挤出吹塑工艺过程中节能环保的主要措施和方法
主要从节能与环保两个视角讲述了塑料挤出吹塑全工艺流程中的目前可以实施的主要措施和方法，用比较详实的数据论证了其经济效益和社会价值，为塑料挤出吹塑技术在节能环保方面的进步提出了较为明确的发展方向和目标。
一、挤出吹塑工业规模
1.吹塑机
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捷报！2020年中国塑机营收利润双增长
来源：中国塑料机械工业协会 日期：2021-02-08
根据中国塑料机械工业协会的最新分析，2020年488家规模以上塑机企业产量333689台，同比下降5%；营业收入810.56亿元人民币，同比增长近25%；营业成本619.14亿元人民币，同比增加近22%；利润总额in85.72亿元人民币，同比增长49%；营收利润率10.58%，比2019年高1.73个百分点。按季度来看，产量、营业收入和成本呈逐季度递增态势，而利润总额在第二季度达到峰值后，第三、四季度增幅逐步收窄。
从效益指标看，2020全年塑机行业整体营业收入利润率、成本费用利润率、总资产利润率、资产负债率和资产保值增值率等指标保持优于同期全国机械工业的平均水平。
2020年塑机进出口总额46.35亿美元，同比增长0.86%。其中进口额17.89亿美元，同比下降5%，降幅较前11个月累计进一步收窄；出口额28.46亿美元，同比增长5%，增幅较前11个月扩大；贸易顺差10.57亿美元，同比增长29%，中国塑机贸易顺差有史以来首次突破10亿美元
挤出机进口额保持高速同比增长24%、出口额同比下降14%；其中，塑料造粒机进口额同比增长24%、出口额同比下降32%，其他挤出机进口额同比增长24%、出口额同比下降7%。
吹塑机进口额同比下降45%、出口额同比增长11%；其中，注射吹塑机、挤出吹塑机和其他吹塑机的出口额分别同比增长37%、3%和15%。
塑料中空成型机进口额和出口额则分别同比增长43%、11%。
塑料压延成型机进口额和出口额分别同比下降29%、32%。
从统计的资料看：国内挤出吹塑机械2020年销售额共计？ 万元，其中国内销售？ 万元，出口？ 万元，进口挤出吹塑设备？ 万元。挤出吹塑设备保有当量总值估计2400，000万元。
苏州同大机械有限公司 2020年销售额28，769万元，共计630台套。公司排除疫情带来的不利影响，取得很大的成绩。
2.吹塑制品
从苏州同大机械有限公司 的销售状况分析，传统挤出吹塑制品行业需求保持稳定，如食品瓶、奶制品瓶、个人护理瓶、化妆品瓶、润滑油桶、大型化工桶；因为疫情影响，医疗用瓶、洗涤消毒类的家用日化瓶、小化工桶、危化品桶需求旺盛；随国家太阳能产业发展，太阳能浮体有大的增长，养殖用浮体、吹塑托盘同样增长；燃油箱、压力罐、风管等汽车类需求较低。
整个吹塑制品产业规模，根据挤出吹塑机械销售额估算，全产业生产规模在3,000亿元以上，消耗原料2000-3000万吨，电能100亿度以上。
二、国家相关政策
二、优化产业和能源结构
（三）促进传统产业转型升级。深入实施“中国制造2025”，深化制造业与互联网融合发展，促进制造业高端化、智能化、绿色化、服务化。构建绿色制造体系，推进产品全生命周期绿色管理，不断优化工业产品结构。支持重点行业改造升级，鼓励企业瞄准国际同行业标杆全面提高产品技术、工艺装备、能效环保等水平。严禁以任何名义、任何方式核准或备案产能严重过剩行业的增加产能项目。强化节能环保标准约束，严格行业规范、准入管理和节能审查，对电力、钢铁、建材、有色、化工、石油石化、船舶、煤炭、印染、造纸、制革、染料、焦化、电镀等行业中，环保、能耗、安全等不达标或生产、使用淘汰类产品的企业和产能，要依法依规有序退出。
