Energy-efficient extrusion

高能效挤出: 我们如何降低能源成本?

聚合物挤出是一种能源密集型工艺。在过去几十年中,SML为提高挤出生产线的能效做出了很多努力,特别是在能源价格不断上涨以及环保意识日益增强的今天,节能的话题比以往任何时候更受关注。

 


挤出机配置
配置挤出生产线可为节能做出重大贡献。聚合物熔融的挤出过程会消耗大部分能量,因此,挤出机尺寸和设计的选择至关重要。”SML研发主管Hans-Jürgen Luger解释道。当选用理想的驱动和螺杆配置时,挤出机的运行通常是高效的,这尤其适用于SML直径为75 mm90 mm的高速挤出机,其是专为加工PPLDPELLDPEPS而设计的,挤出量高达1,200 kg/h。与直径更大的挤出机相比,在总挤出量相同情况下,高速挤出机的加热功率可降低达80%。另一个实例是SML加工EVOH或黏合材料等敏感聚合物的HO-LT挤出机,该挤出机可在低熔融温度下实现高生产率。通过以直径35 mmHO-LT挤出机代替最大挤出量相同的75 mm EVOH标准挤出机,比能输入(SEI)从250 Wh/kg降至200 Wh/kg

 


高效冷却水处理
除聚合物的加热和熔融过程外冷却过程也值得考虑。首先,冷却循环中的水质对实现高效冷却和工艺可靠性至关重要。沉积物和冷却循环污染会降低热传导效率,因此为达到相同的制冷量,必须降低冷却水温度。一般来说,冷却水所需的温度水平不应根据需要降低。其次,冷却水生成系统为我们提供了节约能源的机会。例如,SML位于Redlham的总部使用一套先进的地源热泵系统,包括地下水井、地热泵(也可以是太阳能热泵)和屋顶冷却装置。此外,挤出生产线运行时散发的热量可用于建筑物的冬季供暖。

 


生产线配置:有效减少边条数量 
另一个重要问题是再造粒、再喂入挤出系统和再熔融的边条数量。一般而言,再喂入的边条比例随挤出生产线的薄膜宽度增加而减少。因此,我们认为薄膜宽度较大的宽幅挤出生产线更高效。将SMLMiniCast拉伸缠绕膜生产线(净宽1,500 mm)与2022K展上展示的PowerCast XL生产线(净宽4,500 mm)进行比较,边条比例从27%减少至17%。这意为,对于PowerCast XL生产线,每kg/h净产量因边条再喂入产生的额外功耗为50 Wh/kg,而MiniCast的这项数据为90 Wh/kg

 


减少热量排放
热表面会因热辐射损失热量对热表面做隔热保温处理是一种非常有效且廉价的降低能源成本方法。此外,隔热层,例如熔体适配器上的隔热层,可以很容易地进行改装。测量数据表明,为保持适配器的设定温度,没有任何隔热层时,每一米长度的功耗为8 kWh,加装隔热层后,该功耗降低至6 kWh- 25%)。SML还改进了挤出机机筒的加热/冷却装置,加热模式下热辐射导致的热量损失降低达30%

 


检测外围设备中隐藏的能源消耗
无论生产线速度和产量如何泵的驱动或鼓风机经常全速运转。通过安装变频器和修改设备控制系统,可在不影响生产线产量的情况下,根据需求调整驱动速度和所需功率。更进一步的做法是利用SML的数据生成和分析工具bitWise优化设备参数,进而充分挖掘设备的节能潜力。

 

Redlham, 15.05.2023