Στο πλαίσιο της παγκόσμιας ενεργειακής κρίσης και των στόχων ουδετερότητας άνθρακα, η βιομηχανία πλαστικών υφίσταται άνευ προηγουμένου πίεση για μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και των εκπομπών άνθρακα. Τα πλαστικά ποτήρια, ως προϊόντα που καταναλώνουν πολλά χρήματα στην καθημερινή ζωή, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στην κατανάλωση ενέργειας και τις εκπομπές άνθρακα κατά την παραγωγή. Σύμφωνα με την τελευταία τάση ανάπτυξης τεχνολογίας της γραμμής παραγωγής πλαστικών κυπέλλων και τις πρακτικές περιπτώσεις της βιομηχανίας, το χαρτί εξερευνά συστηματικά τη διαδρομή-εξοικονόμησης και εξοικονόμησης ενέργειας- γραμμή παραγωγής πλαστικών κυπέλλων να δώσει μια λειτουργική λύση για τον πράσινο μετασχηματισμό του κλάδου.
1. Βελτιστοποίηση βασικής διαδικασίας: Μειώστε την κατανάλωση ενέργειας στην πηγή.
1.1 Έλεγχος ακριβείας των παραμέτρων χύτευσης με έγχυση
Η χύτευση με έγχυση είναι η βασική διαδικασία παραγωγής πλαστικών κυπέλλων, αντιπροσωπεύοντας πάνω από το 60%% της κατανάλωσης ενέργειας ολόκληρης της γραμμής παραγωγής. Με τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων πίεσης και χρόνου, μπορεί να επιτευχθεί αξιοσημείωτη εξοικονόμηση ενέργειας, διασφαλίζοντας παράλληλα την ποιότητα των προϊόντων. Για παράδειγμα, η χρήση της διατήρησης πίεσης σε πολλά στάδια σε συνδυασμό με έξυπνα συστήματα ελέγχου πίεσης μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας κατά 20 έως 30 τοις εκατό. Η μελέτη περίπτωσης δείχνει ότι όταν η πίεση μειώνεται από 120 MPa σε 90 MPa και η κατανάλωση ενέργειας ανά λειτουργία μειώνεται από 0,18 kW·h σε 0,13 kW·h, το ποσοστό αναγνώρισης του προϊόντος αυξάνεται κατά 5 τοις εκατό.
Η βελτιστοποίηση του συστήματος ψύξης είναι μια άλλη σημαντική ανακάλυψη. Τα παραδοσιακά συστήματα ψύξης αέρα καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια, αλλά η μετάβαση σε συστήματα υδρόψυξης με πύργους ψύξης κλειστού-βρόχου μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας ψύξης κατά περισσότερο από 40%. Σε περίπτωση ανακαίνισης μιας γραμμής, ο χρόνος ψύξης μειώθηκε κατά 35 35% βελτιστοποιώντας τις διατάξεις καναλιών νερού καλουπιού και χρησιμοποιώντας μέσα ψύξης νανορευστών και ο κύκλος καλουπιού μειώθηκε από 18 δευτερόλεπτα σε 12 δευτερόλεπτα, εξοικονομώντας 120.000 kW · h ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως.
1.2 Αύξηση της αποτελεσματικότητας των διαδικασιών διέλασης
Για τρόπους παραγωγής σώματος και καπακιού κυπέλλου που κατασκευάζονται χωριστά, το δυναμικό εξοικονόμησης ενέργειας στη διαδικασία εξώθησης είναι μεγάλο. Η υιοθέτηση της βίδας μεταβλητού βήματος αντί της συμβατικής βίδας σταθερού βήματος μπορεί να βελτιώσει την απόδοση πλαστικοποίησης κατά 15%-20%. Μια επιχείρηση έχει βελτιστοποιήσει την κατανομή θερμοκρασίας στις ζώνες θέρμανσης για να αποφύγει την τοπική υπερθέρμανση και σπατάλη ενέργειας και σε συνδυασμό με έξυπνα συστήματα ελέγχου θερμοκρασίας για δυναμική ρύθμιση ισχύος, η κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα προϊόντος μειώθηκε από 0,32 kW·h/kg σε 0,25 kW·h/kg.
