การปรับปรุงพลังงานอย่างคุ้มค่าช่วยส่งเสริมการผลิตที่ยั่งยืน

เครื่องอัดรีดที่ส่งเสียงดังอย่างต่อเนื่องในโรงงานผลิตทำให้เกิดผลิตภัณฑ์พลาสติกมากมายทั้งกลางวันและกลางคืน อย่างไรก็ตาม เบื้องหลังการผลิตที่ดูเหมือนมีประสิทธิภาพนี้มีความจริงที่ซ่อนอยู่ นั่นคือ การใช้พลังงานจำนวนมหาศาล คำถามสำคัญที่อุตสาหกรรมต้องเผชิญคือวิธีรักษาผลผลิตและคุณภาพในขณะที่ลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสีเขียวในกระบวนการอัดขึ้นรูป

กระบวนการอัดขึ้นรูปและการผสมต้องอาศัยอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมากอย่างปฏิเสธไม่ได้ โชคดีที่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของสายการผลิตการอัดขึ้นรูปที่ทันสมัยอย่างมีนัยสำคัญ แม้แต่สายการผลิตเก่าๆ ก็สามารถอัพเกรดได้เพื่อลดการปล่อยพลังงานลงอย่างมาก

การวิเคราะห์กระบวนการอัดขึ้นรูปอย่างละเอียดเผยให้เห็นปัจจัยมากมายที่ส่งผลต่อคุณภาพของสารประกอบ ผลผลิต และการใช้พลังงาน ผู้เชี่ยวชาญจะประเมินพารามิเตอร์ทั้งหมดเพื่อพัฒนาโซลูชันการปรับปรุงให้ทันสมัยตามความต้องการสำหรับแต่ละระบบ ทุกกระบวนการผลิตและสายการอัดรีดมีศักยภาพที่สำคัญในการลดพลังงานและการดำเนินงานที่ยั่งยืนมากขึ้น ในโครงการปรับปรุงให้ทันสมัยที่แล้วเสร็จ การประหยัดพลังงานโดยเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 8% ถึง 14%

มีหลายวิธีในการปรับสมดุลพลังงานของระบบการอัดขึ้นรูปให้เหมาะสม การปรับปรุงระบบขับเคลื่อนให้ทันสมัยเพียงอย่างเดียวสามารถปรับปรุงการใช้พลังงานอินพุตได้อย่างมาก นอกจากนี้ แต่ละขั้นตอนการผลิตและความสัมพันธ์ระหว่างกันยังมอบโอกาสในการประหยัดพลังงานอีกด้วย ตัวอย่างเช่น พลังงานสามารถนำกลับมาจากการอัดเม็ดน้ำและกลับสู่กระบวนการผลิตเพื่อการหลอมวัสดุ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการนี้ แม้ในส่วนกระบวนการอัดรีด การปรับเปลี่ยนวิธีการทำความร้อนแบบบาร์เรลหรือฉนวนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้ ในขณะที่การปรับการกำหนดค่าสกรูอาจลดพลังงานที่ป้อนเข้าไป

เมื่อระบุศักยภาพในการปรับปรุงสมดุลพลังงาน ผู้เชี่ยวชาญไม่เพียงพิจารณาเฉพาะตัวเครื่องอัดรีดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระบบการจัดการวัสดุ การป้อน และระบบอัดเม็ดด้วย ความรู้และความเข้าใจกระบวนการที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการโต้ตอบของส่วนประกอบทำให้สามารถระบุโอกาสในการประหยัดพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดทั้งระบบการอัดขึ้นรูปและการผสม

วิธีการต่อไปนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของสายการอัดรีดได้อย่างมาก:

• มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง:การใช้มอเตอร์ IE3 หรือเกรดที่สูงกว่าจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานของมอเตอร์ แม้ว่าการลงทุนเริ่มแรกจะสูงกว่า แต่การประหยัดพลังงานในระยะยาวมักจะช่วยฟื้นคืนต้นทุนได้ภายในหลายปี
• การใช้งานตัวแปลงความถี่:การปรับความเร็วมอเตอร์ตามความต้องการในการผลิตจริงจะช่วยป้องกันการทำงานแบบเต็มโหลด โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีความผันผวนของโหลดอย่างมาก
• การเพิ่มประสิทธิภาพระบบส่งกำลัง:การเปลี่ยนชุดเกียร์ ข้อต่อ และส่วนประกอบระบบส่งกำลังอื่นๆ ที่สึกหรอหรือไม่มีประสิทธิภาพจะช่วยลดการสูญเสียทางกลไก พร้อมการบำรุงรักษาเป็นประจำเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุด

• เทคโนโลยีการทำความร้อนขั้นสูง:การเปลี่ยนการให้ความร้อนด้วยความต้านทานแบบเดิมด้วยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าหรือความร้อนอินฟราเรด ช่วยให้ทำความร้อนได้เร็วและสม่ำเสมอยิ่งขึ้นพร้อมประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูงขึ้น
• การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ:การใช้อัลกอริธึมควบคุม PID จะปรับพลังงานความร้อนตามความเบี่ยงเบนของอุณหภูมิโดยอัตโนมัติ ป้องกันการสูญเสียพลังงานจากความร้อนสูงเกินไปหรือร้อนเกินไป
• ฉนวนเสริม:การใช้วัสดุฉนวนขั้นสูง เช่น เซรามิกไฟเบอร์หรือแอโรเจลกับถังและแม่พิมพ์จะช่วยลดการสูญเสียความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด

