Как снизить затраты на сжатый воздух в ISBM: Практическое техническое руководство
В данном руководстве рассматривается вопрос о том, как снизить затраты на сжатый воздух в системах внутреннего сгорания, как последовательность измеримых решений. Начинается оно с физических требований к продукту, затем проверяется механизм процесса, который может изменить характеристики баллона, и заканчивается условиями выпуска, которые можно задокументировать.
Базовый уровень воздухаПоток клапанаKPI
Что должна доказать эта статья
Снижение затрат на сжатый воздух достигается за счет уменьшения избыточного давления, устранения утечек и ограничений, стабилизации импульса продувки, улучшения хранения и рекуперации, а также измерения расхода воздуха на одну исправную бутылку. Надежная базовая модель начинается с измерения или оценки объема воздуха под высоким давлением и энергии компрессора во время стабильного производства ISBM. Первым методом проверки является регистрация объема бутылки, количества полостей, цикла, давления и выхода продукции. Далее в статье рассматриваются только те проверки, которые могут существенно изменить ответ, обещанный в заголовке. В тех случаях, когда точное рабочее значение зависит от марки смолы, чертежа бутылки, пресс-формы или поставленного оборудования, окончательная настройка определяется утвержденной проектной спецификацией.
✔️ Базовый уровень воздуха
Измерьте или оцените объем воздуха под высоким давлением и энергию компрессора во время стабильного производства ISBM. Запишите объем бутылки, количество полостей, цикл, давление и выход продукции.
✔️ Минимальное давление
Постепенно, контролируемыми шагами, снижайте давление при окончательном выдувании, пока детализация бутылки, ее размеры или стабильность не приблизятся к нижнему пределу технологического процесса, затем восстановите безопасный запас. В течение всего испытания поддерживайте неизменными настройки температуры и растяжения.
✔️ Падение давления
Во время импульса продувки сравните давление на выходе компрессора/бустера с давлением на входе в машину. При чрезмерном падении давления проверьте фильтры, осушители, клапаны, трубопроводы и диаметр шлангов.
Измеряйте потребление воздуха в тех местах, где он используется в процессе.
Базовый уровень воздуха
Базовый уровень качества воздуха. Измерьте или оцените объем воздуха под высоким давлением и энергию компрессора во время стабильного производства ISBM. Запишите объем бутылки, количество полостей, цикл, давление и выход годной продукции. Оцените базовый уровень воздуха как энергию или стоимость на одну качественную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Полезным производственным испытанием является поддержание фиксированного состояния партии смолы и идентификации полостей при изменении базового уровня воздуха, после чего следует отдельная проверка базового уровня воздуха. Сравнивать потребление воздуха в час сложно при изменении темпа производства.
По данной теме... портфолио одношаговых машин ISBM Предоставляет полезную информацию об оборудовании для сопоставления требований к технологическому процессу с интегрированной платформой «от смолы до бутылки».
Найдите минимальное стабильное давление продувки.
Минимальное давление
Минимальное давление. Постепенно снижайте давление окончательного продува контролируемыми шагами, пока детализация бутылки, ее размеры или стабильность не приблизятся к нижнему пределу процесса, затем восстановите безопасный запас. Во время испытаний поддерживайте постоянные значения температуры и параметров растяжения. Оценивайте минимальное давление как энергозатраты или стоимость одной качественной бутылки, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Практическая ценность этой проверки заключается в том, что она превращает минимальное давление из расплывчатого параметра в доказательство, которое можно сравнить с минимальным давлением. Универсальная целевая величина давления не учитывает геометрию бутылки, смолу и путь потока в машине.
Перед повышением заданных значений необходимо устранить динамическое падение давления.
Падение давления
Падение давления. Сравните давление на выходе компрессора/бустера с давлением на входе в машину во время импульса продувки. При чрезмерном падении давления проверьте фильтры, осушители, клапаны, трубопроводы и диаметр шлангов. Оцените падение давления как энергию или стоимость на одну качественную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Используйте этот результат для сужения технологического окна, а не для создания новой универсальной заданной точки; следующим ограничением, которое необходимо подтвердить, является падение давления. Повышение давления компрессора для компенсации ограничения увеличивает искусственный спрос.
Утечки
Утечки. В ходе безопасного технического обслуживания проводите осмотр соединений, шлангов, клапанов, уплотнений горловины и сердечников. Приоритизируйте работы по измеренной скорости утечки и сложности ремонта. Оценивайте утечки с точки зрения энергозатрат или стоимости на одну качественную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Ожидаемый результат должен быть виден на графике измерения бутылок, карте дефектов или графике работы оборудования до того, как команда перейдет к устранению утечек. Небольшие утечки под высоким давлением могут быть дорогостоящими, даже если оборудование по-прежнему производит бутылки приемлемого качества.
