تمثل تكاليف الطاقة أحد أكبر النفقات التشغيلية في معالجة البلاستيك، وغالبًا ما تمثل 15-25٪ من إجمالي تكلفة الإنتاج. بالنسبة لأنظمة آلاتماكانة إنماء (EBM) التي تعمل على مضخات ذات فافرة الطاقة وكخلات هيدروليكية أو servo قوية، فإن استهلاك الطاقة هو عامل مهم يؤثر على الربحية. ولا ينطوي تحسين استخدام الطاقة فقط على خفض فواتير المرافق؛ بل يتعلق أيضًا بتحسين استقرار العملية وتمديد عمر المعدات. تتناول هذه المقالة الجوانب التقنية لاستهلاك الطاقة في EBM وتقدم استراتيجيات قابلة للتنفيذ لتحقيق الاستفادة الضخمة، وتضم آراء من شركة Apollo-China المتخصصة في تصميمات عصائر الطاقة.
فهم بيان الطاقة الخاص بآلة الطهي النفخة.ـ
1- من أجل تحسين استهلاك الطاقة، يجب首先 فهم المكان الذي تتجه إليه الطاقة. تمثل آلة EBM نظامًا معقدًا يضم العديد من المكونات كثيفة الاستهلاك للطاقة. وفي العادة، يبدو هذا التجزئة على النحو التالي:
نظام محرك علبة التوقف (40-50٪): المقطورة التي تدفع المسمار هي أكبر مستهلك. يُتستخدم الطاقة للعصيان الثقيل للزحام والاحتكاك في أكواب.
أشرطة التدفئة (20-30٪): أجهزة التسخين الكهربائية تحافظ على درجة حرارة البندقية. يشكل فقدان الحرارة من خلال العزل مصدرًا رئيسيًا للتخفيض.
نظام التشطيب الهيدروليكي (15-20٪): في الآلات التقليدية، تعمل المضاعفات الهيدروليكية باستمرار، تستهلك الطاقة حتى عندما تكون في وضعية عدم حركة. تعمل أنظمة الهيدروليك التلقائية على تحسين هذا بشكل كبير.
الاستراتيجيات الفنية لتحسين كفاءة الطاقة
من أجل تحسين استهلاك الطاقة، يجب أولا فهم إلى أين تذهب الطاقة. آلة الطهي النفخة EBM هي نظام معقد يتضمن العديد من المكونات المكثفة للطاقة. يبدو شكل الفتحتك على النحو التالي:
فيزياء الذوبان ولتحمل المحرك.ـ الطريقة.ـ نفس استهلاك الطاقة المحدد يُقاس في كيلووات-ساعة للكيجرامات من الانتاج. يجب أن تسهدف خط الطهي النفخة بشكل جيد استهلاك الطاقة المحدد
2. نظام تدفئة و تكثيف داخلي عالي الكفاءة.
تُستخدم آلات الصباغة الحرارية المصنوعة في السابق خاملةً مُنتجةً منها حرارة تُفقد إلى البيئة. بينما تُستخدم آلات السوق الحديثة (EBM) مُعَديةً مع نظامي التدفئة بارزين: أحدهما عبارة عن زيت حراري، والأخرى عبارة عن خلائط نانوية مُدفئة بالأشعة تحت الحمراء التي تُنقل الحرارة بشكل أكثر كفاءة. كما إن تطبيق عزل جيد يعتبر أمرًا ضروريًا. إذ يمكن بنصفنِ من الألياف السيراميّة وضعها حول الباري لترفع درجة حرارة السطح إلى درجة تقارب درجة الحرارة المحيطة، مما يُقلل من فقدان الحرارة. ومِمّا يعني أن نظام التدفئة يعمل على مدار أقل. كما تُستخدم بعض الأنظمة المتطورة نظام التدفئة بالزيت الحراري بدلاً من الأشرطة الكهربائية من أجل تحقيق تحكم أسوء في درجة الحرارة، لكن هذا يؤدي إلى زيادة التكاليف. بالنسبة لمُكائن اللب 100 مم، يتوقع أن يؤدي ترقية أنظمة العزل والتدفئة إلى توفير ما بين 3 و 5 كيلووات من الطاقة بشكل مستمر.
3- تحسين نظام التبريد
غالبًا ما يكون البراد الأكبر من اللازم أو يعمل بشكل غير كفء. باستخدام محولات سرعة متغيرة (VFDs) على ضواغط البراد ومروحية البرج المبرد، يمكن ضبطها على أن تعمل بسرعة أقل عند انخفاض حمل الحرارة. ومن جانب آخر، فإن تنظيم مجاري تبريد القالب يقلل من معدل تدفق المياه. فلو تم تبريد القالب بشكل أسرع، فإن فترة التشغيل تصبح أسرع، كما يستهلك المصنع طاقة أقل على الشغل الواحد. حيث تم تصميم Apollo-China لطوابعها مع قنوات تبريد متطابقة من شأنها زيادة كفاءة النقل الحراري بنسبة 40%، مما يسمح بتقليص فترة التبريد وتخفيض حمولة البراد.
