注塑機電機節(jié)能技術改造項目可行性研究報告

1、注塑機電機節(jié)能技術改造項目可行性研究報告46第一章總論31.1 、項目背景31.2 主要技術經(jīng)濟指標表51.3 可行性研究結論6第二章項目背景和發(fā)展概況72.1 項目提出的背景72.2 項目發(fā)展概況82.3 投資的必要性8第三章市場分析與建設規(guī)模1.03.1 市場調(diào)查與預測1.03.2 技術改造方案和建設規(guī)模1.33.3 項目節(jié)能經(jīng)濟效益預測2.2第四章項目建設方案2.5.4.1 原材料供應與消耗2.54.2 生產(chǎn)技術方案2.6.第五章環(huán)境保護與勞動安全3.05.1 環(huán)境保護3.0.5.2 勞動保護與安全衛(wèi)生3.1第六章企業(yè)組織和勞動定員3.26.1 企業(yè)組織形式與工作制度3.26.2 勞動定

2、員和人員培訓3.5第七章項目實施進度安排3.67.1項目實施進度表3.6.第八章項目投資估算與資金籌措3.78.1 建設投資估算3.7.8.2 流動資金估算3.88.3 項目總投資3.8.8.4 資金籌措3.8.8.5 投資使用計劃3.9.第九章項目財務效益、經(jīng)濟和社會效益評價4.09.1 基本數(shù)據(jù)4.0.9.2 財務評價4.1.9.3 經(jīng)濟分析主要結果4.29.4 綜合評價4.3.9.5 社會效益和社會影響分析4.4第十章項目可行性研究結論與建議4.5第一章總論1.1 、項目背景1.1.1 項目名稱、承辦單位、主管部門、擬建地區(qū)和地點1 、項目名稱：xx工業(yè)園注塑機電機節(jié)能技術改造項目2 、

3、承辦單位：xx塑膠科技集團有限公司技術中心3 、主管部門:xx市經(jīng)濟技術委員會4 、擬建地點和改造內(nèi)容：本項目在xx集團廠區(qū)內(nèi)（xx省xx市集中工業(yè)區(qū)宏業(yè)大道北段）對現(xiàn)有注塑機械進行設備技術改造，無新征土地和廠房,利用原有廠房面積1800m2，改造設備186臺/套，以實現(xiàn)降低能耗40%的目標。1.1.2 承擔可行性研究工作的單位單位名稱：信息產(chǎn)業(yè)電子xx設計研究院有限公司1.1.3 研究工作概況1、項目建設的必要性xx公司目前生產(chǎn)所用注塑機全是采用變量泵動力系統(tǒng)，公司經(jīng)多年生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，變量泵系統(tǒng)存在不少缺陷：變量泵對流量變化的動態(tài)響應時間較長，導致注塑周期加長；機器的噪音變大；對液壓油的清潔

4、度要求較高。另外，與電液伺服系統(tǒng)相比，變量泵系統(tǒng)耗電要高出不少。當今塑料行業(yè)競爭激烈，如若繼續(xù)使用當前變量泵系統(tǒng)的話，xx公司將在產(chǎn)品的生產(chǎn)周期上跟不上節(jié)奏，同時因為耗電量大，也將會大大增加生產(chǎn)成本。因此，為了減少生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)周期，節(jié)約能源，必須對當前的變量泵注塑機進行改造。2項目發(fā)展及可行性研究工作概況在塑料工業(yè)中，注塑機是一種通用型機械。在傳統(tǒng)設計上，只考慮到共用性，設計時是以最大容量為基礎，在實際的加工中，常常是大馬拉小車的現(xiàn)象，所以，在注塑機運行過程中電能浪費相當嚴重。注塑機的運行工序過程一般分為鎖膠、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等，隨產(chǎn)品及加工工序不同，各工序所需液壓、流量、壓

5、力不同。對于油泵馬達而言，注塑機在注塑過程的負載是處于變化狀態(tài)。其原注塑油泵馬達以恒定的轉(zhuǎn)速提供的液壓流量，多余的液壓將通過溢流閥回流，此過程稱高壓節(jié)流，高壓節(jié)流效率一般為60%70%。能量損失多達30%40%，同時由于液壓長期全速循環(huán)流動與液壓件機械劇烈磨擦，造成油溫過高，噪音過大，機械壽命縮短等不良現(xiàn)象。隨著世界各國在環(huán)保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益嚴格的要求，節(jié)能已完成為注塑機電液系統(tǒng)的研究重點。目前，在注塑機節(jié)能、控制精度上，日本的全電動式注塑機相較于傳統(tǒng)液壓式注塑機具有非常明顯的優(yōu)勢。但全電動式注塑機的制造成本非常高、使用壽命、維護成本又不如全液壓式注塑機，因此也制約了它的發(fā)展

6、。而電液伺服系統(tǒng)采用高性能的伺服電機與泵集成使用，根據(jù)注塑機生產(chǎn)的需要控制輸出壓力和流量。采用電液伺服系統(tǒng)注塑機的特點是：節(jié)電（比定量泵系統(tǒng)省電50蛆上，比變量泵系統(tǒng)省電40%U上）、精密（注塑機制品重復精度高，動作重復精度高）、生產(chǎn)效率高（注塑成型周期短）、性價比高（售價略高于變量泵機型，但遠低于全電式機型）近年來，隨著技術的進步用戶對注塑機的效率、穩(wěn)定性、可維護性、噪音等方面都提出了越來越高的要求。注塑機的驅(qū)動部分從變頻器應用、變量泵技術逐漸演變成伺服技術。伺服節(jié)能注塑機驅(qū)動系統(tǒng)在兼顧成本與性能穩(wěn)定性的前提下，完美的解決了用戶最為關心的效率問題，以及工藝重復性、噪音等方面的需求，代表了國內(nèi)