Условия работы для выполнения данной конкретной задачи
- Базовый уровень воздуха
- Измерение или оценка объема воздуха под высоким давлением и энергии компрессора во время стабильного производства ISBM.
- Минимальное давление
- Постепенно, контролируемыми шагами, снижайте давление при окончательном продувке до тех пор, пока параметры бутылки, ее размеры или стабильность не приблизятся к нижнему пределу технологического процесса, после чего восстановите безопасный запас.
- Падение давления
- Сравните выходной поток компрессора/бустера с входным потоком машины во время импульса продувки.
- Утечки
- Проводить осмотр соединений, шлангов, клапанов, уплотнений горловины и продувочных каналов во время безопасного технического обслуживания.
Устранение протечек и износа уплотнений.
Размеры приемника
Подбор размера приемника. Используйте локальное хранение и управление для сглаживания кратковременных периодов высокого расхода, когда это необходимо. Оцените колебания давления и его восстановление между циклами. Оцените размер ресивера с точки зрения энергопотребления или стоимости на одну качественную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. После того, как эта проверка стабилизируется, следующий полезный вопрос заключается в том, влияет ли размер ресивера на ту же область бутылки или на другую часть процесса. Слишком большой или плохо контролируемый объем хранения может увеличить затраты без устранения клапана или ограничения в трубопроводе.
| Элемент | инженерный вопрос | Практическая проверка |
|---|---|---|
| Базовый уровень воздуха | Измерение или оценка объема воздуха под высоким давлением и энергии компрессора во время стабильного производства ISBM. | Запишите объем бутылки, количество полостей, цикл, давление и выход продукта. |
| Минимальное давление | Постепенно, контролируемыми шагами, снижайте давление при окончательном продувке до тех пор, пока параметры бутылки, ее размеры или стабильность не приблизятся к нижнему пределу технологического процесса, после чего восстановите безопасный запас. | В течение всего эксперимента не меняйте настройки температуры и растяжения. |
| Падение давления | Сравните выходной поток компрессора/бустера с входным потоком машины во время импульса продувки. | При чрезмерном падении уровня воды необходимо проверить фильтры, осушители, клапаны, трубопроводы и диаметр шлангов. |
| Утечки | Проводить осмотр соединений, шлангов, клапанов, уплотнений горловины и продувочных каналов во время безопасного технического обслуживания. | Приоритизацию следует проводить, исходя из измеренной скорости утечки и сложности ремонта. |
| Размеры приемника | Используйте локальное хранилище и управление для буферизации коротких событий с высокой интенсивностью потока данных, когда это необходимо. | Оцените колебания давления и его восстановление между циклами. |
| Поток клапана | Поддерживайте клапаны и каналы продувки в исправном состоянии таким образом, чтобы полость быстро достигала заданного давления без чрезмерного повышения давления подачи. | Сравните реакцию на изменение давления в полости и качество бутылок в зависимости от типа полости. |
| Условия выпуска | Отслеживайте затраты энергии на сжатый воздух или стоимость на одну исправную бутылку, а также экономию на ремонте протечек. При необходимости нормализуйте данные по размеру бутылки и семейству продуктов. | |
Оптимизация приемников и локального хранилища.
Поток клапана
Поток через клапан. Поддерживайте клапаны и каналы продувки в рабочем состоянии таким образом, чтобы в камере быстро достигалось необходимое давление без чрезмерного повышения заданного значения подачи. Сравнивайте реакцию давления в камере и качество бутылок в зависимости от камеры. Оценивайте расход клапана как энергию или стоимость на одну качественную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Этот контрольный пункт следует оценивать до изменения расхода клапана, поскольку в противном случае одновременно изменяются два технологических механизма. Медленная работа клапана заставляет операторов увеличивать давление на установке для каждой камеры.
Используйте рекуперацию воздуха там, где это позволяет оборудование.
Восстановление воздуха
Восстановление воздушного потока. Некоторые машины могут повторно использовать отработанный воздух высокого давления для функций низкого давления или последующих стадий продувки. Проверьте время срабатывания клапана рекуперации и фактическое снижение нагрузки компрессора. Оцените рекуперацию воздуха как энергозатраты или стоимость на одну исправную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. В этом случае в техническом журнале следует связать рекуперацию воздуха с наблюдаемым состоянием бутылок, а затем проверить, подтверждает ли рекуперация воздуха тот же диагноз. Неисправная или протекающая система рекуперации может незаметно потерять ожидаемую выгоду.
Управление компрессором
Элементы управления компрессором. Координируйте работу нескольких компрессоров или бустеров, чтобы избежать работы нескольких машин без нагрузки или под чрезмерным давлением. Используйте профили потребления оборудования, а не независимые локальные заданные значения. Оценивайте управление компрессорами с точки зрения энергопотребления или стоимости на одну качественную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Не оценивайте этот фактор только по значению на человеко-машинном интерфейсе; сопоставьте его с фактическим результатом на бутылке, а затем продолжайте настройку управления компрессорами только после того, как взаимосвязь станет очевидной. Неправильная последовательность может привести к потерям энергии даже после устранения утечек в оборудовании.
