅炉、开水炉等行业,可以替代传统能源。
 
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电磁电热圈
 
红外节能加热圈
 
       采用新型红外发热元件电热转换效率高达99.8%以上;采用红外线单向辐射的传导方式,极大的提高了发热元件与料筒之间的传热效率;采用航天专用气凝毡胶,导热系数低达0.013w/m.K,保证电热圈的表面温度不高于70℃,第三代防热辐射表面涂层可确保表面温度低至50℃,从而改善了传统加热圈电热转换效率低传、热效率低、表面温度高的两低一高的致命缺点,不但可实现节能30%以上,还可以改善车间的作业环境。其中典型代表是伟川科技(VICHUN)、能之原、艾克森等企业。
 
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红外节能加热圈
 
       2013年以来的两种技术流派在市场上正面交锋,经过近3年的市场自由选择,红外节能加热圈完全占据了市场主导地位,而电磁节能加热圈仅仅在挤出机等极少数特定机型上有所应用,但是也基本属于边缘化的产品。通过行业人士的分析调查,通过深入分析发现,电磁加热作为科技含量较高的产品,可以有效保证节能率,但是也面临着很多对注塑行业致命的缺点,如电磁产生的干扰会影响注塑机的电脑主机以及塑机伺服控制器的正常运转,从而影响产品生产效率。电磁加热方式本身需要大量的精密的电子元器件的工作,带来比较高的故障率,产生大量的售后时间成本,进而影响产品生产效率。这些致命的缺陷也正逐步让后来的纳米红外电热圈技术成为主流。据了解,义乌一家企业,之前这家企业主要为客户提供电磁加热圈节能改造服务,目前企业主要选择纳米红外电热圈作为主要产品提供给客户。
 
       目前用在注塑机的电磁节能加热圈厂家已经很少,在近几年的市场活动过程中,接触到的客户很少提到电磁加热圈,在2016年长达一年的时间里,只有一个客户要求帮忙找一家电磁节能加热圈的厂家做挤出机的节能改造;而反观利用红外技术做加热圈的厂家则是得到了迅速的发展,目前市场上注塑机厂家在高速机市场基本都采用了红外节能加热圈标配的方式来替代原有普通加热圈。注塑机厂家的电气工程师这样说:“考虑到电磁加热固有的缺点,目前也只有红外节能加热圈可以满足高速机上的加热应用,因为可以有更高的功率密度和加热效率”。因此目前佳明、博创、力劲、海天、海雄等厂家都选择了红外节能加热圈作为部分机型的标准配置。
 
       从目前主流红外节能加热圈的企业来看,年电热圈营业额都位置在500~1500万之间,且保持着30%的出货量高速增长。以伟川科技为例,作为市场红外节能加热圈的新军,才短短一年的时间,已经在全国拥有了超过20家的合作伙伴,实现了红外节能加热圈全国布局。经过以上分析和对趋势的判断,2017年将是纳米红外电热圈强势出击并不断扩大市场份额的一年,2017年也将注定成为电磁节能技术正式退出塑机电热节能元年。
 
       伟川科技(VICHUN)工程师介绍说:“基本上塑料轻工行业的设备耗电每天相当于两个三峡电站,随着纳米红外电热圈节能技术在塑料行业全面铺开应用,基本上可以省下一个三峡电站的状态,每吨制品耗电量基本降低在150到200度的状态。现在我们平均每吨用电量在400到500度之间,现在通过红外节能加热圈应用以后,整个的塑料制品行业吨制品可以降低每吨200度的程度。在这种情况下,除了企业自己的能耗的降低,真真实实的企业电费的降低可以减少很多负担。并且伟川出品的红外节能加热圈实现了产品化战略,降低了企业投资门槛以及投资回报周期,可以提升企业的改造动力,从而实现注塑机的全面节能。”
 

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