7、外先進注塑機的發(fā)展方向。經(jīng)過改造后的注塑機，實際測試發(fā)現(xiàn)，伺服節(jié)能注塑機不但大大減少了耗電量且提高了生產(chǎn)效率。1.2 主要技術經(jīng)濟指標表表1-1主要技術經(jīng)濟指標表序號項目單位數(shù)據(jù)和指標備注1總投資萬元10411.1其中：固定資產(chǎn)投資萬元10041.2鋪底流動資金萬元372改造設備臺/套1863改造節(jié)能分析3.1改造前KW4353序號項目單位數(shù)據(jù)和指標備注3.2改造后KW24203.3節(jié)育卅KW19334節(jié)電計算4.1日節(jié)電量KWH469324.2年節(jié)電量KWH1693.3084.3工業(yè)用電單價元/KWH0.7184564.4年節(jié)電費萬元12195節(jié)煤計算5.1折標系數(shù)1.2295.2年節(jié)煤量噸

8、20816節(jié)約收入萬元1219達產(chǎn)年平均7增值稅及稅金附加萬元47達產(chǎn)年平均8利潤總額萬元156達產(chǎn)年平均9銷售利潤率%61.9達產(chǎn)年平均10銷售利稅率%80.55達產(chǎn)年平均11總投資利潤率%39.71達產(chǎn)年平均12總投資利稅率%51.65達產(chǎn)年平均13財務內(nèi)部收益率%56.13稅后14財務凈現(xiàn)值（ic=12%）萬元425稅后15投資回收期年3.08含建設期16盈虧平衡點%23.58生產(chǎn)能力表示1.3 可行性研究結論綜上所述，本項目符合國家節(jié)能降耗政策，設備改造的技術工藝先進、成熟，可有效節(jié)約能源（電能），提高單位生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，同時保護工作環(huán)境；而改造后設備制造出成品其市場潛力巨大，

9、未來投資回報快，社會經(jīng)濟效益明顯。因此，本項目可行。第二章項目背景和發(fā)展概況2.1 項目提出的背景2.1.1 國家或行業(yè)發(fā)展規(guī)劃現(xiàn)在人們已公認一個國家或地區(qū)塑料的人均年消耗量及塑料工業(yè)在國民經(jīng)濟中所占的地位是反映工業(yè)發(fā)展與進步的重要標志之一。中國塑料資源豐富，21世紀初主要合成樹脂年產(chǎn)量達1.4萬噸，排世界第4位。并且中國合成樹脂的產(chǎn)量還在以5%-10%的速度增長。中國又是塑料消費大國，據(jù)統(tǒng)計，其年消耗量占世界第二，僅次于美國，而中國的人均消費僅為19kg,在世界排名第32位，是工業(yè)發(fā)達國家的11%-20%可見中國的塑料工業(yè)還要大發(fā)展，塑料機械前景廣闊。根據(jù)塑料制品的市場分析，目前中國塑料機械

10、行業(yè)產(chǎn)值每年約100億元，而國內(nèi)市場需求約200億元，還有很大空間，注塑機的需求也逐步由南方向北方擴散，同時也帶將帶動塑料工業(yè)關聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2.1.2 項目發(fā)起人以及發(fā)起緣由中國注塑機雖然發(fā)展很快、生產(chǎn)品種也較多，基本上能供給國內(nèi)塑料原料加工與塑料制品加工、成型所需的一般技術裝備，個別產(chǎn)品也進入世界前列，但與工業(yè)發(fā)達國家如德國、日本、意大利相比，中國注塑機還有一定差距，主要表現(xiàn)在品種少、能耗高、控制水平低、性能不穩(wěn)定等方面。xx公司現(xiàn)在生產(chǎn)所用注塑機全是采用變量泵動力系統(tǒng)，公司經(jīng)多年生產(chǎn)實踐發(fā)現(xiàn)，變量泵系統(tǒng)存在不少缺陷：變量泵對流量變化的動態(tài)響應時間較長，導致注塑周期加長；機器的噪音變大；對

11、液壓油的清潔度要求較高。另外，與電液伺服系統(tǒng)相比，變量泵系統(tǒng)耗電要高出不少。當今塑料行業(yè)競爭激烈，如若繼續(xù)使用當前變量泵系統(tǒng)的話，xx公司將在產(chǎn)品的生產(chǎn)周期上跟不上節(jié)奏，同時因為耗電量大，不但會浪費大量能源，也將會大大增加生產(chǎn)成本。因此，為了節(jié)約寶貴的能源資源，同時降低生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，必須對當前的變量泵注塑機進行改造。由此，xx塑膠科技集團設備技術中心（能源辦公室）副組長張文霖提出對xx公司xx工業(yè)園二期車間的現(xiàn)有注塑機進行伺服節(jié)能技術改造。2.2 項目發(fā)展概況2.2.1 已進行的前期技改成果與測試檢測工作（項目）情況在進行大規(guī)模改造前，xx公司挑選了三臺不同型號的注塑機

12、進行了伺服節(jié)能改造，然后與其它同型號的注塑機進行了對比，其詳細情況如下表所示：表2-1注塑機改造節(jié)能測試試驗項目測試一測試二測試三測試地點xx工業(yè)園二期管件一車間xx工業(yè)園二期管件一車間xx工業(yè)園二期管件二車間材料PVCPPRPE制品Dn110等徑三通40X25異徑彎頭變徑125X160直通機型變量泵150注塑機伺服節(jié)能150注塑機變量泵125注塑機伺服節(jié)能125注塑機變量泵180注塑機伺服節(jié)能180注塑機每模耗電（KW/H0.02170.01300.03170.01960.05220.0319節(jié)能對比伺服機比變量泵機節(jié)能40%伺服機比變量泵機節(jié)能40%伺服機比變量泵機節(jié)能40%經(jīng)以上三項測試