2.Αναβαθμίσεις εξοπλισμού και έξυπνος μετασχηματισμός
2.1 Εισαγωγή αποδοτικών συστημάτων ισχύος
Η απόδοση μετατροπής ενέργειας των παραδοσιακών μηχανών χύτευσης με υδραυλική έγχυση είναι μόνο 60%-70%, ενώ αυτή των μηχανών χύτευσης αμιγώς ηλεκτρικών με έγχυση που κινούνται απευθείας από σερβοκινητήρες μπορεί να φτάσει το 90%. Μια επιχείρηση αντικατέστησε και τις 12 υδραυλικές πρέσες με αμιγώς ηλεκτρικά μοντέλα, μειώνοντας την ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από 4,8 εκατομμύρια kW·h σε 2,8 εκατομμύρια kW·h, ποσοστό απόδοσης 42%. Στην περίπτωση του υδραυλικού συστήματος, ο συνδυασμός ρύθμισης ταχύτητας μετατροπής συχνότητας και υδραυλικού λαδιού χαμηλής πίεσης μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας του συστήματος του υδραυλικού συστήματος κατά 25%-30%.
2.2 Ενοποίηση Ευφυών Συστημάτων Ελέγχου
Οι παράμετροι παραγωγής μπορούν να βελτιστοποιηθούν σε πραγματικό χρόνο με την ανάπτυξη συστημάτων κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου (DCS) και συστημάτων εκτέλεσης παραγωγής (MES). Μετά την εισαγωγή του αλγόριθμου τεχνητής νοημοσύνης, μια γραμμή παραγωγής προσάρμοζε αυτόματα παραμέτρους όπως η ταχύτητα έγχυσης και ο χρόνος μόνωσης ανάλογα με την απόδοση της πρώτης ύλης, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και ούτω καθεξής, μειώνοντας τη διακύμανση της κατανάλωσης ενέργειας ανά μονάδα προϊόντος από ±8% σε ±2%. Σε συνδυασμό με συστήματα πρόβλεψης συντήρησης, τα ποσοστά αστοχίας εξοπλισμού μειώθηκαν κατά 40% και οι απρογραμμάτιστες διακοπές λειτουργίας μειώθηκαν κατά 60%.
2.3 Κατασκευάστε συστήματα ανάκτησης απορριμμάτων θερμότητας
Η παραγωγή πλαστικών κυπέλλων παράγει πολύ Σημαντική απορριπτόμενη θερμότητα, η διάχυση θερμότητας από τον εξωθητήρα και η υδραυλική θέρμανση παράγουν το 30% της συνολικής θερμικής ενέργειας χαμηλής-βαθμίδας. Η θερμότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προθέρμανση πρώτων υλών ή θέρμανση εργαστηρίου εγκαθιστώντας συσκευή ανάκτησης απορριμμάτων θερμότητας σωλήνα θερμότητας. Η πρακτική μιας επιχείρησης έδειξε ότι η κατανάλωση φυσικού αερίου μειώνεται κατά 25% και εξοικονομούνται 120 τόνοι τυπικού άνθρακα ετησίως μετά τη θέση σε λειτουργία του συστήματος ανάκτησης υπολειμματικής θερμότητας.
3. Βελτιστοποίηση Δομής Ενέργειας και Αξιοποίηση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας
3.1 Εναλλακτικές λύσεις Καθαρής Ενέργειας
Η εγκατάσταση ενός φωτοβολταϊκού (ΦΒ) συστήματος στην οροφή του εργοστασίου, σε συνδυασμό με το μοντέλο «αυτόματη-παραγωγή, πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο», μπορεί να καλύψει το 30%-40% της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας της γραμμής παραγωγής. Ο φωτοβολταϊκός σταθμός ισχύος 5 MW μιας επιχείρησης παράγει 6 εκατομμύρια κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, που ισοδυναμεί με 4.800 τόνους εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Τα απόβλητα πλαστικού αέριου σύνθεσης πυρόλυσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγή ενέργειας βιομάζας για καύσιμο λέβητα και ούτω καθεξής για την πραγματοποίηση της ανακύκλωσης ενέργειας.
3.2 Μέτρα Βελτιστοποίησης Ποιότητας Ισχύος
Η εγκατάσταση Φίλτρα Ενεργού Ισχύος (APF) και Δυναμικοί Αποκαταστάτες Τάσης (DVR) μπορούν να εξαλείψουν τις διακυμάνσεις της τάσης και τις αρμονικές παρεμβολές και να βελτιώσουν την απόδοση της λειτουργίας του εξοπλισμού. Ως αποτέλεσμα της ανανέωσης, ο συντελεστής ηλεκτρικής ισχύος μία γραμμή παραγωγής αυξήθηκε από 0,78 σε 0,95 και ο ρυθμός φορτίου του μετασχηματιστή μειώθηκε κατά 18%, εξοικονομώντας 150.000 kW·h ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως.