三、加强重点领域节能
（六）加强工业节能。实施工业能效赶超行动，加强高能耗行业能耗管控，在重点耗能行业全面推行能效对标，推进工业企业能源管控中心建设，推广工业智能化用能监测和诊断技术。到2020年，工业能源利用效率和清洁化水平显著提高，规模以上工业企业单位增加值能耗比2015年降低18%以上，电力、钢铁、有色、建材、石油石化、化工等重点耗能行业能源利用效率达到或接近世界先进水平。推进新一代信息技术与制造技术融合发展，提升工业生产效率和能耗效率。开展工业领域电力需求侧管理专项行动，推动可再生能源在工业园区的应用，将可再生能源占比指标纳入工业园区考核体系。
三、挤出吹塑工艺过程吹塑机能源消耗（电能）
1、吹塑机装机容量
举例说明：
苏州同大机械有限公司 TDB-250F/P 200升双层"L"桶吹塑机 点击查看
2、分析能耗:TDB-250F/P 200升双层"L"桶吹塑机
塑化系统
装机容量：
加热总功率： 53+26.5*2=106 kw；
挤出机驱动电机功率： 75*2=150 kw;
实际负载:(挤出机转速55%,产量290kg/h,原料TR571，成型周期150s)
加热功率： (53+26.5*2)*0.13=13.8 kw；
挤出机驱动电机功率： (75*2)*51%=76.5 kw;
挤出机比功率：<0.29 kw*h/kg
塑化能效比： <0.315 KW*h/kg
液压系统
装机容量: 42.5+21+11=74.5 kw
实际负载： 74.5*0.15=13 kw
整机能效比
(塑化系统.实际负载+液压系统.实际负载）/实际产量 = (13.8+76.5+13)/280=0.356 kw.h/kg
对比国家标准(GB/T35382-2017)
TDB-250F/P 200升双层"L"桶吹塑机非常接近1级能效，大大优于标准中节能产品认证的技术要求。
分析结论
从以上实例数据，可以看出吹塑机工作电能消耗：
- 塑化系统中挤出机驱动占总耗能可达70%。
- 加热系统能耗占比15%。
- 液压及动力系统占比15%。
3、TDB-250F/P 200升双层"L"桶吹塑机节能措施
- 3.1 高效节能的挤出塑化系统
- 螺杆设计：优化螺杆设计，使其具有高效、低温升、优异塑化质量、原料适应性广泛等特点。（非常重要）
- 大功率高扭矩伺服电机驱动，能效高，扭矩大，非常适合挤出工况。
- 温控系统：精确智能PID的温控系统，温控精度±1,低频次风冷工作模式。
- 保温处理：加热器覆以保温材料，减少热量逸散，如气凝胶保温圈。
- 新型加热方式：远红外加热、电感加热。
-
3.2 电液伺服系统
从单一注塑机行业扩张到具有液压伺服化发展趋势的行业、包括挤出吹塑产业。 以油泵为动力源，压力、流量为控制对象， 通过伺服化实现产业和设备升级。
优点：工艺过程中精准控制压力流量、没有过多的液压能量损耗，至少节能15-40%，工作噪音大幅降低，有效改善车间环境。
- 双主液压伺服工作回路，可以并行动作，执行效率更高。
- 增大液压管径，优化管路布置。
-
电液伺服系统原理示意图
4、苏州同大机械有限公司 节能产品的发展路线图
- 80%以上产品为非传统型节能设备。
- 大机型已全部、中小型吹塑机2年内全部升级为电液伺服、电液伺服+电动伺服、全电动伺服节能型产品。
- 中大功率挤出机驱动电机（含50kw以上）2年内全部升级为伺服电机驱动。
- 扩大新型节能高效螺杆料筒产品覆盖面，2年内达到70%以上。
- 逐步加大新型加热方式使用率。
5 、全电动吹塑机的性能特点 点击查看
- 提供全套挤出驱动+温控+壁厚+轴控方案，CAN通讯，ETHERCAT高速总线控制轴，全线可控。