13、足見伺服節(jié)能注塑機在能耗方面的優(yōu)勢，xx公司共有注塑機上百臺，改進為伺服注塑機后可見在能耗方面將會大大降低。2.2.2 項目立項情況本項目于2011年8月8日上報xx市經(jīng)濟局立項備案。2.3 投資的必要性在塑料工業(yè)中，注塑機是一種通用型機械。在傳統(tǒng)設計上，只考慮到共用性，設計時是以最大容量為基礎，在實際的加工中，常常是大馬拉小車的現(xiàn)象，所以，在注塑機運行過程中電能浪費相當嚴重。注塑機的運行工序過程一般分為鎖膠、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等，隨產(chǎn)品及加工工序不同，各工序所需液壓、流量、壓力不同。對于油泵馬達而言，注塑機在注塑過程的負載是處于變化狀態(tài)。其原注塑油泵馬達以恒定的轉(zhuǎn)速提供的液壓流量，

14、多余的液壓將通過溢流閥回流，此過程稱高壓節(jié)流，高壓節(jié)流效率一般為60%70%。能量損失多達30%40%，同時由于液壓長期全速循環(huán)流動與液壓件機械劇烈磨擦，造成油溫過高，噪音過大，機械壽命縮短等不良現(xiàn)象。隨著世界各國在環(huán)保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益嚴格的要求，節(jié)能已完成為注塑機電液系統(tǒng)的研究重點，目前，在注塑機節(jié)能、控制精度上，日本的全電動式注塑機相較于傳統(tǒng)液壓式注塑機具有非常明顯的優(yōu)勢。但全電動式注塑機的制造成本非常高、使用壽命、維護成本又不如全液壓式注塑機，因此也制約了它的發(fā)展。而電液伺服系統(tǒng)采用高性能的伺服電機與泵集成使用，根據(jù)注塑機生產(chǎn)的需要控制輸出壓力和流量。采用電液伺服系統(tǒng)注

15、塑機的特點是：節(jié)電（比定量泵系統(tǒng)省電50%以上，比變量泵系統(tǒng)省電40%以上）、精密（注塑機制品重復精度高，動作重復精度高）、生產(chǎn)效率高（注塑成型周期短）、性價比高（售價略高于變量泵機型，但遠低于全電式機型）。xx公司作為西南地區(qū)最大的化學建材生產(chǎn)企業(yè)之一，擁有注塑設備百余臺，現(xiàn)采用的變量泵注塑機對流量變化的動態(tài)響應時間較長，導致注塑周期加長；機器的噪音大；對液壓油的清潔度要求較高。另外，與電液伺服系統(tǒng)相比，變量泵系統(tǒng)耗電仍然要高出不少。為了節(jié)約寶貴的能源，環(huán)境保護，同時提高生產(chǎn)效率使公司在市場激烈的競爭中占取優(yōu)勢，需要對現(xiàn)有設備進行必要的節(jié)能技術改造。第三章市場分析與建設規(guī)模3.1 市場調(diào)查與

16、預測中國塑料工業(yè)經(jīng)過長期的奮斗和面向全球的開放,已形成門類較齊全的工業(yè)體系,成為與鋼材、水泥、木材并駕齊驅(qū)的基礎材料產(chǎn)業(yè),作為一種新型材料,其使用領域已遠遠超越上述三種材料進入21世紀以來，中國塑料工業(yè)取得了令世人矚目的成就，實現(xiàn)了歷史性的跨越。作為輕工行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)之一的塑料行業(yè)，近幾年增長速度一直保持在10%以上，在保持較快發(fā)展速度的同時，經(jīng)濟效益也有新的提高。塑料制品行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值總額在輕工19個主要行業(yè)中位居第三，實現(xiàn)產(chǎn)品銷售率97.8%，高于輕工行業(yè)平均水平。從合成樹脂、塑料機械和塑料制品生產(chǎn)來看，都顯示了中國塑料工業(yè)強勁的發(fā)展勢頭。3.1.1 塑料建材：新經(jīng)濟增長點今后5-15

17、年，塑料建材將成為新的消費熱點和經(jīng)濟增長點。隨著塑料建筑制品的品種逐步系列化、配套化和標準化，環(huán)保節(jié)能的要求和推廣應用的力度加大，各種塑料管、門窗、高分子防水材料、裝飾裝修材料、保溫材料及其他建筑用塑料制品的需求將有較大幅度增加。按照建設部“十一五”規(guī)劃，5年內(nèi)建筑節(jié)能要達到1.01億噸標準煤，節(jié)能建筑總面積要超過21.6億平方米，其中新建筑16億平方米，改造現(xiàn)有建筑5.6億平方米。中國有400億平方米既有建筑，目前約有三分之一需進行節(jié)能改造，按照每平方米200元的改造標準，這部分建筑節(jié)能材料和技術在未來的市場容量可達2.6萬億元。由于塑料管道具有節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地的特點，到2011年建筑

18、給水和排水管道80%將采用塑料管，建筑雨水排水管道70%采用塑料管?！笆晃濉逼陂g，塑料管道工程用量平均每年將達200萬噸。而綜合成本較低、性能優(yōu)越、一次性投入稍高的塑料新型材料如PU、EPSxPSPRPVC等發(fā)泡材料的應用前景潛力巨大，拓展領域十分廣闊。近幾年，我國塑料管道產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，品種規(guī)格不斷增加，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，企業(yè)規(guī)模不斷擴大。其中萬噸級產(chǎn)能的生產(chǎn)企業(yè)超過70家，10萬噸級的企業(yè)也有10家左右，其中PVC-U管材生產(chǎn)企業(yè)年生產(chǎn)規(guī)模超過1萬噸的企業(yè)60多家。隨著國家對環(huán)境保護的日益重視，未來5年內(nèi)國家將在排水管網(wǎng)建設方面投入巨資，這意味著塑料埋地排水管的發(fā)展市場空間加大。3.1.2

