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國內(nèi)塑料制品CPP膜生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與改進(jìn)方向

眾所周知，未來制造業(yè)發(fā)展方向--綠色、低碳，智能化也是生產(chǎn)流延薄膜設(shè)備的發(fā)展方向。CPP膜生產(chǎn)線國產(chǎn)化也越來越明顯，2014年國內(nèi)最寬幅5.3米流延CPP膜生產(chǎn)線投產(chǎn)，是由紹興博瑞擠出設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)、安裝的，此設(shè)備的投入使用也標(biāo)志著國產(chǎn)化的設(shè)備在綠色、低碳，智能化方面的一些設(shè)計(jì)和改進(jìn)適應(yīng)了市場的需求。
一、節(jié)約耗能
對于流延薄膜裝備來說綠色、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(shè)計(jì)過程一直圍繞能耗節(jié)約這個(gè)主題。
1.擠出機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)與能耗節(jié)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(shè)計(jì)的屏蔽段由單級到多級設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)有分離槽及螺槽變距設(shè)計(jì)，保證高速擠出時(shí)的塑化完全。
2.加熱能耗的節(jié)約點(diǎn)設(shè)計(jì)，在流延薄膜設(shè)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徑比(L/D=22-25)擠出機(jī)，相對于L/D=32的擠出機(jī)來說，需要加熱的面積和散熱面積同步減少21.87%—31.25%，這個(gè)節(jié)約對我們來說是雙倍的;
對于換網(wǎng)器來說我們也基于減少散熱面積來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濾面積的前提下盡可能采用散熱面積最小的過濾方式，以達(dá)到降低熱損耗。
保溫措施的實(shí)施
在需要加熱的連接管區(qū)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(jié)能的效果又具有安全作用，不會(huì)產(chǎn)生燙傷的危險(xiǎn)。
3.驅(qū)動(dòng)能耗在整個(gè)流延薄膜設(shè)備中所占比重更小，但是設(shè)計(jì)的細(xì)微之處在于仍然能夠保證驅(qū)動(dòng)功率的低消耗。
設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)之一：研究薄膜在冷卻輥上的降溫及結(jié)晶，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)能夠保證薄膜快速冷卻的區(qū)域其實(shí)距離很短，所以我們不需要大直徑的冷卻輥，只要滿足高速生產(chǎn)薄膜冷卻結(jié)晶的需要即可，這樣我們就能夠計(jì)算出驅(qū)動(dòng)輥筒所需要的配置及驅(qū)動(dòng)功率;
設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)之二：研究了薄膜冷卻結(jié)晶過程以后，我們決定增加冷卻軟風(fēng)箱并去掉后冷卻輥(俗稱:次冷輥)，這樣后冷卻輥的驅(qū)動(dòng)連同水循環(huán)水泵一起節(jié)約了驅(qū)動(dòng)消耗;
設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)之三：邊料回收系統(tǒng)破碎機(jī)旁通風(fēng)路的開通，在于能夠充分發(fā)揮回收風(fēng)機(jī)之效率，提高邊條風(fēng)口的吸入效率，降低回收風(fēng)機(jī)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(tǒng)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(jī)組及循環(huán)水泵
在充分研究聚烯烴的結(jié)晶后會(huì)發(fā)現(xiàn)，聚烯烴的結(jié)晶區(qū)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(jié)晶聚合物結(jié)晶速度最大時(shí)的結(jié)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(jié)晶速度最快的溫度區(qū)域在120℃—80℃之間，原來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(jī)組。優(yōu)越的設(shè)計(jì)在于去掉了后冷卻輥，后冷卻輥筒的循環(huán)水泵連同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、變頻器一起去掉，對我們來說它們的存在已經(jīng)毫無意義。
二、安全、穩(wěn)定、高效、智能化的設(shè)計(jì)理念
1.杜絕設(shè)備安全隱患：加熱、電氣安全、電器短路，電氣運(yùn)轉(zhuǎn)，絕緣失效;
2.人身事故安全：機(jī)械損傷、燙傷、噪音污染、輻射、靜電;
3.預(yù)防機(jī)械事故重點(diǎn)應(yīng)該是設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備安裝質(zhì)量。
4.單機(jī)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)線速度設(shè)計(jì)已經(jīng)提升到了300m/min，保證開機(jī)20um×260m/min、25um×240m/min生產(chǎn)運(yùn)行速度;
5.智能化設(shè)計(jì)：采用PLC中央控制單元及人機(jī)界面;伺服或變頻調(diào)速器;
6.總線控制;更加人性化的程序操作，整線智能化程度更高，操作更方便。
三、節(jié)約投資成本
介紹了運(yùn)行能耗再說投資成本，投資成本的降低不單單是投資方的固定資產(chǎn)投資節(jié)約了，對于社會(huì)意義也是一樣，設(shè)備在優(yōu)先滿足薄膜生產(chǎn)工藝需求的過程中，簡潔與節(jié)約也是一種綠色、低碳的生態(tài)盈余。
1.高速擠出機(jī)在生產(chǎn)能力一樣的前提下螺桿不再需要太大的直徑;超小長徑比(L/D=22—25)也同樣是的螺桿不再需要太大的長度。降低機(jī)筒螺桿加工難度，節(jié)約材料成本。
2.后冷卻輥(俗稱：次冷輥)的去掉，運(yùn)行能耗節(jié)約不少，當(dāng)然投資成本中節(jié)約了：后冷輥購置;驅(qū)動(dòng)減速電機(jī);驅(qū)動(dòng)變頻器;循環(huán)冷卻水泵。
生產(chǎn)線的流程設(shè)計(jì)中盡可能減少鋁導(dǎo)輥的使用，既避免薄膜運(yùn)行過程中的劃傷，也減少了設(shè)備的投資成本。

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