4. Αντικατάσταση πρώτων υλών και ελαφρύς σχεδιασμός
4.1 Εφαρμογή Βιοβασισμένων Υλικών
Οι παραδοσιακές διαδικασίες παραγωγής πολυαιθυλενίου (PE) και πολυπροπυλενίου (PP) έχουν υψηλότερες εκπομπές άνθρακα, ενώ τα βιοαποδομήσιμα πλαστικά όπως το πολυγαλακτικό οξύ (PLA) έχουν 40% χαμηλότερη ένταση εκπομπών άνθρακα. Μια επιχείρηση έχει αναπτύξει σύνθετα υλικά PLA/μπαμπού ινών που μείωσαν το βάρος ενός μόνο φλιτζανιού από 8 γραμμάρια σε 6 γραμμάρια, διατηρώντας παράλληλα την αντοχή του φλυτζανιού, μειώνοντας την κατανάλωση πρώτων υλών κατά 25% και την κατανάλωση ενέργειας παραγωγής κατά 18%.
4.2 Σχεδιασμός Δομικής Βελτιστοποίησης
Με τη χρήση της τεχνολογίας προσομοίωσης CAE, η κατανομή του πάχους του τοιχώματος του κυπέλλου βελτιστοποιείται και η αραίωση του υλικού επιτυγχάνεται υπό την προϋπόθεση της εγγύησης των μηχανικών ιδιοτήτων. Μέσω του σχεδιασμού τοπολογικής βελτιστοποίησης, μια επιχείρηση μείωσε το πάχος του πυθμένα του κυπέλλου από 1,2 mm σε 0,9 mm, μειώνοντας την ποσότητα της πρώτης ύλης που χρησιμοποιείται ανά φλιτζάνι κατά 20% και τον κύκλο χύτευσης με έγχυση κατά 15%. Σε συνδυασμό με την τεχνολογία εξώθησης πολλαπλών-επίπεδων-, το στρώμα μόνωσης αέρα μπορεί να σχηματιστεί στον τοίχο του κυπέλλου, το οποίο μπορεί να βελτιώσει την απόδοση μόνωσης κατά 30% και να μειώσει τη χρήση υλικών.
V. Ανάκτηση απορριμμάτων και αξιοποίηση πόρων
5.1 Σύστημα ανακύκλωσης υλικών άκρων
Ρυθμίστε την ενσωματωμένη γραμμή ανακύκλωσης της τροποποίησης-καθαρισμού-κοκκοποίησης- θραυστήρα για να μετατρέψετε το πλευρικό υλικό χύτευσης με έγχυση σε αναγεννημένα σωματίδια. Με την προσθήκη 20 έως 30 τοις εκατό ανακυκλωμένου υλικού, το κόστος των πρώτων υλών μπορεί να μειωθεί κατά 15 έως 20 τοις εκατό χωρίς να διακυβεύεται η ποιότητα του προϊόντος. Η πρακτική μιας επιχείρησης έδειξε ότι τα κύπελλα από ανακυκλωμένα υλικά διατήρησαν 92% αντοχή σε εφελκυσμό και 88 τοις εκατό αντοχή σε κρούση σε σύγκριση με τα κύπελλα που κατασκευάζονταν από πρώτες ύλες.
-Τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας για καυσαέρια
Η επεξεργασία πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) κατά τη χύτευση με έγχυση είναι το επίκεντρο της εξοικονόμησης ενέργειας. Χρησιμοποιώντας τεχνολογία συγκέντρωσης ρότορα ζεόλιθου + καταλυτική καύση, τα καυσαέρια χαμηλής-συγκέντρωσης μπορεί να συγκεντρωθούν 20 φορές πριν από την επεξεργασία και η απόδοση θερμικής ανάκτησης μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 85%. Μετά την ανανέωση, μια επιχείρηση μείωσε την κατανάλωση φυσικού αερίου κατά 60% και ο κύκλος αντικατάστασης του καταλύτη επεκτάθηκε στα 2 χρόνια, εξοικονομώντας 400.000 γιουάν ετησίως σε λειτουργικά κόστη.