19、 10%的增速可能持續(xù)數(shù)十年業(yè)內(nèi)人士認為，塑料管道產(chǎn)品每年大于10%的速度增長有可能要持續(xù)三四十年。因為中國是發(fā)展中國家，公共基礎設施和市政建設都相對落后，因此不論遇到多大的經(jīng)濟危機，發(fā)展城市基礎設施建設是大趨勢。與發(fā)達國家相比，中國目前在市政公用設施方面還相對落后。今后1020年的時間內(nèi)，城市的市政公用設施投資需求不會降低，并將向城郊、城鎮(zhèn)和中心村延伸和擴大。“十一五”期間，中國市政公用設施總投資將達到5萬億元左右，年均增長約為20。比如近年城市和農(nóng)村新建建筑面積每年分別達10億平方米左右。在這個過程中，塑料管道是必不可少的材料。從歷史上看，每個國家在應對經(jīng)濟危機時，采取的辦法都是加大基礎設

20、施建設。中國的城市化建設要趕上世界發(fā)達國家的水平，還有很長的路要走。去年國務院常務會議審議通過了擴大內(nèi)需促進增長十項措施，其中多項措施都能給塑料管道行業(yè)帶來機遇。比如，加快建設保障性安居工程；加快農(nóng)村基礎設施建設，加大農(nóng)村沼氣、飲水安全工程和農(nóng)村公路建設力度，加強大型灌區(qū)節(jié)水改造；加快鐵路、公路和機場等重大基礎設施建設；加強生態(tài)環(huán)境建設；加快城鎮(zhèn)污水、垃圾處理設施建設，支持重點節(jié)能減排工程建設等為塑料管道行業(yè)提供了良好的市場環(huán)境。另外，xx地震災區(qū)的恢復重建，新農(nóng)村水、電、路、氣、房的建設工程等都需要大量的塑料管道。中國是水資源嚴重短缺的國家，解決城鄉(xiāng)居民飲用水已成為首要難點。在這樣的形勢下給

21、水工程已成為各地基礎建設的重點。國家也將大型的水利設施建設列為工作重點。據(jù)專家預測，到2011年城市供水量達700億立方米。給水工程將是塑料管道歷史性大發(fā)展的第二大機遇。記者還了解到一個數(shù)字：中國正在運行的城市供水管，約有13萬千米已到使用年限，需要更新和修復。在未來10年內(nèi)，僅此一項投資就將高達8000億元。3.1.3 新興管網(wǎng)市場越來越廣除了建筑給排水管道，還有一批新興管道的應用市場越來越多。1、污水排水管網(wǎng)。原國家環(huán)?？偩痔峁┑臄?shù)據(jù)表明，到2011年所有城市的污水處理率不低于60%，污水資源化對城市排水、雨水管網(wǎng)提出更高的要求。一個大中城市的污水處理廠建設資金約為2億元，而完善污水廠的管

22、網(wǎng)建設就要4億元。2、燃氣管網(wǎng)。進入21世紀的中國能源結構正發(fā)生轉(zhuǎn)變，天然氣將成為我國能源的首選。按照國家發(fā)展計劃，在本世紀前20年中國要開工建設四大天然氣管網(wǎng)。輸送天然氣的高壓主干線目前還是采用大直徑、高強度的涂塑鋼管，而天然氣進入城市后就要鋪設分送到用戶的聚乙烯中壓燃氣管網(wǎng)。以西氣東輸工程為例，主干線鋼管使用量是172萬噸，鋪設到各個城市的聚乙烯燃氣管就需要近200萬噸。3、 光纜護套管網(wǎng)。中國郵電通訊事業(yè)已跨越了從電纜通訊到光纖通訊的歷史階段，塑料光纜護套管的發(fā)展也超過人們預先的設想。預計以后光纜護套管的年用量將提高到10萬噸以上。4、埋地電力管網(wǎng)。21世紀城市建設的一個明顯標志是，城市

23、現(xiàn)在馬路兩邊林立的所有電力、通訊線統(tǒng)統(tǒng)從天上埋入地下。一種新型的氯化聚氯乙烯（CPVC電力保護套管由于具有高強度、高耐溫性、阻燃效果好和高絕緣性及耐老化、耐化學腐蝕等優(yōu)秀的綜合性能，在該領域?qū)⒋笥凶鳛?。?jù)統(tǒng)計，我國每年氯化聚氯乙烯電力保護套管使用量1萬千米以上。住房和城鄉(xiāng)建設部科技發(fā)展促進中心評估推廣處處長高立新介紹說，根據(jù)原建設部的規(guī)劃，我國塑料管道推廣應用應達到下列目標，到2011年，塑料管道在全國各類管道中市場占有率達到60以上。其中，建筑給水和建筑排水管道80采用塑料管；建筑雨水排水管道70%采用塑料管；建筑電線穿線護套管90%采用塑料管；城鎮(zhèn)供水管道70采用塑料管；城鎮(zhèn)排水管道50采

24、用塑料管；城鎮(zhèn)燃氣管道60采用塑料管?？梢娝芰瞎艿肋€有很大的發(fā)展空間，而2011年是發(fā)展的關鍵。隨著產(chǎn)量和質(zhì)量水平的上升，在國外公司進入我國的同時，我國一些企業(yè)的塑料管道也走出國門，有的企業(yè)產(chǎn)品已銷往東南亞、中東、非洲、美洲及歐洲等地區(qū)。由于金融危機的影響，今年塑料管道出口可能會面臨一些困難，但也并不是無所作為。據(jù)介紹，中國的產(chǎn)品和技術出口在海外還是有一定市場的。比如，印度的塑料管道產(chǎn)業(yè)比較落后，建筑材料中更多的還是選擇水泥管等傳統(tǒng)產(chǎn)品，中國塑料管道在這里市場潛力很大。中國企業(yè)應該選擇一些產(chǎn)品需求檔次比較合理的地區(qū)，舉辦一些有針對性的展會，把國外客戶吸引過來，拓寬國際市場領域。3.2技術改造方

