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创新型包装产品需要高效和可靠的无油压缩空气

作者: Othmar Hauser,Gardner Denver Schweiz AG,CompAir分部,CH-Winterthur

Model AG 在瑞士 Weinfelden 经营着一家纸张和包装综合生产厂,其在这里曾因创新型展示和包装解决方案而屡获殊荣。该公司正逐步将压缩空气生成向无油调速螺杆压缩机转变,要实现这一转变,需要非常重视供应的效率和可靠性。

从再生纸到优质波纹纸板,到采用创新型设计的即时印刷和组装式包装:总部位于瑞士 Weinfelden 的 Model Group 涵盖包装生产的整个工艺链。这需要使用各种不同的机器和系统。

创新型包装和展示架的卓越设想

每年两台加工宽度均为250厘米的造纸机以100 到 230g/m 2 的规格生产177,000 吨纸。

这是世界上效率最高的波纹纸板生产厂之一,产量达1.8 亿 m 2 /年,波纹纸板用纸张加工而成。在第三个加工阶段--包装生产中,使用的工艺规程最多,包括切割、使用多种打印方法打印、折叠、胶合和码垛堆集等。由于灵活性强,Model 能在非常动态的(包装)行业经营下去,此类行业的特点是在线购买和不断变化的设计模式。

需求(几乎)随处可见:压缩空气用作能量来源和工艺介质

Model AG 技术经理 Ernst Herzog 认为,对于压缩空气在这些工艺中有何用处的问题,并不难解答:“随时随地都可以发现它们的身影。没有压缩空气,我们不可能生产出任何产品。”在纸张系统和波纹纸板系统中,安装的大量控制阀几乎都是通过气动来控制。除此之外,在涉及通过干燥器部分吹送或供给纸张等的工艺步骤中,压缩空气作为工艺介质,与纸张或波纹纸板直接接触。再者,生产集成质量保证系统的摄像头和图像处理系统通过涡流喷嘴即压缩空气进行冷却。

在包装生产中,还使用多种气动组件和促动装置,它们主要是抓手、滚筒和由压缩空气控制的传输装置。


依云手推车
Model AG制作的展览架获得德国包装奖。尽管展览架看似悬浮在温布尔登网球场,它们的提升量均为10 kg。展览架共由 108 只500 ml瓶子组成。
CompAir压缩空气操作的处理
在包装生产中,还使用多种气动组件和促动装置,它们主要是抓手、滚筒和由压缩空气控制的传输装置。

逐步更换压缩机

最初,由四台 CompAir 的“Champion”系列油润滑式活塞压缩机产生必要的压缩空气。这些机器--每个站中有两台--可在半负荷或全负荷下产生 8.8 或 17.6 米 3 /分 的压缩空气,为此,运行时必须具有极高的能效,这得益于低间隙损耗、极短的卸载时间和尖端的技术。

Model AG 团队希望更换压缩空气站,原因有两个。Ernst Herzog:“活塞压缩机已接近使用年限。供应的可靠性对我们很重要,因此必须及时更换压缩机。此外,我们的客户主要分布在要求和重视程度日益增加的食品行业,人们尤其担心包装中可能进入异物。显然,对我们而言,解决方案就是逐步向无油压缩空气生成转变。”

在 18 个月内,四台油润滑式活塞压缩机中的三台已被无油活塞压缩机所替代。通过使用分级,以便能尽可能有效地产生 CompAir 之前基于测量确定的所有消耗概况:使用300 千瓦的大型机器

,可向 6.8 巴网络提供最高 42 米 3 /分的压缩空气。考虑到 150 千瓦的电动机功率和 23 米 3 /分的最大输出,另外两台压缩机要小得多。


造纸系统厂照片
在纸张系统和波纹纸板系统中,安装的大量控制阀几乎都是通过气动来控制。除此之外,在涉及通过干燥器部分吹送或供给纸张等的工艺步骤中,压缩空气作为工艺介质,与纸张或波纹纸板直接接触。
三台无油螺杆压缩机
活塞压缩机逐步被三台可调速的无油螺杆压缩机所替代。图片显示:300 千瓦大型螺杆压缩机向 6.8 巴网络提供最高42立方米/分的压缩空气。

三台调速压缩机 - 一台高级控制器

D 系列压缩机可以用于需要高效、可靠地供应优质无油压缩空气的各种场合的用户。涂层转子的型线确保间隙损耗小,同时非接触迷宫式密封(因此不会出现磨损)可防止异物进入压缩室。所有运动部件,例如滚柱轴承和冷却系统均采用大尺寸设计,以便压缩机可以延长使用寿命。在人机界面方面,带触摸屏的新型微处理器控制器确保透明性。报警消息和服务相关数据通过界面传输至高级控制系统。

三台压缩机均可调速,因此能根据特定需求准确调节生成的压缩空气量。事实表明,这可以节省多达 40% 的能源。高级控制器确保使用最经济的压缩机组合,来生成当前所需的空气量。尽管主消耗装置持续运行,但消耗量还是可能产生较大的变化:在纸张生产和加工时,有些工艺步骤临时需要异常大的压缩空气量。


下一步:利用废热

尽管尚未完成四台油润滑式活塞压缩机的更换,已(基本)达到无油压缩空气生成的目的,因为剩下的未更换的这台机器用作备用系统。不过,这台机器也将很快进行更换。在进行这项投资的同时,将对两个压缩空气站中的一个进行改装,以便可以利用压缩机的废热。Ernst Herzog:“很久以前我们就想进行这方面的工作,在造纸行业,全年都需要用热,例如在喷水加热时。但是,热消耗装置距离空气站很远。

因此,我们会等到所有新系统安装后,再确定从哪些方面着手热量回收,会带来最大的能量节省。”

节能涉及多个“关键部分”

在投资新压缩机的同时,Model AG 一直大力优化压缩空气系统,这同样得到 CompAir 的协助。主管道的管径已增大,同时每台机器现在均配备一只隔离阀。Ernst Herzog:“操作员使用主开关关闭机器时,隔离阀将自动关闭。因为这方面以及新管道的原因,我们能显著减少泄露。”此外,压缩空气系统的压力损失显著减少,从而提高效率。


带触摸的微处理器控制器
四台压缩机分为两个气站向同一个网络供气。带触摸屏的新型微处理器控制器确保人机界面的透明性。

此外,我们的客户主要分布在食品行业,客户对压缩空气的敏感度和要求日益增加,人们尤其担心包装中可能进入潜在异物。显然,对我们而言,解决方案就是逐步向无油压缩空气生成转变。”

Model AG 技术经理 Ernst Herzog

 

“可用性很重要”

对于 Model AG 来说,除了压缩空气供应的效率和压缩空气质量之外,供应的可靠性也很重要。Ernst Herzog:“可用性对于我们很重要。”基于此,我们还制定了维护计划。操作技术员和 CompAir Service 每月举行一次电话会谈:“会谈比电子报告或数据传输更有效,因为讨论可以更加深入。”由于 CompAir 设立了现场备件商店,可以快速提供所需的易损件。此外,能源管理室的维护人员和管理人员由 CompAir 培训。

和能量管理融一体

Model AG 根据 ISO 50001:2011,在位于瑞士 Weinfelden 的造纸厂实施经认证的能量管理系统:因此,有责任不断优化所有生产系统的能耗。管理人员非常重视这一任务——即使是在规划阶段和在压缩空气供应的控制过程中。不仅仅是因为新型无油螺杆压缩机投资得到瑞士“Pro EDA”计划(高能效压缩空气系统计划)的资助。

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