注塑機節能改造方案 節能效果達到30%―70% 隨著科學技術的發展，科學家們將用綠色用電來緩解、對付面臨能源危機及環境保護。對企業家來說：降低能耗，降低成本，提高工藝，提高產品質量、產量，使自己的產品在市場上的競爭中有一席之地。 在塑料工業中，注塑機是一種通用型機械。在傳統設計上，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。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，此過程稱高壓節流，高壓節流效率一般為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象。 例如一臺CLF－600T（油泵電機為55KW）的注塑機在產生某一種塑料工件時，整過工藝周期為43.1－50秒，經現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，系統有大量時間處于待機狀態，電機空轉，其相當部份電能浪費了。 根據注塑機這一工藝特性，我公司研制、開發出注塑機專用型變頻器，把定量泵液壓系統改變成為變頻控制(馬達)系統。這種變頻控制(馬達)系統的運行，將隨工藝、工序要求，可自動調節液壓、油壓的流量。滿足了注塑工況工藝要求，又能達到節能30%－70%的效果，并具有比原控制系統保護功能更強、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速控制以后有以下幾種優點： 1. 節能降耗、降低成本。 2. 滿足各工況工藝要求，提高了產品質量、產量。 3. 實現了軟起動，對電網、變壓器無起動電流沖擊。（根據用戶的電網容量情況，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。 以下是我公司節能改造部分廠家的實例： 順達電腦廠注塑機改造報告 一、 概述 順達電腦廠現有CLP系列注塑機，規格80T－1000T，油泵交流電機功率為11KW－90KW，產品為ABS和PVC塑料件。在生產過程中，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(下一循環開始)。 經現場檢測，一臺CLF－600T（油泵電機55KW）注塑機在生產某種塑料件時，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，降低了電網質量，造成了電能損失，增加了企業的生產成本。因此，對該系列注塑機進行改造，必定會產生良好的節電效果。 二、改造方案： 系統方框圖： 根據注塑機的工藝要求和變頻器的節能特點，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，通過變頻調速充分提高電機的利用效率，達到大幅度的節能的目的；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能型變頻器，也在相當程度上節省了電能。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能變頻器，它同時具有變頻調速、動態功率調節和動態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，以實現最大的節能效果。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。該節能控制器可以通過其獨特的負載電腦監控系統，以每秒5000次的采樣速率，密切監測著負載變化，并隨著負載的變化快速地調整電機的輸入電壓，使其保持在最佳工作點，使電機在整個負荷范圍內的能量消耗達到最小程度，即該節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，更能充分體現節能效果。 另外，該智能控制器還能根據電機負載的變化情況，對供給電機的電壓及電流進行優化控制，大幅度改善馬達的功率因數，使電機能在最高效率下運轉。 因此，在CLF系列注塑機節能改造中采用森海注塑機系列的3075Z節能變頻器，可以通過變頻調速(不同工藝段在不同且適宜的變頻下運行)、動態功率調節及大幅度改善電機功率因數三方面途徑，來達到可觀的節能效果。 三、經濟分析 1、投資金融： 對CLF系列注塑機進行節能改造，就單臺CLF-600T注塑機來說，其油泵電機為55KW，則全套節能裝置總造價為60500元人民幣。 對順達電腦廠全廠所有的41臺CLF注塑機進行節能改造的話，大約需要250萬人民幣。 2、節能率估算： 1) 根據P=√3UICOS￠，在不考慮改善和動態調功的情況下，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律，可估算出總節能電率為： 2) 對于系列注塑機這種變化大的負載，系列的智能變頻器，利用其獨特的動態功率調節功能至少可以節能5%以上。 綜上所述，就算不考慮COS￠的改善，總節電率至少達到：31.4%＋5%=36.4% 3、投資回收期： 根據CLF－600T注塑機在現加工塑料件43.1秒件工作周期內、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、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，節電率按36.4%計算： 每月節約電費為：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系列注塑機節能改造后節電效果顯著，投資回收期短，具有良好的應用前景。CLF－600T注塑機是順德市順達電腦廠目前使用的注塑機系列的一種規格，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，那樣將會創造更好的經濟效益。 使用注塑機專用變頻器在節省電費開銷的同時，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下平穩運轉。