4. Process Parameter Optimization
تؤدي تشغيل المُكائن على أقل درجة ممكنة تعطي نتائج إتلاف وردي ممتازة إلى تقليل حمولة الحرارة. إلا أن تشغيل درجة الحرارة منخفضة بشكل مفرط يزيد من عزم الدوران (والطاقة) بشكل كبير. وتعتبر “المنطقة الجيّدة” عادة أعلى من درجة انصهار 10-20 درجة مئوية. كما أن استخدام مقوّمات التحكم في درجة الحرارة الأوتوماتيكية التي تحسن إنتاجية التدفئة بشكل صحيح يمنع زيادة الإشتعال. ومن جانب آخر، فإن التحسين السليم لنمط سرعة المسمار-أي تشغيلها بشكل سريع خلال عملية الاكتشاف أو التوقف أو التباطؤ خلال مرحلة القفل والتهدد-يسنع مبلغًا كبيرًا من الطاقة. ويمكن للبرامج المتطورة في الجوّال أن يقوم تلقائيًا بهذه “الطرائق البيئية.”
تحليل التكاليف النقدية لتحسين الطاقة
دعنا نُحلل التأثير المالي لرفع خطوط إتش بي م في عمل ليفي-هيدروليكي إلى تكوين حَلّ-هيدروليكي.
السيناريو: الجهاز القياسي التابع لسيفير-توربيد هيدروليكي.
افتراضات: تعمل الماكينة 16 ساعة يوميًا، و300 يومًا في السنة. تكليف الكهرباء:
Standard Machine (Induction Motor + Fixed Pump):
Total Power Draw: 120 kW (avg)
Annual Energy Use: 120 kW * 16 * 300 = 576,000 kWh
Annual Cost: 576,000 * $0.12 = $69,120
Optimized Machine (Servo Motor + VFD Pump):
Total Power Draw: 75 kW (avg, 37% savings)
Annual Energy Use: 75 kW * 16 * 300 = 360,000 kWh
Annual Cost: 360,000 * $0.12 = $43,200
12 دولار لكل كيلووات. الإنتاج: 500 كيلوغرام لكل ساعة.
التكاليف الخفية لانعدام الكفاءة
التوفير السنوي: 25،920 دولارًا. إذا كان تكلفة الترقية 30،000 دولار، فإن فترة الاسترداد هي أكثر من 1 عام. خلال حياة الماكينة التي تستمر 10 سنوات، يوفّر هذا 259،200 دولار في الكهرباء فقط.
غالباً ما تعمل الماكينات غير الفعالة بدرجة حرارة أعلى، ما يتسبّب بزيادة تدهور زيت الهيدروليكي والصمامات. وفي كثيرٍ من الأحيان يلجأ المَصنع لاستبدال الصمامات وصيانة الزيت بشكل سنوي، ما يضيف تكليف 5000$-10000$ سنوياً في التكاليف الصُنفية. وتقوم الماكينات ذات الكفاءة في استخدام الطاقة بالعمل بدرجة حرارة أقل وتعرض مكوناتها لشدّ أصغر، ما يؤكد على الفترة بين خدمات الخدمة. وتعتبر هذه “توفير التكاليف الصُنفية” يجب أن تُضاف إلى عملية حساب العائد الاستثماري.
نهج Apollo-China في الكفاءة في استخدام الطاقة
تم دمج Apollo-China لفلسفة تخفيض التكاليف في التصميم الرئيسي لمُكائن هلام الصب تشكيل. وتكون الماكينات من “سلسلة الحياة الخضراء” التالية:
الصيانة من أجل كفاءة الطاقة
حتى أن آلة الأكثر فعالية تصبح غير فعالة إذا لم يتم صيانتها. وتشمل مهام الصيانة الرئيسية:
فحص شريط الساخن: استبدال أي شرائط مدمرة أو تالفة فورًا. يؤدي عدم وجود شريط إلى إجبار وحدة التحكم على زيادة طاقة الأشرطة المتبقية، وبهذا يكون ضائعا الطاقة.
التوجهات المستقبلية في استهلاك الطاقة في EBM
حالة الزيت الهيدروليكي: يزيد الزيت المتدهور من الاحتكاك في الصمامات والمضخات. قم بتغيير الزيت كل 2000 ساعة أو سنويًا.
الاستنتاج
تنظيف الفلاتر: يؤدي وجود مرشحات هواء مسدودة على أداة تحميل القبالة إلى إجبار المحرك على العمل بجهد أكبر. تنظفها أسبوعيًا.
