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國內塑料制品CPP膜生產(chǎn)線(xiàn)設計與改進(jìn)方向

眾所周知，未來(lái)制造業(yè)發(fā)展方向--綠色、低碳，智能化也是生產(chǎn)流延薄膜設備的發(fā)展方向。CPP膜生產(chǎn)線(xiàn)國產(chǎn)化也越來(lái)越明顯，2014年國內最寬幅5.3米流延CPP膜生產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)，是由紹興博瑞擠出設備有限公司設計、安裝的，此設備的投入使用也標志著(zhù)國產(chǎn)化的設備在綠色、低碳，智能化方面的一些設計和改進(jìn)適應了市場(chǎng)的需求。
一、節約耗能
對于流延薄膜裝備來(lái)說(shuō)綠色、低碳就是減少單位生產(chǎn)能耗，提高資源利用效率，減少碳排放。整個(gè)的設計過(guò)程一直圍繞能耗節約這個(gè)主題。
1.擠出機的設計改進(jìn)與能耗節約：
螺桿擠出速度越高，擠出的單位能耗越低。在高速擠出的塑化上面，博瑞公司設計的屏蔽段由單級到多級設計，并設計有分離槽及螺槽變距設計，保證高速擠出時(shí)的塑化完全。
2.加熱能耗的節約點(diǎn)設計，在流延薄膜設備上加熱能耗始終占有比例不是很大，正常生產(chǎn)大約僅占到整個(gè)能耗的13—17%之間。
減少散熱面積，提高加熱能耗效率
在減少散熱面積上博瑞公司采用超小長(cháng)徑比(L/D=22-25)擠出機，相對于L/D=32的擠出機來(lái)說(shuō)，需要加熱的面積和散熱面積同步減少21.87%—31.25%，這個(gè)節約對我們來(lái)說(shuō)是雙倍的;
對于換網(wǎng)器來(lái)說(shuō)我們也基于減少散熱面積來(lái)減少加熱能耗的損失，在對比了雙圓柱換網(wǎng)器，板式換網(wǎng)器及其他換網(wǎng)器的加熱及功率損耗后，我們還是決定在不更改過(guò)濾面積的前提下盡可能采用散熱面積最小的過(guò)濾方式，以達到降低熱損耗。
保溫措施的實(shí)施
在需要加熱的連接管區域，我們很清楚連接管僅僅起到連接換網(wǎng)器和分配器的一段管道。連接管沒(méi)有任何的塑化功能，所以在連接管部分我們采用柔性管道連接，使用超低能耗的加熱帶纏繞加熱，外套保溫套，既能夠起到節能的效果又具有安全作用，不會(huì )產(chǎn)生燙傷的危險。
3.驅動(dòng)能耗在整個(gè)流延薄膜設備中所占比重更小，但是設計的細微之處在于仍然能夠保證驅動(dòng)功率的低消耗。
設計優(yōu)點(diǎn)之一：研究薄膜在冷卻輥上的降溫及結晶，我們會(huì )發(fā)現能夠保證薄膜快速冷卻的區域其實(shí)距離很短，所以我們不需要大直徑的冷卻輥，只要滿(mǎn)足高速生產(chǎn)薄膜冷卻結晶的需要即可，這樣我們就能夠計算出驅動(dòng)輥筒所需要的配置及驅動(dòng)功率;
設計優(yōu)點(diǎn)之二：研究了薄膜冷卻結晶過(guò)程以后，我們決定增加冷卻軟風(fēng)箱并去掉后冷卻輥(俗稱(chēng):次冷輥)，這樣后冷卻輥的驅動(dòng)連同水循環(huán)水泵一起節約了驅動(dòng)消耗;
設計優(yōu)點(diǎn)之三：邊料回收系統破碎機旁通風(fēng)路的開(kāi)通，在于能夠充分發(fā)揮回收風(fēng)機之效率，提高邊條風(fēng)口的吸入效率，降低回收風(fēng)機的配置功率及功率消耗，配之回收料斗的旁通進(jìn)料，使得整個(gè)回收系統的能耗相對于同行下降37%;
4.輔助功率值消耗在于兩個(gè)方面：制冷機組及循環(huán)水泵
在充分研究聚烯烴的結晶后會(huì )發(fā)現，聚烯烴的結晶區域是在很寬的溫度范圍在熔點(diǎn)和玻璃化溫度之間，但是結晶聚合物結晶速度最大時(shí)的結晶溫度(Tmax)：Tmax=(0.80—0.85)Tm，Tm——熔點(diǎn)。
分析各種聚烯烴材料不難得出結晶速度最快的溫度區域在120℃—80℃之間，原來(lái)我們不需要更低更低溫度的冷凍水，我們要的是快速的熱交換輥筒，讓材料溫度從120℃以上快速的降至80℃以下，薄膜的透明度就可以保證。我們需要快速的熱交換冷卻輥，去掉冷凍機組。優(yōu)越的設計在于去掉了后冷卻輥，后冷卻輥筒的循環(huán)水泵連同驅動(dòng)系統、變頻器一起去掉，對我們來(lái)說(shuō)它們的存在已經(jīng)毫無(wú)意義。
二、安全、穩定、高效、智能化的設計理念
1.杜絕設備安全隱患：加熱、電氣安全、電器短路，電氣運轉，絕緣失效;
2.人身事故安全：機械損傷、燙傷、噪音污染、輻射、靜電;
3.預防機械事故重點(diǎn)應該是設備的結構設計和設備安裝質(zhì)量。
4.單機產(chǎn)能的提高是降低成本的關(guān)鍵因素。例如：博瑞公司CPP薄膜裝備模具寬度≤4000mm的生產(chǎn)線(xiàn)速度設計已經(jīng)提升到了300m/min，保證開(kāi)機20um×260m/min、25um×240m/min生產(chǎn)運行速度;
5.智能化設計：采用PLC中央控制單元及人機界面;伺服或變頻調速器;
6.總線(xiàn)控制;更加人性化的程序操作，整線(xiàn)智能化程度更高，操作更方便。
三、節約投資成本
介紹了運行能耗再說(shuō)投資成本，投資成本的降低不單單是投資方的固定資產(chǎn)投資節約了，對于社會(huì )意義也是一樣，設備在優(yōu)先滿(mǎn)足薄膜生產(chǎn)工藝需求的過(guò)程中，簡(jiǎn)潔與節約也是一種綠色、低碳的生態(tài)盈余。
1.高速擠出機在生產(chǎn)能力一樣的前提下螺桿不再需要太大的直徑;超小長(cháng)徑比(L/D=22—25)也同樣是的螺桿不再需要太大的長(cháng)度。降低機筒螺桿加工難度，節約材料成本。
2.后冷卻輥(俗稱(chēng)：次冷輥)的去掉，運行能耗節約不少，當然投資成本中節約了：后冷輥購置;驅動(dòng)減速電機;驅動(dòng)變頻器;循環(huán)冷卻水泵。
生產(chǎn)線(xiàn)的流程設計中盡可能減少鋁導輥的使用，既避免薄膜運行過(guò)程中的劃傷，也減少了設備的投資成本。

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