Он Обзор многокомпонентной платформы ISBM Это также помогает понять, как архитектура оборудования, материалы, вспомогательные системы и области применения бутылок взаимодействуют на уровне производственной линии.
Координатное управление компрессором и бустером
Граница качества
Граница качества. Не следует жертвовать четкостью формы бутылки, стабильностью стенок или надежностью цикла ради произвольной цели по экономии воздуха. Используйте тесты качества в качестве нижнего ограничивающего фактора давления. Оценивайте границу качества как энергию или стоимость на одну качественную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее количество брака, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Поддерживайте границу качества на ее проверенном базовом уровне во время тестирования этого параметра, чтобы реакцию бутылок можно было отнести к одной конкретной причине. Недодутые бутылки приводят к образованию брака, что приводит к потере смолы и всей энергии, уже использованной на предыдущем этапе.
Отслеживание стоимости сжатого воздуха на одну бутылку качественного воздуха
KPI
KPI. Отслеживайте потребление энергии или себестоимость сжатого воздуха высокого давления на одну исправную бутылку, а также экономию на ремонте утечек. При необходимости нормализуйте данные по размеру бутылок и семейству продукции. Оценивайте ключевые показатели эффективности (KPI) как потребление энергии или себестоимость на одну исправную бутылку, чтобы изменение, увеличивающее брак, не было ошибочно принято за повышение эффективности. Используйте наименьшее контролируемое изменение, которое может подтвердить эффект KPI, затем восстановите базовый уровень, прежде чем пробовать другие корректировки, такие как KPI. Само по себе давление на производстве не является KPI эффективности.
Граница качества: предоставление доказательств
Не следует жертвовать четкостью формы бутылки, стабильностью стенок или надежностью цикла ради произвольной цели экономии воздуха. Используйте контроль качества в качестве нижнего ограничивающего фактора давления. Условие считается приемлемым только в том случае, если соответствующие измерения бутылки или функциональные испытания остаются стабильными после достижения процессом нормальной рабочей температуры.
KPI: граница отказа
Одного лишь давления в растении недостаточно для оценки эффективности. Используйте этот тип отказа в качестве границы эксперимента и возвращайтесь к предыдущему стабильному состоянию, когда реакция бутылки начнет меняться в неправильном направлении.
Расчет стоимости сжатого воздуха
Стоимость сжатого воздуха на один исправный баллон = затраты энергии на компрессор и бустер / количество произведенных исправных баллонов. Если расход измеряется, следует также отслеживать объем воздуха на одну исправную бутылку при заданном давлении. Предприятие должно использовать собственные данные об эффективности компрессора, тарифах на электроэнергию, утечках и рабочем давлении, а не общие отраслевые показатели стоимости.
После устранения протечек, повышения давления или проведения работ по восстановлению качества, сравните результаты с результатами, полученными при одинаковых требованиях к качеству баллона. Снижение давления подачи имеет смысл только в том случае, если давление в камере, качество баллона и цикл остаются стабильными.
При преобразовании требований в аппаратное обеспечение, Конфигурация машины HGY50-V3-EV На рисунке показано, как организованы процессы впрыска, термообработки, выдувания и обработки на компактной одноэтапной платформе.
Вопросы, возникающие конкретно в связи с тем, как снизить затраты на сжатый воздух в ISBM.
Почему воздух под высоким давлением стоит так дорого?
Для сжатия воздуха до давления, необходимого для выдувного формования, требуется значительное количество электроэнергии, а утечки или избыточное давление усугубляют эти потери.
Можно ли снизить давление в каждой бутылке, используемой в рецепте?
Нет. Минимальное стабильное давление следует устанавливать отдельно для каждой бутылки и технологического окна.
Что если давление в машине падает только во время продувки?
Необходимо исследовать динамические ограничения, расход через клапаны, пропускную способность ресивера и одновременную потребность установки, а не только заданное значение компрессора.
Всегда ли доступна услуга рекуперации воздуха?
Нет. Это зависит от конструкции машины и установленных опций. Уточните, что именно может восстановить ваша система и как она управляется.
Какие ключевые показатели эффективности (KPI) должна отслеживать служба технического обслуживания?
Показатели утечки, динамического перепада давления, расхода воздуха и стоимости сжатого воздуха на один исправный баллон помогают связать работы по техническому обслуживанию с экономикой производства.
Практическое заключение
Чтобы снизить затраты на сжатый воздух в ISBM, начните с документирования базового уровня воздуха, затем проверьте расход воздуха через клапаны, не изменяя несвязанные настройки, и запускайте процесс только после проверки ключевых показателей эффективности (KPI) для каждой активной полости. Давление на установке само по себе не является показателем эффективности.