- 凸轮连续定位，壁厚轴描点由100点间断定位转为凸轮连续定位方式，出料成型表面更平滑。
- 多传驱动器，驱动器多传结构，双轴应用，省线省制动电阻省电柜。
- 全电替代油泵，减少现场环境油污，各轴动作及运行速度，位置灵活可调，提高制品成品质量稳定性。
- 合理的运动曲线规划，高速平稳的移模、合模工艺动作。
四、挤出吹塑工艺过程的环保措施
1、塑料原料
- 主要目的：减少单个制品克重，均化壁厚分布，减少功能性原料使用比例。
- 优化吹塑工艺，减少飞边料头比例，从而减小回收料回用比例和次数比率。
- 型坯径向壁厚控制（PWDS）应用，壁厚分布均匀化，最大可节省10%的原料消耗。
- 多层吹塑，减少功能性原料使用比例。
- 挤出发泡技术应用。点击查看：超临界发泡
- 原料->吹塑->飞边回收->粉碎-> 再利用 自动线闭环管理，回收分类并减少污染。
2、液压系统
- 主要目的：在中大规格吹塑机还不能完全全电动化的情况下，减少或杜绝工作现场油污污染，延长使用寿命。
- 控制油温，提高密封件使用寿命。
- 优化管路结构，提高连接可靠性。
- 设备端污染油的回收系统。
- 液压系统洁净化.
3、吹气系统
- 主要目的：减少污染气体排放，减少压缩空气消耗。
- 低温高剪切挤出，减少挥发性有机物析出。
- 优化吹气工艺，高压吹塑（1.0Mpa)，提高热交换效率。
- 吹塑尾气无害化处理。
- 回收料利用多层结构。
4、环保方面行业动态
4.1 CEC 环境友好产品认证技术规范
摘要：
5.7 中空吹塑制品的可循环要求
5.7.1 非食品、医药类可循环塑料瓶最少可使用 6 次，满足性能要求可循环更多次。
5.7.2 可循环危险品塑料包装容器最少使用 6 次，满足性能要求可循环更多次。
5.7.3 可循环塑料包装容器（危险品包装除外）最少可使用 15 次，满足性能要求可循环更多次
5.7.4 可循环次数应设置可追溯标记，方便复核。 CEC 054-2021 4
5.7.5 小循环系统内塑料包装容器不可进入大循环系统循环使用。
5.9 可循环利用与资源化利用要求
（1） 同级利用 回收制品经分类、清理、清洗、粉碎等处理后可加入同类制品的多层吹塑制品中作为中间层， 在满足技术要求的前提下，回收料可占总比例 38%以内。
（2） 降级利用 回收制品经分类、清理、清洗、粉碎等处理后可加入其他类别的单层或多层吹塑制品中作为主 要或是辅助原料进行生产，在满足技术要求的前提下，回收料可占总比例 90%以上。如食品包装容 器在循环使用失效后，可经分类、清理、清洗、粉碎等处理后吹塑成型工具包装箱等制品。
（3） 资源化利用 当中空吹塑制品失效后不适合继续制作吹塑制品时，可进行资源化利用（特种化学危险品及放 射性中空吹塑包装容器除外）。可经分类、清理、清洗、粉碎等相应处理后造成粒料，供挤塑成型 各类污水管道以及挤压成型各类观察井及盖等功能性产品；其使用比例可占 95%以上。
4.2 吹塑制品动态
- 中空容器内软包装，提高回收利用次数，避免再利用时容器清洗工序，减少环境污染。
- 可循环中空吹塑制品**技术规划和深度开发应用。
- 符合国家产业政策的高端中空制品的开发应用。
五、总结
- 塑料挤出吹塑节能环保措施符合国家产业相关政策。
- 这些措施具有显著的经济价值和社会价值。
- 同大公司一直秉持“高效节能，绿色环保“理念，将其贯彻在产品的全生命周期中，还将继续引领着全行业在此方面积极探索发展。
- ”绿水青山就是金山银山“，塑料挤出吹塑行业在节能环保上每进一步，就为国家做一份贡献。”涓涓溪水，汇成江河“，全行业积极努力实现产业升级，“增效、节能、降耗、安全”生产，为塑料工业做出更大的贡献。