25、案和建設規(guī)模3.2.1 具體技術改造方案1、工藝技術影響注塑機節(jié)能性的因素主要有三項:a流量設定與馬達轉(zhuǎn)速的線性（即控制器及其轉(zhuǎn)接器輸出信號的線性）。線性越好,節(jié)能效果越好。b控制系統(tǒng)的響應速度。控制系統(tǒng)的速度響應越快,節(jié)能效果越好,加工效率越高;控制系統(tǒng)的力矩（電流）響應越快,制品品質(zhì)越好。因此,AC伺服系統(tǒng)較變頻器驅(qū)動好。c驅(qū)動單元的控制方式和選用。變頻器的矢量控制的低速力矩特性比V/F控制得好，矢量控制低速可輸出150%勺額定力矩，其制品質(zhì)量好;帶PG反饋的矢量控制的動態(tài)速降小，動態(tài)速降的恢復時間短，其制品質(zhì)量更好；伺服系統(tǒng)零速可輸出200%勺額定力矩，動態(tài)速降更小。采用伺服系統(tǒng)驅(qū)動的節(jié)

26、能型注塑機，具節(jié)能效果最好，效率最高，制品質(zhì)量最好。在液壓系統(tǒng)中，泵的輸出功率為W=PxQ式中，P為泵輸出壓力，Q為泵輸出流量，從該表達式中可以看出，改變泵的輸出壓力或輸出流量，均可改變泵的輸出功率?？偹苤⑺軝C各個動作所需的功率不一樣，而且變化較大，若能使泵的輸出功率與負載功率相匹配，則可達到節(jié)省能源的效果。不難看出，在負載一定的情況下，在定量泵液壓系統(tǒng)中，由于泵輸出的流量是一定值，但負載有速度要求，所以一部分流量需從主溢流閥流回油箱，這就是常說的溢流損耗。另外，由于用比例節(jié)流閥做調(diào)速回路，所以又存在節(jié)流損耗。在開環(huán)變量泵液壓系統(tǒng)中，由于有斜盤改變泵出口的大小，從而改變了泵輸出流量的大小

27、，所以沒有溢流損耗，但是，開環(huán)變量泵在流量控制狀態(tài)下也存在著節(jié)流損耗，所以，開環(huán)變量泵的調(diào)速回路是容積一一節(jié)流調(diào)速回路。閉環(huán)變量泵由于其是用一比例減壓閥或比例伺服閥控制斜盤活塞，使斜盤保持一定的開口，當泵輸出壓力達到預定壓力（由壓力傳感器監(jiān)測）時，泵切換至壓力控制狀態(tài)，所以，閉環(huán)變量泵既無溢流損失，也無節(jié)流損失。由于這類液壓系統(tǒng)在國內(nèi)都是用得比較多的，相信大家對這些系統(tǒng)的原理都已耳熟能詳，這里不再贅述。對變量泵（開環(huán)或閉環(huán)）液壓系統(tǒng)而言，它有以下必要特性：表3-1變量泵（開環(huán)或閉環(huán)）液壓系統(tǒng)的必要特性必要特性編號液壓系統(tǒng)液壓泵A節(jié)能容積調(diào)速（流量口艾）B壓力、流量比例控制高機械效率C動作高響應

28、壓力控制狀態(tài)和流量控制狀態(tài)能順暢地切換同樣，對于伺服節(jié)能系統(tǒng)液壓系統(tǒng)而言，它也應該有它的必要特性。可以先對伺服電機的工作原理做一番了解，這有助于導出伺服節(jié)能系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的必要特性。圖一：杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電機結構圖xx公司米用交流伺服電機通常都是標準應用伺服電機，有鼠籠形轉(zhuǎn)子和杯形轉(zhuǎn)子兩種結構形式。與普通電機一樣，交流伺服電機也由定子和轉(zhuǎn)子構成。定子上有兩個繞組，即勵磁繞組和控制繞組，兩個繞組在空間相差90電角度?；\型轉(zhuǎn)子交流伺服電機的轉(zhuǎn)子和普通三相籠式電機相同。在這里以杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電機為例，其結構如圖一：杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電機的結構如圖由外定子，杯形轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子脈沖計數(shù)裝輅四部分組成。轉(zhuǎn)子由

29、非磁性導電材料（如銅）制成，內(nèi)定子僅作磁路用。這類交流伺服電機轉(zhuǎn)動慣量很小。交流伺服電機的工作原理和單相感應電動機無本質(zhì)上的區(qū)別。但是，交流伺服電機必須具備一重要特性：可控性。即無控制信號時，它不應轉(zhuǎn)動，特別是當它已在轉(zhuǎn)動時，如果控制信號消失，它應能立即停止轉(zhuǎn)動。在控制繞組加控制電壓（U2）的情況下，勵磁繞組和電容串聯(lián)，產(chǎn)生兩相旋轉(zhuǎn)磁場，適當選擇電容的大小，可使通入兩個繞組的電流相位差接近90。，因此便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這個旋轉(zhuǎn)磁場可以看成是由兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場合成起來的。這兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場幅值不等，但以相同的速度，向相反的方向旋轉(zhuǎn)。它們切割轉(zhuǎn)子繞組感應的電勢和電流以及產(chǎn)生的電磁力矩也方向相反、大小