• การเลือกวิธีการทำความเย็น:การเลือกวิธีการทำความเย็นที่เหมาะสม (อากาศ น้ำ หรือน้ำมัน) โดยพิจารณาจากคุณลักษณะของวัสดุและข้อกำหนดของกระบวนการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
• การรีไซเคิลน้ำ:การใช้ระบบทำความเย็นแบบวงปิดพร้อมการกรองและการฆ่าเชื้อจะช่วยลดการใช้น้ำจืดได้อย่างมาก
• การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่:การใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากน้ำหล่อเย็นเพื่อการอุ่นวัสดุหรือการทำความร้อนในโรงงานทำให้พลังงานลดลง

• การกำหนดค่าสกรูที่เหมาะสมที่สุด:การเลือกโครงสร้างสกรูที่เหมาะสม (สกรูเดี่ยว สกรูคู่ หรือหลายสกรู) โดยพิจารณาจากข้อกำหนดด้านวัสดุและกระบวนการช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
• การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ทางเรขาคณิต:การปรับระยะห่าง ความลึกของช่อง และมุมเกลียวจะช่วยเพิ่มคุณภาพการทำให้เป็นพลาสติกและลดอุณหภูมิหลอมเหลว
• สกรูประหยัดพลังงาน:การออกแบบสกรูแบบพิเศษช่วยลดแรงดันหลอมเหลวและการใช้พลังงาน

• การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์:การปรับอุณหภูมิ ความเร็วของสกรู และความเร็วในการดึงออกอย่างเป็นระบบ ด้วยวิธีการออกแบบเชิงทดลอง จะระบุส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุด
• การลดเวลาเริ่มต้น:การใช้ระบบอุ่นเครื่องและเพิ่มประสิทธิภาพขั้นตอนการสตาร์ทจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานในระหว่างการสตาร์ทอุปกรณ์
• การลดของเสีย:การปรับปรุงการควบคุมคุณภาพและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการจะช่วยลดการสูญเสียวัสดุและปรับปรุงอัตราการใช้

• ระบบป้อนที่แม่นยำ:เครื่องป้อนแบบกราวิเมตริกควบคุมการป้อนวัสดุอย่างแม่นยำตามปริมาณการใช้จริง
• การอัดเม็ดประหยัดพลังงาน:การใช้วงแหวนน้ำหรือวิธีการอัดเม็ดแบบระบายความร้อนด้วยอากาศจะช่วยลดการใช้พลังงานในขั้นตอนวิกฤตินี้
• การจัดการวัสดุที่เหมาะสมที่สุด:ระบบลำเลียงแบบนิวเมติกหรือสุญญากาศช่วยลดการใช้พลังงานระหว่างการขนย้ายวัสดุ

• การตรวจสอบพลังงาน:ระบบการจัดการพลังงานที่ครอบคลุมช่วยให้สามารถติดตามและวิเคราะห์การใช้พลังงานของสายการอัดขึ้นรูปแบบเรียลไทม์ได้
• การปรับปรุงที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล:ผลการวิเคราะห์แจ้งแผนการปรับเปลี่ยนการประหยัดพลังงานตามเป้าหมาย
• การฝึกอบรมพนักงาน:การเสริมสร้างความตระหนักรู้และทักษะด้านพลังงานของพนักงานส่งเสริมการมีส่วนร่วมร่วมกันในการอนุรักษ์

ผู้ผลิตพลาสติกรายหนึ่งที่ใช้สายการอัดรีดแบบสกรูเดี่ยวที่เก่าแก่สำหรับการผลิตท่อโพลีเอทิลีน (PE) ต้องเผชิญกับต้นทุนด้านพลังงานจำนวนมากที่ส่งผลต่อความสามารถในการทำกำไร การประเมินระบุประเด็นการปรับปรุงที่สำคัญหลายประการ:

1. มอเตอร์ขับเคลื่อนเกรด IE1 ที่ล้าสมัย
2. ระบบทำความร้อนความต้านทานไม่มีประสิทธิภาพ
3. ฉนวนถังเสื่อมโทรม
4. การปล่อยน้ำหล่อเย็นที่ไม่ได้รีไซเคิล

โปรแกรมการปรับปรุงให้ทันสมัยที่นำไปใช้ประกอบด้วย:

1. ทดแทนด้วยมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงเกรด IE3
2. การแปลงเป็นการทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
3. การติดตั้งฉนวนใยเซรามิกขั้นสูง
4. การดำเนินการทำความเย็นแบบวงปิดด้วยหอทำความเย็น

ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็น:

• ลดพลังงาน 12%ต่อตันท่อ PE ที่ผลิตได้
• เพิ่มผลผลิต 8%จากความร้อนที่เร็วขึ้น
• ลด90%ในการใช้น้ำหล่อเย็น
• ระยะเวลาคืนทุนสองปีเกี่ยวกับการลงทุนด้านความทันสมัย

กรณีนี้เป็นตัวอย่างว่าการปรับปรุงพลังงานเชิงกลยุทธ์ให้ทันสมัยสามารถลดต้นทุนการดำเนินงาน ปรับปรุงประสิทธิภาพ และเพิ่มความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมในกระบวนการอัดขึ้นรูปไปพร้อมๆ กันได้อย่างไร