Giải pháp tiết kiệm nhiên liệu trong sản xuất nhựa

15/04/2022

Ngành nhựa hiện nay đang đối mặt với nhiều thách thức về tiết kiệm nhiên liệu và ô nhiễm môi trường. Chính vì vậy, những giải pháp tiết kiệm nhiên liệu trong quy trình vận hành máy móc sản xuất ngành nhựa, đang được các Công ty đặc biệt quan tâm.

Bài viết dưới đây xin đề xuất một số giải pháp giúp cho doanh nghiệp ngành nhựa có thể tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất.

Thay thế hệ thống làm mát cho lòng xilanh của máy ép nhựa.

Tại một số nhà máy, các máy ép nhựa đang sử dụng nước lạnh từ chiller để làm mát cho nòng xilanh, khi nhiệt độ tăng lên quá cao ngưỡng đảm bảo. Mặc dù việc làm mát là cần thiết, nhưng dùng nước lạnh để sử dụng thì lượng nhiệt bị lấy đi sẽ khá lớn, việc làm lạnh quá nhanh sẽ gây ra khó khăn cho việc khống chế đúng nhiệt độ, dẫn tới việc làm mát quá mức cần thiết, khiến cho hệ thống gia nhiệt cho nòng xilanh sẽ phải tiêu thụ nhiều điện năng hơn, tiêu hao nhiều năng lượng hơn để gia nhiệt.

Vì vậy, thay vì làm mát bằng nước cho lòng xilanh, các doanh nghiệp có thể sử dụng bằng các hệ thống làm mát bằng quạt. Điều này sẽ có tiềm năng rất lớn trong việc tiết kiệm 70% điện năng tiêu thụ cho bộ gia nhiệt nòng xilanh, tương đương với 11,9% điện năng tiêu thụ của máy ép nhựa.

Cải tiến hệ thống thủy lực máy ép

Đối với hầu hết các máy ép nhựa, bơm dầu thủy lực là loại bơm lưu lượng cố định. Tuy nhiên, trong một số chu kỳ sản phẩm, nhu cầu về lưu lượng dầu là khác nhau, trong đó giai đoạn làm nguội và giai đoạn chờ có nhu cầu về lưu lượng thấp nhất. Những loại bơm cố định thì vẫn liên tục cấp lưu lượng tối đa. Lượng dầu dư sẽ qua van tràn chảy về thùng dầu. Điều này gây lãng phí điện năng và nóng dầu thủy lực, thông qua sự ma sát với đường ống, bộ lọc, van…dẫn đến điện năng tiêu thụ để phục vụ làm mát dầu thủy lực cũng tăng lên.

Hệ thống thủy lưc máy ép nhựa (Nguồn ảnh: trangvangvietnam.com)

Đối với vấn đề này, cần một số giải pháp như :

Lắp biến tần điều khiển tốc độ động cơ bơm dầu thủy lực. Biến tần thực hiện điều chỉnh tự động tốc độ quay của động cơ bơm dầu tùy theo tín hiệu áp suất và lưu lượng. Do vậy, lưu lượng và áp suất của bơm dầu có thể tự điều chỉnh được, điều này dẫn đến việc thay đổi từ bơm chạy với tốc độ là một hằng số sang bơm có thể thay đổi được tốc độ. Khi cần áp suất và lưu lượng cao, động cơ quay với tốc độ cao nhất, hoặc có thể quay chậm lại hoặc dừng hẳn. Trong thực tế, hiệu suất động cơ được nâng cao và tiết kiệm được nhiều năng lượng, tiềm năng tiết kiệm có thể lên tới 20-30% điện năng tiêu thụ của máy ép nhựa.

Sử dụng động cơ Servo và bộ Servo Driver kết hợp với hệ thống thủy lực. Ở đây, động cơ không đồng bộ cũ nối với bơm thủy lực sẽ được thay bằng động cơ servo, một bộ điều khiển sẽ điều chỉnh động cơ servo và động cơ servo sẽ điều khiển bơm thủy lực. Khi điều khiển từ các bộ điều khiển sẽ được được cơ servo thực hiện chính xác nhiều hơn, do đó sẽ không tạo ra các lưu lượng dầu không cần thiết. Giải pháp này có thể tiết kiệm được 30-45% điện năng tiêu thụ của máy ép nhựa. Với giải pháp này, mỗi năm tiết kiệm hơn 62.000 kW.h, tương đương gần 100 triệu tiền điện năng tiêu tốn.

Thay vì các chu trình được điều khiển bởi một hệ thống thủy lực, máy ép nhựa chỉ sử dụng điện các động cơ servo hiệu suất cao, tốc độ cao kiểm soát kỹ thuật số để điều khiển toàn bộ quá trình. Mỗi động cơ servo độc lập sẽ điều khiển cho quá trình phun, kẹp, xoay trục vịt, di chuyển trục vịt và đẩy sản phẩm ra. Từ đó, quá trình ép sẽ được nhanh hơn, sạch hơn, có thể lặp lại nhiều hơn và tiết kiệm năng lượng hiệu quả. Tiêu thụ năng lượng cho một nát ép nhựa hoàn toàn bằng điện có thể giảm được 50-75% so với các máy thủy lực.

