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减风增浓设备核心性能指标初探

时间:2019-11-15 16:21:57来源:科印网作者:邹霞

  减风增浓已经成为包装印刷业绿色升级绕不开的话题。紧随ESO之后,各种减风增浓产品不断被推出,不同设备厂商、不同产品的加入既丰富了市场,也推动了技术的进步,这从侧面证实了减风增浓理论的价值和意义。

  由于减风增浓设备是一个全新的产品类别,处于发展初期,大家的认识尚未完整,更谈不上形成统一的技术标准,所以更多类型产品的出现给用户带来了不知如何评判和选择产品的烦恼,设备厂商也在迷茫中摸索前进。但环保形势急迫,容不得产品、技术慢慢成长。为了减少社会资源浪费,通过行业内的研讨建立最基本的核心共识,让用户的选择有所参考,让产品的改善有所方向,笔者在此抛砖引玉,请业内人士指正。

  减风增浓的含义

  狭义来看,减风增浓就是通过减少凹印机、干复机废气的排放量来达到增加废气浓度和减少热能消耗的一种方法,实现手段主要是采用不同的减风增浓设备对原有热风干燥系统进行改造。

  广义来看,减风增浓就是采用气流组织作为辅助改善手段,增加单位新风的携带效率。

  本文仅讨论狭义情况下减风增浓设备的核心性能指标。

  核心性能指标的筛选思路

  减风增浓最基本的前提条件是保证安全和干燥质量,并将车间内人员活动区域的气味控制在可接受水平,这在行业内已经达成共识。

  那么,减风增浓设备应该设定哪些可以用来评估设备性能的核心指标呢?不少厂商在宣传时强调将减风率、节能率作为设备核心性能指标。笔者认为在未设定严格的前提条件下,减风率、节能率都是与设备性能无关的概念,完全不能用来表征设备性能。如果要设定严格的前提条件,如特定的工艺条件、工作环境等,来对比两种不同减风增浓设备的节能率,则存在较大难点,首先需要有两台相同型号、相同工艺的生产设备,统计一段时间内两台生产设备原热风设备的能耗情况,统计时间越长越好,然后再用减风增浓设备替换原热风设备,统计替换后两台减风增浓设备的能耗情况。值得注意的是,两台生产设备的工艺条件及工况条件必须完全一致,如印刷速度、生产产品、加热温度、溶剂/油墨使用量、车间进排风情况等;同时,需要保证两台减风增浓设备本身的工艺条件完全一致,如进风量、加热温度、排风量、车间内气味情况等。要想得到精准的节能率,就必须进行严格的试验测试,所以说在没有任何边界条件时谈节能率是没有意义的。而单纯谈减风率就更加无意义,因为在不考虑车间气味对操作人员的影响以及安全爆炸下限的情况下,减风率可以做到百分之百。

  减风是手段,增浓和节能才是最终目的。在溶剂挥发量一定的情况下,减风的必然结果就是增浓。增浓的目的是减少废气处理设备的投入和运行费用,并产生余热用于生产。热能消耗正比于温差与废气量的乘积,减风自然同时减少热能损耗,达到节能的目的。同样的凹印机,不同用户在实际使用时排风量差异非常大,所以减风前的风量、能耗是完全没标准的,具有非常大的不确定性。所谓的减风率、节能率都是减风后的结果与具有不确定性的减风前结果的比值,这种数值与设备性能几乎无关,只能用来说明减风增浓技术的意义。所以,减风率、节能率不适合作为设备性能指标。

  减风的最后效果体现为排风量,排风量一旦确定,排气浓度、减风率、节能率就相应确定,所以可以选择排风量作为一个基础性技术指标;⌒约际踔副瓴皇怯美幢碚魃璞感阅艿挠帕,而是用来标称设备的规格或适用范围,就像汽车3.0的排量与2.0的排量只是说明规格,空调的制冷量也是规格,是其他性能的基础。标称值不代表先进性,很差的车也可以做到很大的排量。

  减风增浓设备核心性能指标的筛选思路是在确定标称排风量的前提下,筛选出一些可以体现设备性能差异的关键指标,如安全性能、干燥性能、泄露或气味指标、功能性指标等。

  核心性能指标的确定

  1.标称排风量

  排风量的大小应该与配套的凹印机直接相关,在忽略烘箱密闭性能差异的情况下,可以从系统角度兼顾安全、达标、气味、供热的需要来选择。从增浓、节能、供热的角度来看,排风量越小越好,但从安全、达标、气味的角度来看,排风量应该有所限制,浓度不宜过高。

  RTO的去除率为99%是比较合理、经济且可靠的选择,倒推回来,平均5.0g/m³的浓度就是确保达标的最高浓度,所以减风增浓的目标浓度设在5.0g/m³是比较合适的选择,既兼顾了达标需求,也能满足余热供热需求,RTO炉内温度也好控制,而且这个浓度下的LEL约为7%,有足够的安全余量。

  凹印机常见的版面形式为两个满版,所以可以定义标称排风量是在一个满版的情况下,按标准速度、幅宽印刷时,排气浓度达到2.5g/m³的风量。以200m/min的速度、1m幅宽、2g/m2的溶剂挥发量来计算,配套的减风增浓设备标称排风量为9600m3/h(200×1×2×60/2.5);以300m/min速度、1m幅宽、2g/m2的溶剂挥发量来计算,配套的减风增浓设备标称排风量为14400m3/h(300×1×2×60/2.5)。

  2.安全性

  安全性是硬性指标,必须确保达到,也相对好检查或检测。

  参考安全设计规范,一般把25%LEL作为可燃性气体的第一道防线,所以可以首先考虑规定减风增浓设备任何位置的气体浓度在设备本身可能出现的任何状况下不得超过25%LEL;其次可以考虑要求采用可准确、稳定达到一定标准的传感器进行浓度显示与监控,对传感器的反应时间要有明确要求,要求其在分级超限的情况下具有依次做出报警及连锁;墓δ;最后对于风机及风机电机,要规定防爆等级。

  3.干燥性能

  干燥性能直接体现为溶剂残留不超标,此项与烘箱的性能关联较大,如果要客观考核,可以要求溶剂残留水平不高于改造前,须注意改造前后应在相同工况下检测对比。干燥性能的间接指标有送风温度、风压或风量。

  配套ESO的印刷/复合产品的溶剂残留量远比配套传统型热风干燥设备的低,部分配套ESO的印刷企业甚至实现了产品的残留量免检。

  4.气味指标(微负压控制与烘箱泄漏)

  气味指标最难确定,但也最能体现减风增浓设备的技术水平。对于相同状态的烘箱,不同的减风增浓设备因浓度变化方式、微负压控制能力存在差异,导致溶剂泄漏量不同,进而感受到周边气味大小不同?梢钥悸墙欧缗ǘ任5.0g/m³作为气味检测的基础浓度,检测方法是在每个烘箱周边(上下左右)设立若干个检测点来检测浓度,通过对检测结果进行统计学处理得出加权浓度,用此浓度作为性能检测结果。

  由于气味大小与烘箱关联度极高,凹印机的技术水平对气味大小的影响很大,导致这个大家最关心的指标很难客观评价。这是一个公共难题,也许建立标准检测实验室才是可行的办法,但目前还难以实施,需要大家一起来想办法。


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