30、不等（正轉(zhuǎn)者大，反轉(zhuǎn)者?。┖铣闪夭粸榱悖运欧姍C就朝著正轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來，隨著信號（U2）的增強，磁場接近圓形，此時正轉(zhuǎn)磁場及其力矩增大，反轉(zhuǎn)磁場及其力矩減小，合成力矩變大，如負載力矩不變，轉(zhuǎn)子的速度就增加。如果改變U2的相位，即移相1800（極性改變），旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相反，因而產(chǎn)生的合成力矩方向也相反，伺服電機將反轉(zhuǎn)。若控制信號消失，只有勵磁繞組通入電流（I1）,伺服電機產(chǎn)生的磁場將是脈動磁場，脈動磁場分成的正反向旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距T0T的合成轉(zhuǎn)矩T的方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，所以電機在控制繞組電壓為零時，能立即停止，體現(xiàn)了控制信號的作用，如圖二所示。xx公司采用的伺服系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)差率大

31、于1。這樣使伺服電機啟動迅速，而且穩(wěn)定運行范圍大?？刂齐妷捍笮∽兓瘯r，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相應變化，轉(zhuǎn)速與電壓成正比?？刂齐妷旱臉O性改變時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向也將改變。圖三是交流伺服電動機的機械特性曲線?？梢钥闯觯浩胀ǖ膬上嗪腿龍D二:5二0時交流伺服電動機的kf閭曲線用三：交流伺的電動機的機械特性曲線相異步電動機正常情況下都是在對稱狀態(tài)下工作，不對稱運行屬于故障狀態(tài)。而交流伺服電機則可以靠不同程度的不對稱運行來達到控制目的。這是交流伺服電機在運行上與普通異步電動機的根本區(qū)別。所以，伺服電動機的作用是驅(qū)動控制對象。被控對象的轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速受信號電壓控制，信號電壓的大小和極性改變時，電動機的轉(zhuǎn)動速度和方向也跟著變化。現(xiàn)在

32、可以導出伺服節(jié)能液壓系統(tǒng)的必要特性：表3-2伺服節(jié)能液壓系統(tǒng)的必要特性必要特性編號液壓系統(tǒng)液壓泵伺服電機適應性A節(jié)能變速控制高響應壓力流量比例控制B動作高響應高機械效率局效率控制對象能順暢地切換C低速時大轉(zhuǎn)矩圖四和圖五分別是伺服節(jié)能系統(tǒng)的馬達效率和輸出轉(zhuǎn)矩圖（與誘導馬達對比）100劉6訓12QO WOO 2WO 3000胴眼苗栗的馬達皴率o語導馬法兼至泡田泉黃祎根運2016140120100kfK L鰲B0605轉(zhuǎn)遞 100 Q 2000 3000 1*000口伺服疝泵的馬士靜出姐姐o讀導與達輸出轉(zhuǎn)短國四：河就節(jié)能不統(tǒng)的馬達年率圖五：伺服節(jié)能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩輸出圖節(jié)能系統(tǒng)液壓系統(tǒng)簡圖 圖六伺服節(jié)能系

33、統(tǒng)液壓系統(tǒng)的控制原理：圖六、圖七是XX公司采用的伺服圖七該系統(tǒng)也有兩種工作狀態(tài)：流量控制狀態(tài)和壓力控制狀態(tài)。在流量控制狀態(tài)下，壓力傳感器所監(jiān)測到的壓力小于設定的壓力，伺服馬達按流量控制狀態(tài)工作，即控制伺服馬達的轉(zhuǎn)速,使泵的輸出流量保持在設定值。流量控制狀態(tài)時，泵處于流量閉環(huán)控制狀態(tài)。在壓力控制狀態(tài)下，壓力傳感器所監(jiān)測到的壓力將達到或達到設定值時，伺服馬達按壓力控制狀態(tài)工作，即控制伺服馬達的轉(zhuǎn)速至最小，僅向系統(tǒng)控制泄漏或保壓所需的流量。此時泵處在壓力閉環(huán)控制狀態(tài)。2、驅(qū)動系統(tǒng)設計xx公司采用上海御能公司的交流同步伺服控制器和永磁式同步伺服馬達作為控制主核心的驅(qū)動系統(tǒng)。永磁式同步伺服馬達由定子、轉(zhuǎn)

34、子、高精度反饋元件（如光電編碼器等）組成。采用高性能稀土永磁材料形成氣隙磁場具有如下優(yōu)點：結構緊湊，功率密度高；轉(zhuǎn)子慣量小，響應速度極快；超高矯頑力稀土永磁；抗去磁能力強；幾乎在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可恒轉(zhuǎn)矩輸出；低速轉(zhuǎn)矩脈動小；平衡精度高，高速運行平穩(wěn)；噪音低、振動??；全密圭t設計；性價比高。局眠由機湖臉反饋/永磁磁用電機/兩磁稀土材料/鋁質(zhì)外殼/強制風冷/強制水制/低噪音設計/低振動設計/可靠性高/壽命氏,低速力矩恒工作模式/而速恒功率工作模a/3倍瞬間過載能力耦合控制運算效率高達95%確保注塑機系改善注塑機工流量范圍增大動態(tài)響應時間優(yōu)化能源使用統(tǒng)可靠運行作環(huán)境1.5縮短50%造合注塑機應用的電機

35、設計和制造適合注塑機應用控制需求交流同步伺服驅(qū)動器采用dsp（數(shù)字信號處理器）芯片，大大加快了數(shù)據(jù)的采集與處理速度，使電機運行性能良好；應用大規(guī)模門陣列電路使產(chǎn)品具有很高的可靠性；使用最新的功率器件IPM,使驅(qū)動器體積大為減??；控制方式具有開放式功能。系統(tǒng)特性如下：流量與馬達轉(zhuǎn)速曲線線性好；空載電流35A;空載和滿載（14MPa）響應時間小于180ms。電機的選擇方法如下圖所示：電機的選擇力向ms4力（MPaR排量kc/田）應55力矩（NM）麗薇函靚而商桂電機葉咕s定力盅與最大力斯1相擊的電機已河；京杭在力豪大流3、控制系統(tǒng)設計xx公司的伺服節(jié)能系統(tǒng)整機控制系統(tǒng)采用上海御能公司的伺服系統(tǒng)控制器