Lắp biến tần cho máy đùn tấm

Máy đùn tấm được lắp biến tần giúp điều khiển công suất (Ảnh minh họa)

Hiện nay, tại các nhà máy nhựa, máy đùn tấm tùy thuộc vào độ dày, mỏng của màng, kiểu dáng mẫu mã mà chế độ vận hành của các máy đùn sẽ thay đổi rất nhiều. Vì vậy việc tiến hành lắp máy biến tần cho máy đùn màng để điều khiển công suất phù hợp với tải, giảm việc phải khởi động và chạy không tải. Giải pháp này mỗi năm tiết kiệm được 80.000 kW.h, tương đương 120 triệu/năm.

Thay thế bộ gia nhiệt cho máy đùn

Hệ thống gia nhiệt của các máy đùn hiện tại đang dùng hệ thống gia nhiệt điện trở, phương pháp đốt nóng hiện tại chủ yếu lây truyền do tiếp xúc với bề mặt điện trở nhiệt, nên chỉ có một vùng tiếp xúc bề mặt điện trở nhiệt được làm nóng, do đó gây ra một phần thất thoát rất lớn về điện năng. Hiệu suất nhiệt chỉ đạt được 50%, 20% năng lượng thất thoát do điện trở nhiệt tự nung nóng trước khi truyền nhiệt và 30% năng lượng thất thoát trong quá trinh truyền nhiệt tiếp xúc.

Cho nên việc thay thế hệ thống gia nhiệt hiện tại bằng hệ thống gia nhiệt điện từ sẽ có nhiều ưu điểm từ chi phi phí đầu tư đồng bộ cho một máy thấp; giữ nguyên được cơ chế điều khiển nhiệt độ của thiết bị; giảm thời gian gia nhiệt chỉ bằng 50% so với vòng nhiệt điện thông thường.

Bọc bảo ôn cho nòng xilanh của máy ép nhựa

Tại một số công ty, nòng xilanh tại các máy ép nhựa chưa được bọc bảo ôn. Nhiệt độ trên bề mặt nòng xilanh đo được có thể lên tới gần 250 độ C. Điều này dẫn đến thất thoát nhiệt là rất lớn, gây hao phí năng lượng điện. Ngoài ra còn làm cho nhiệt độ môi trường tăng lên, gây nóng bức cho nhân viên.

Nòng xi lanh máy ép nhựa được bọc bảo ôn (Nguồn ảnh: Hikari.vn)

Để giải quyết vấn đề này các doanh nghiệp cần bọc một lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh với độ dày khoảng 50mm và bên ngoài có thể che lại bằng các tấm nhôm để bảo vệ lớp cách nhiệt. Điều này có thể tiết kiệm khoảng 2,55% điện năng tiêu thụ của máy ép nhựa, mỗi năm có thể tiết kiệm điện năng gần 5 triệu/máy .

Trên đây là một số giải pháp tiết kiệm nhiên liệu động cơ trong các nhà máy sản xuất nhựa. Việc thực hiện các giải pháp, giúp cho mục tiêu "Việt Nam trung hòa carbon vào năm 2050" ngày càng tiến gần hơn bao giờ hết.

Trong khuôn khổ “Chương trình Hợp tác Đối tác Năng lượng Việt Nam - Đan Mạch giai đoạn 2020-2025” -Chương trình DEPP3 do Bộ Công Thương phối hợp với Cục Năng lượng Đan Mạch thuộc Bộ Năng lượng, Hạ tầng kỹ thuật và Khí hậu Đan Mạch và Đại sứ quán Đan Mạch triển khai, thời gian tới, Bộ Công Thương sẽ đánh giá, tiếp tục triển khai thông tư 38 về Quy định, định mức tiêu hao trong ngành nhựa, phù hợp với thực tế phát triển và tiêu hao năng lượng của ngành. Đồng thời Bộ Công Thương cũng sẽ triển khai hoạt động, hỗ trợ khuyến khích các doanh nghiệp ngành nhựa, thực thi các quy định về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả.

Bộ Công Thương cũng đã xây dựng, ban hành nhiều tài liệu kĩ thuật giúp doanh nghiệp ngành nhựa tiết kiệm năng lượng một cách tối đa: “Chương trình cũng hỗ trợ xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật, về các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong ngành nhựa, nhằm giúp các doanh nghiệp về nhựa nâng cao hiểu biết, và tiếp cận với những giải pháp tối ưu nhằm sử dụng năng lượng hiệu quả hơn.

Nhật Quang