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作者:信息發(fā)布員 來源:深圳市旺火科技有限公司 時間:2017/9/22 23:09:00
節(jié)能效果達到30%―70%
隨著科學技術的發(fā)展,科學家們將用綠色用電來緩解、對付面臨能源危機及環(huán)境保護。對企業(yè)家來說:降低能耗,降低成本,提高工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量,使自己的產(chǎn)品在市場上的競爭中有一席之地。
在塑料工業(yè)中,注塑機是一種通用型機械。在傳統(tǒng)設計上,只考慮到共用性,設計時是以最大容量為基礎,在實際的加工中,常常是大馬拉小車的現(xiàn)象,所以,在注塑機運行過程中電能浪費相當嚴重。
注塑機的運行工序過程一般分為鎖膠、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等,隨產(chǎn)品及加工工序不同,各工序所需液壓、流量、壓力不同。對于油泵馬達而言,注塑機在注塑過程的負載是處于變化狀態(tài)。其原注塑油泵馬達以恒定的轉速提供的液壓流量,多余的液壓將通過溢流閥回流,此過程稱高壓節(jié)流,高壓節(jié)流效率一般為60%-70%。能量損失多達30%-40%,同時由于液壓長期全速循環(huán)流動與液壓件機械劇烈磨擦,造成油溫過高,噪音過大,機械壽命縮短等不良現(xiàn)象。
例如一臺CLF-600T(油泵電機為55KW)的注塑機在產(chǎn)生某一種塑料工件時,整過工藝周期為43.1-50秒,經(jīng)現(xiàn)場測得其各工藝階段,所需時間和油泵電機負載電流如下:
鎖模∕射臺前進:4.1秒 75A
射膠: 5.5秒 52A
保壓: 9秒 52A
冷卻∕儲料: 23秒 52A(前9.1秒)
開模∕射臺后退: 3.7秒 75
由此可見,系統(tǒng)各工序油泵實際所需功率變化很大,特別是在射膠的保壓和冷卻階段,設備所用的55KW油泵電機利用得很低度,并且在實際的運行加工過程中,系統(tǒng)有大量時間處于待機狀態(tài),電機空轉,其相當部份電能浪費了。
根據(jù)注塑機這一工藝特性,我公司研制、開發(fā)出注塑機專用型變頻器,把定量泵液壓系統(tǒng)改變成為變頻控制(馬達)系統(tǒng)。這種變頻控制(馬達)系統(tǒng)的運行,將隨工藝、工序要求,可自動調(diào)節(jié)液壓、油壓的流量。滿足了注塑工況工藝要求,又能達到節(jié)能30%-70%的效果,并具有比原控制系統(tǒng)保護功能更強、更安全、更可靠。
由以理論分析與實際測得:把通用型注塑機改用注塑機專用型變頻調(diào)速控制以后有以下幾種優(yōu)點:
1. 節(jié)能降耗、降低成本。
2. 滿足各工況工藝要求,提高了產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量。
3. 實現(xiàn)了軟起動,對電網(wǎng)、變壓器無起動電流沖擊。(根據(jù)用戶的電網(wǎng)容量情況,可適當增加容量,免增容費)。
4. 由恒量泵改為變量泵,養(yǎng)活了因油壓過高而對機械的沖擊、磨損、延長機械壽命。
5. 相對地降低了油溫,機械噪音。
以下是我公司節(jié)能改造部分廠家的實例:
某電腦廠注塑機改造報告
一、 概述
某電腦廠現(xiàn)有CLP系列注塑機,規(guī)格80T-1000T,油泵交流電機功率為11KW-90KW,產(chǎn)品為ABS和PVC塑料件。在生產(chǎn)過程中,設備的自動控制過程如下:
鎖模∕射臺前進→射膠保壓→冷卻∕儲料→開模∕射臺后退(下一循環(huán)開始)。
經(jīng)現(xiàn)場檢測,一臺CLF-600T(油泵電機55KW)注塑機在生產(chǎn)某種塑料件時,整個工藝周期為43.1秒,其中各工藝所需時間和實測油泵電機負載電流如下:
1) 鎖模∕射臺前進:4.1秒 75A
2) 射膠: 5.5秒 52A
3) 保壓: 9秒 52A
4) 冷卻∕儲料: 23秒 52A(前9.1秒)
46A(后13.9秒)
5) 開模∕射臺后退: 3.7秒 75
由此可見,設備所用的55KW油泵電機利用效率很低,相當部分電能變成了無功功率,降低了電網(wǎng)質(zhì)量,造成了電能損失,增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。因此,對該系列注塑機進行改造,必定會產(chǎn)生良好的節(jié)電效果。