36、，該控制器能全數(shù)字控制，使可控性好，可靠性高。硬件設計：人機界面、邏輯控制器、運動中心、伺服驅(qū)動、溫度控制和傳感器；軟件控制：通訊軟件公用模塊設計、DSP芯片處理。其具體性能如下圖：/力矩1汕壓）控制 /速度（流量）捽制/位置控制,母力流量及上位 機信號并行采集,電機和工藝集成 控制運算/注塑成型光解 耦PQ控制DSP+IGBT整流/逆變 功率驅(qū)動單元/ CAN通仇d精密而速反饋檢測單元底層硬件環(huán)境底層控制軟件集成應用控制御能控制器功能控制器的選擇方法如下圖所示:最大電流(A)二已彝I:蔡院序力敘大歌控制器的選擇額定電流(A) /最大壓力(M Pa)持續(xù)工作壓力(MPa)4、油泵的選擇油泵同樣

37、采用上海御能公司的油泵，原有變量泵拆除。作為執(zhí)行部件，油泵與伺服系統(tǒng)的良好匹配對注塑機的整機性能至關重要，御能伺服系統(tǒng)具備先進的負載參數(shù)自動辨識功能，可以適配各種油泵,包括齒輪泵、柱塞泵和螺桿泵。螺桿泉柱塞泉閡李侖東油泵的選擇方法如下圖所示:油泵的選擇排量(cc/rev)二流量(L/m)xlOOO轉(zhuǎn)速(r/m)取電機和油靠的最高科速中的較MS計M已知：系統(tǒng)壓力.慢大流超實際選取時只需排量符合即可，類型齒輪泵、柱塞泵和螺桿泵中選用最經(jīng)濟的一種即可5、具體案例舉例在實際改造中具體伺服電機、油泵及控制器的選擇可按下表選擇表5系統(tǒng)配輅選擇表PUMPSPECIFICATIONServoMotorDriv

38、eDriveModelMODELml/rrpmOIL(l/min)PARTIALTOTALSPEC.KWKWJN37DA/12LNOO97200074U1005F.2031215KT-CT-1502-A-0JN45DA/12LNOO45200090U1007F.20318.218KT-CT-1602-ATJN45DA/12LNOO45200090U1007F.20.318.218KT-CTT802-A-0JN52DA/12LNOO522000104U100BF.20.32025KT-CT-1802-A-0JN78DA/12LNOO782000156U1010F.20.328.330KT-CT-

39、2502-A-0JN100DA/12LNOO1002000200U1013F.20,336.737KT-CT-35C2-A-0JN100DA/12LNOO1002000200U1013F.20.336.737KT-CT-3502-A-0JN62DA/12LNOO622000124248U1008F.20-32025KT-CT-2502-A-0案例:xx工業(yè)園二期管件一車間鎖模力為380噸液壓系統(tǒng)原配輅：37KV#步電機，SUNNYh片泵。產(chǎn)品：直徑110管件接頭三通，重621g/件，PVC1出1根據(jù)系統(tǒng)配輅選擇表做出以下改造配輅：控制器選用37kw配置，冷卻方式為風冷伺服電機選用37kw配置，

40、額定轉(zhuǎn)速為2000rev/ni,冷卻方式為風冷油泵選用對比結果如下圖:日產(chǎn)量單件生產(chǎn)時間耗電量改裝前838件103秒改裝后919件94秒330度/ 2旬時6、人員、財務的跟進人員培訓分階段分步安排，每完成一個型號或已階段注塑機改造后即進行相應維護或適用責任人員的培訓，直到改裝完成驗收合格，再做統(tǒng)培訓。財務根據(jù)實際改造進度提前做好相應資金準備。（二）建設規(guī)模根據(jù)xx公司現(xiàn)有生產(chǎn)設備及生產(chǎn)技術管理水平等綜合考慮，本項目利用原有廠房面積1800m進行改造，改造主要針對xx工業(yè)園二期管件車間各型號注塑機共186臺進行。改造后不但會降低公司生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，更能大大節(jié)約電能的消耗。3.3項目節(jié)能經(jīng)

41、濟效益預測表3-3改造前后注塑機電機功率對比表在舁廳P設備型號數(shù)量（臺）改造前電機功率（Kvy改造后電機功率（Kvy改前思功率改后總功率總節(jié)省180注塑機10104.510045552100注塑機121413.2168158103125注塑機15159.0225135904130注塑機14196.6266921745150注塑機10159.015090606160注塑機10205.4200541467165注塑機121911.1228133958180注塑機121911.1228133959188注塑機14229.030812618210200注塑機122213.226415810611220

42、注塑機92213.21981197912230注塑機10279.02709018013280注塑機103018.030018012014285注塑機73018.02101268415320注塑機73018.02101268416330注塑機53722.21851117417380注塑機63933.02341983618400注塑機34122.2123675619500注塑機55533.027516511020600注塑機26740.2134805421650注塑機17733.0773344總量186630351.9435324201933由上表可見，在沒有改進的情況下，所有注塑機消耗的總功率達

43、到4353KW經(jīng)過改造之后總功率則只有2420KW改造后節(jié)省能源4353-2420=1933KW注塑機綜合能耗降低44%那么每天節(jié)省電量為1933X24=46392KWH那么每年節(jié)省電量為46392X365=16933080KWH按工業(yè)用電0.718456元的單價算，那么全年節(jié)約電費為1693.308X0.72=1219萬元。若折標系數(shù)取0.335,那么全年將節(jié)約標準煤1693.308乂0.335=567噸標準煤。第四章項目建設方案4.1 原材料供應與消耗4.1.1 需求量與來源分析公司需改造設備186臺，即需要伺服系統(tǒng)186套。詳細數(shù)量見下表表4-1技術改造設備需求在舁廳P設備型號數(shù)量（臺）