6. Συνεργατική Διαχείριση Πράσινης Εφοδιαστικής Αλυσίδας
6.1 Χαμηλή-Ανθράκωση των Ανώτερων Πρώτων Υλών
Ζητήστε δεδομένα αποτυπώματος άνθρακα από προμηθευτές και δώστε προτεραιότητα στην προμήθεια πρώτων υλών που παράγονται με πράσινη ηλεκτρική ενέργεια. Μια επιχείρηση έχει δημιουργήσει ένα σύστημα αξιολόγησης του αποτυπώματος άνθρακα προμηθευτή για να μειώσει την ένταση των εκπομπών πρώτων υλών κατά 12% και την κατανάλωση ενέργειας της εφοδιαστικής κατά 15% μέσω κεντρικών προμηθειών.
6.2 Βελτιστοποίηση Downstream Logistics
Το νέο όχημα μεταφοράς ενέργειας και ο αλγόριθμος βελτιστοποίησης διαδρομής χρησιμοποιούνται για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας διανομής. 1 αντικαθιστώντας τα πετρελαιοκίνητα φορτηγά με ηλεκτρικά φορτηγά μέσω έξυπνων συστημάτων αποστολής, μειώνοντας τις εκπομπές άνθρακα κατά τη μεταφορά κατά 70 τοις εκατό και μειώνοντας τις κενές θέσεις των οχημάτων από 25 τοις εκατό σε 10 τοις εκατό.
7. Διαδρομές Εφαρμογής και Αξιολόγηση Οφέλη
7.1 Στρατηγική σταδιακού μετασχηματισμού
Σύμφωνα με την αρχή της «επείγουσας ανάγκης και προς όφελος των ανθρώπων», οι επιχειρήσεις θα πρέπει να καθοδηγούνται στην εφαρμογή του συστήματος σταδιακά: τον πρώτο χρόνο, θα πρέπει να ολοκληρώσουν το σύστημα εξοικονόμησης ενέργειας{0} και της σπατάλης θερμότητας του εξοπλισμού, με αναμενόμενη περίοδο απόσβεσης 2-3 ετών. κατά το δεύτερο έτος, θα πρέπει να προωθήσουν την υποκατάσταση της καθαρής ενέργειας και την έξυπνη αναβάθμιση, με μείωση της έντασης της κατανάλωσης ενέργειας κατά περισσότερο από 20%. και το τρίτο έτος, θα πρέπει να δημιουργήσουν ένα σύστημα πράσινης εφοδιαστικής αλυσίδας για να επιτύχουν τον στόχο της μείωσης των εκπομπών άνθρακα καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους.
7.2 Ολοκληρωμένη Ανάλυση Οφέλη
Για τις επιχειρήσεις που παράγουν 100 εκατομμύρια πλαστικά κύπελλα ετησίως, η ολοκληρωμένη εφαρμογή αυτών των μέτρων θα εξοικονομήσει 8 εκατομμύρια kW·h ηλεκτρική ενέργεια, 6.400 τόνους εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, 3 εκατομμύρια γιουάν σε κόστος πρώτων υλών και 3 εκατομμύρια γιουάν σε κόστος διάθεσης απορριμμάτων ετησίως. Ενώ η αρχική επένδυση θα είναι περίπου 20 εκατομμύρια δολάρια, τα έσοδα από την εξοικονόμηση ενέργειας και τα έσοδα από το εμπόριο άνθρακα μπορούν να ανακτηθούν σε 4 έως 5 χρόνια.
Σύναψη:
Για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας τουγραμμή παραγωγής πλαστικών κυπέλλων, θα πρέπει να υιοθετηθεί μια συστηματική προσέγγιση από τις πτυχές της βελτιστοποίησης της διαδικασίας, της αναβάθμισης του εξοπλισμού, της διαχείρισης ενέργειας, της υποκατάστασης πρώτων υλών και της ανακύκλωσης απορριμμάτων. Με την εισαγωγή καινοτόμων λύσεων όπως η τεχνολογία ευφυούς ελέγχου, οι εναλλακτικές λύσεις καθαρής ενέργειας και ο ελαφρύς σχεδιασμός, οι επιχειρήσεις μπορούν να μειώσουν σημαντικά το λειτουργικό κόστος, να βελτιώσουν την ανταγωνιστικότητα της αγοράς και να θέτουν σημείο αναφοράς για τον πράσινο μετασχηματισμό του κλάδου. Στο πλαίσιο του στόχου των στόχων ουδετερότητας άνθρακα, η εξοικονόμηση ενέργειας έχει γίνει ο μόνος τρόπος για τη βιομηχανία πλαστικών να επιβιώσει και να αναπτυχθεί, και η συνεχής καινοτομία είναι το κλειδί για την κατάκτηση της αγοράς του μέλλοντος.