二、改造方案:
系統(tǒng)方框圖:
根據(jù)注塑機的工藝要求和變頻器的節(jié)能特點,可令油泵電機在不同的工藝段運轉于不同的轉速,相應于變頻器輸出不同的頻率。
1) 鎖模∕射臺前進:30-40HZ
2) 射膠∕保壓: 40-50HZ
3) 冷卻∕儲料: 3-15HZ
4) 開模∕射臺后退:30-40HZ
這樣,一方面,在電機利用效率低的情況下,通過變頻調(diào)速充分提高電機的利用效率,達到大幅度的節(jié)能的目的;另一方面,由于CLF注塑機各個工藝段之間負載變化大,所以可以通過使用節(jié)能型變頻器,也在相當程度上節(jié)省了電能。例如:我公司注塑機系列就是這樣一種智能交流感應電機節(jié)能變頻器,它同時具有變頻調(diào)速、動態(tài)功率調(diào)節(jié)和動態(tài)COS¢補償三方面功能。其核心是通過微電腦對電機的工作負載進行實時監(jiān)測,并對負載的變化作出快速響應,使電機在任意負載下均能獲得最佳的電壓供給,以實現(xiàn)最大的節(jié)能效果。下面舉例說明:
從電機的V-A特性曲線可知:當電機的負載從100%→50%→30%依次減低,很明顯,隨著電壓的變化會使電流逐漸降低到最低點X、Y、Z。該節(jié)能控制器可以通過其獨特的負載電腦監(jiān)控系統(tǒng),以每秒5000次的采樣速率,密切監(jiān)測著負載變化,并隨著負載的變化快速地調(diào)整電機的輸入電壓,使其保持在最佳工作點,使電機在整個負荷范圍內(nèi)的能量消耗達到最小程度,即該節(jié)能變頻器可以在不影響電機轉矩和轉速的情況下,可以根據(jù)負載的變化,不斷的為電機提供一個使電能消耗減少到最小的最佳電壓,在使用該智能變頻器后,除了能更強有力的運轉外,更能充分體現(xiàn)節(jié)能效果。
另外,該智能控制器還能根據(jù)電機負載的變化情況,對供給電機的電壓及電流進行優(yōu)化控制,大幅度改善馬達的功率因數(shù),使電機能在最高效率下運轉。
因此,在CLF系列注塑機節(jié)能改造中采用森海注塑機系列的3075Z節(jié)能變頻器,可以通過變頻調(diào)速(不同工藝段在不同且適宜的變頻下運行)、動態(tài)功率調(diào)節(jié)及大幅度改善電機功率因數(shù)三方面途徑,來達到可觀的節(jié)能效果。
三、經(jīng)濟分析
1、投資金融:
對CLF系列注塑機進行節(jié)能改造,就單臺CLF-600T注塑機來說,其油泵電機為55KW,則全套節(jié)能裝置總造價為60500元人民幣。
對某電腦廠全廠所有的41臺CLF注塑機進行節(jié)能改造的話,大約需要250萬人民幣。
2、節(jié)能率估算:
1) 根據(jù)P=√3UICOS¢,在不考慮改善和動態(tài)調(diào)功的情況下,假如相應電流不變(其實為減小),結合變頻器輸出電壓隨頻率變化的規(guī)律,可估算出總節(jié)能電率為:
2) 對于系列注塑機這種變化大的負載,系列的智能變頻器,利用其獨特的動態(tài)功率調(diào)節(jié)功能至少可以節(jié)能5%以上。
綜上所述,就算不考慮COS¢的改善,總節(jié)電率至少達到:31.4%+5%=36.4%
3、投資回收期:
根據(jù)CLF-600T注塑機在現(xiàn)加工塑料件43.1秒件工作周期內(nèi)、各工藝段所用的時間及油泵電機負載電流計算,每小時耗電量達37.6度;如工作周期內(nèi)、各工藝段所用的時間及油泵電機負載電流計算,每小時耗電量達37.6度;如果按照每月工作30天,每天工作24小時,每度電按一元收費,節(jié)電率按36.4%計算:
每月節(jié)約電費為:37.6×24×30×1×36.4%=9857.2(元)
投資回收期:60500÷9854.2=6.2(月)
即:大約6.2個月就可以收回全部投資。
四、CLF系列注塑機節(jié)能改造后節(jié)電效果顯著,投資回收期短,具有良好的應用前景。CLF-600T注塑機是順德市某電腦廠目前使用的注塑機系列的一種規(guī)格,因CLF注塑機原理相同,森海系列注塑機專用變頻器可全面推廣使用,那樣將會創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。
使用注塑機專用變頻器在節(jié)省電費開銷的同時,由于變頻器能準確有效的控制和消除多余的電力供應,還能防止電機不必要熱損耗,改善工作環(huán)境。同時采用了超低噪音的高載波IGBT器件,令電機能在超低噪音、低震動及最佳工作狀態(tài)下平穩(wěn)運轉。