44、改造所需設備數(shù)量來源控制器伺服電機油泵傳感器180注塑機1010101020上海御能公司2100注塑機1212121224上海御能公司3125注塑機151515P1530上海御能公司41130注塑機1414141428上海御能公司5150注塑機1010101020上海御能公司6160注塑機101010r1020上海御能公司7165注塑機1212121224上海御能公司8180注塑機1212121224上海御能公司9188注塑機1414141428上海御能公司10200注塑機1212121212上海御能公司11220注塑機999918上海御能公司121250注塑機101010r1020上海御能公

45、司13280注塑機1010101020上海御能公司14285注塑機777714上海御能公司151320注塑機777r714上海御能公司16330注塑機555510上海御能公司17380注塑機666612上海御能公司181400注塑機333P36上海御能公司19500注塑機555510上海御能公司20600注塑機22224上海御能公司21650注塑機11112上海御能公司總量186186186186372從改造所需原材料而言，本次技術改造項目主要針對注塑機的動力部分，其動力組件均來自上海御能公司，所以技術改造所需原材料均來自上海御能公司，無任何原材料消耗，至于生產(chǎn)方面的原材料消耗與改造前一樣，保

46、持不變。4.1.2 設備改造投入明細表4-2設備改造資金明細表在舁廳P設備型號數(shù)量（臺）電機功率（Kvy伺服節(jié)能改造成本（單價）改造總價（元）180注塑機10.010.039,370.00393,700.002100注塑機12.014.039,370.00472,440.003125注塑機15.015.039,370.00590,550.004130注塑機14.019.039,370.00551,180.005150注塑機10.015.046,200.00462,000.006160注塑機10.020.046,200.00462,000.007165注塑機12.01946,200.00554,

47、400.008180注塑機12.01946,200.00554,400.009188注塑機14.022.046,200.00646,800.0010200注塑機12.022.054,200.00650,400.0011220注塑機9.022.054,200.00487,800.0012230注塑機10.027.054,200.00542,000.0013280注塑機10.030.067,890.00678,900.0014285注塑機7.030.067,890.00475,230.0015320注塑機7.030.067,890.00475,230.0016330注塑機5.037.067,890

48、.00339,450.0017380注塑機6.039.093,000.00558,000.0018400注塑機3.041.093,000.00279,000.0019500注塑機5.055.093,000.00465,000.0020600注塑機2.067.0134,800.00269,600.0021650注塑機1.077.0134,800.00134,800.00總量186.0/1371,240.0010,042,880.004.2 生產(chǎn)技術方案4.2.1 設備配型標準、改造的工藝方法1、伺服系統(tǒng)的選型標準電機的選擇力矩（N.M） F力（MP口）乂排量（cc/v）x955機械效率質(zhì)x 60

49、根據(jù)xx公司現(xiàn)有注塑機型號可得出其系統(tǒng)壓力及最大流量，然后根據(jù)所得出的系統(tǒng)壓力及最大流量可根據(jù)下面公式選出相應的伺服電機、油泵、控制器。茸擇電機中1定力矩與量尢力相1/a叩近的電磯日II；系一螳壓力事大流M油泵的選擇排量(cc/rev) =流量(L/m)xlOOO轉(zhuǎn)速(r/m)融電機和油泵的爆高轉(zhuǎn)速中的蛟小伯式管已知：系統(tǒng)壓力,最大流量控制器的選擇最大電流供）=額定電流（A）x最大壓力（MPa）持續(xù)工作壓力（MPa）已知：系統(tǒng)壓力最大刑12、節(jié)能伺服系統(tǒng)的改造方法1）安裝簡述A:將傳感器裝在油泵出口處，擰緊，注意傳感器接口為錐螺紋。B:將伺服電機和油泵通過法蘭和聯(lián)軸器相連，并固定牢。C:接軸流

50、風扇電源（交流380V）,并使軸流風扇對準伺服電機。D將油泵進回油管連接好，注意不要連反。2）連線簡述A將三相380V電源接到驅(qū)動器的L1、L2、L3B:將電機電源線和驅(qū)動器輸出相連一定要注意UVW順序，不可接錯!C:將電機和驅(qū)動器的編碼器連線連好，驅(qū)動器側的插頭用螺絲固定好，電機側的航空插座要擰緊。D將傳感器的連線和44芯插頭連好（傳感器為兩線制，輸入+12V,輸出4-20mA信號）。E:將注塑機電腦控制器白壓力和流量信號與44芯插頭連好。3）試機簡述A:將PR01=-1Q到JOG試運行，觀察電機是否運轉(zhuǎn)，驅(qū)動器顯示-10即為正常。B:反復調(diào)整PR06PR07同時觀察AD1,標定好流量（單位：RPM。C:反復調(diào)整PR03PR09同時觀察ADZ標定好壓力（單位：bar）。D反復調(diào)整PR8ZPR83同時觀察AD3標定好壓力傳感器（單位：bar）。4.2.2 技術參數(shù)和工藝流程1、技術參數(shù)：安裝完成后即可開機調(diào)試運行其詳細參數(shù)如下所示：調(diào)整參數(shù)PR80PR81PR86即可得到最佳控制，出廠默認值已調(diào)好。表4-3注塑機參數(shù)調(diào)整表注塑機調(diào)整參數(shù)說明Pr03=300-900(580)根據(jù)電機選取最佳角度（旋變默認580,光變1200）Pr21=10-200(100)Pr24=10-20(10)越人響應越快（太大電流會報警）Pr25=-20-150(-50)