I projektet var det formålet at udvikle en gasfyret brænder til erstatning for elbaserede varmelegemer, der benyttes til opvarmning af sprøjtestøbemaskiner.
Projektbeskrivelse
Formålet med dette projekt er at udvikle et gasopvarmet varmelegeme, der kan erstatte de eksisterende elopvarmede varmebånd, der anvendes bl.a. i sprøjtestøbemaskiner i plastindustrien. Det skal sikres, at konceptet kan anvendes af så bredt et udsnit af plastbranchen som muligt. Dette indbefatter, at det gasbaserede system skal kunne konkurrere med elvarmebåndene mht. energieffektivitet, miljøbelastning, installation, produktionseffektivitet, produktkvalitet, fleksibilitet, regulering, drift og vedligehold samt indkøbspris. For at leve op til disse funktionskrav skal følgende projektarbejde udføres: Fase 1) Afdækning af barrierer og funktionskrav I den indledende fase skal det undersøges, hvilke barrierer der i plastindustrien evt. kan hindre, at et gasopvarmet varmelegeme kan trænge ind på markedet. Det skal endvidere undersøges, hvilke funktionskrav der fra virksomhedernes side stilles til et brænderkoncept baseret på gas. Disse analyser skal give grundlaget for arbejdet i fase 2. Fase 2) Fastlæggelse af brænderkoncept Med baggrund i analysen fra fase 1 skal der fastlægges et gasbaseret brænderkoncept. Konceptet skal honorere kravene i analysen og endvidere bygges op, så det fremstår som et reelt og konkurrencedygtigt alternativ til de eksisterende elvarmebånd. Det skal bl.a. fastlægges, hvordan reguleringsteknikken skal fungere, og hvordan den rette temperaturfordeling opnås. Konceptet skal sikre, at de overordnede mål - energieffektivitet og reduktion af miljøbelastingen - kan opnås. Fase 3) Design og opbygning af prototype I denne fase skal der opbygges en prototype af gasbrænderen. Funktionskrav og brænderkonceptet skal give retningslinierne, for hvordan den fysiske model skal opbygges. Tolerancer, materialekrav, konstruktionskrav og dimensioner er blandt de parametre, der influerer på prototypens design. Til at regulere gas/luft blanding, temperatur og til at sikre, at installation og drift af brænderen kan ske efter Gasreglementets forskrifter, skal der opbygges et koncept for reguleringssystemet og sikkerhedskredsen. Fase 4) Laboratorietest af prototype og designforbedring Når prototypen er udviklet, skal dens funktionalitet afprøves ved laboratorietests. Først fastlægges kriterierne for en godkendt test. Dernæst opbygges en testbænk, hvor udvalgte parametre måles ved en simuleret driftssituation. Testresultaterne evalueres med henblik på forbedring af prototypens opbygning. Laboratorietests foretages i tilstrækkeligt omfang til at fastlægge det optimale design af prototypen. Fase 5) Produktions-/sammenligningstest af prototype og elvarmebånd Når prototypen er optimeret, skal den afprøves i produktionssammenhæng. Indledningsvis opbygges et måle- og vurderingssystem til anvendelse i testen. Først testes den eksisterende opstilling med elvarmebånd. Dernæst erstattes elvarmebåndene med den gasbaserede prototype, og testen gennemføres på ny. Data for de to tests opsamles til evaluering i fase 6. Fase 6) Evaluering og revision af design På baggrund af produktionstestene foretages evaluering af prototypen i forhold til elvarmebåndene. Designet revurderes, og eventuelle konstruktionsændringer udføres. Fase 7) Dokumentationrapport samt installations- og driftsvejledning I denne fase skal der udarbejdes en dokumentationsrapport, der nøje beskriver opbygning og funktion af det gasbaserede varmelegeme. Dokumentationen består af det relevante informationsmateriale, der er udarbejdet gennem projektforløbet via tests og analyser. Til anvendelse for fremtidige brugere af gasbaserede varmelegemer udarbejdes der en installations-, drifts- og vedligeholdelsesmanual
Resultater
Projektet er indledt med en undersøgelse af de barrierer, der forhindrer gasteknologi i at trænge ind på plastbearbejdningsområdet. Endvidere er der foretaget en undersøgelse af de funktionskrav der stilles til plastsmelteapparaturet. Dette var væsentligt at kortlægge idet resultatet i høj grad influerer på, hvilke krav der skulle stilles til opbygningen af en naturgasfyret brænderkonstruktion til plastsmeltning. Resultatet af undersøgelsen er beskrevet i projektets delrapport 1. I delrapport 2 er der foretaget en analyse af funktionskravene, hvorefter en række forskellige design af brænderkonstruktionen er udviklet. For hvert enkelt design er der foretaget vurderinger af funktion, energiforhold, sikkerhedsforhold samt økonomi. Ud fra vurderingerne er der udpeget et design, som der i projektet arbejdes videre med. Efterfølgende er der i delrapport 3 udarbejdet en meget detaljeret beskrivelse af det valgte design. På baggrund af beskrivelsen er der blevet konstrueret en prototype af brænderkonstruktionen, som efterfølgende skulle testes på DGC's laboratorium. Brænderdesignet blev udformet med direkte fyring og røggasgenvinding med henblik på reduktion af energitab for dermed at opnå den bedst mulige driftsøkonomi. I delrapport 4 beskrives de måleforsøg der er gennemført med brænderkonstruktionen. Pga. problemer med bl.a. flammestabilitet i den lukkede brænderkonstruktion og flow gennem røggaskanalen var det ikke muligt at udføre forsøgene efter den oprindelige forsøgsplan. Det var nødvendigt at ombygge forsøgsopstillingen, så den kunne fungere med en ekstern brænder, der producerede varm luft, som efterfølgende blev blæst gennem konstruktionen. Det blev klart under måleforsøgene, at konstruktionen i det valgte design ikke ville kunne installeres på en sprøjtestøbemaskine. Måleforsøgene viste dog også, at det med røggasser (eller varm luft) i nogle tilfælde er muligt at opnå en temperaturprofil, der opfylder kravet om højest #+-#5 grader C variation på temperaturen rundt om snekken. I forhold til projektbeskrivelsen var det ikke muligt at gennemføre forsøg med brænderen på en sprøjtestøbemaskine, fordi det valgte designkoncept viste sig at have væsentlige problemer med forbrændingsprocessen, og fordi det ikke var muligt at regulere temperaturen tilstrækkeligt nøjagtigt. En væsentlig afvigelse i forhold til det oprindelige projekt er, at det hovedsageligt er DGC, der har udarbejdet materialet i projektet. Det skyldes, at både Superfoss Packaging og Ferromatik - Milacron trak sig tidligt ud af projektet. Der blev efterfølgende brugt lang tid på at finde andre partnere, og det var først da Replast gik ind i projektet, at der kom fremdrift. Replast hjalp med at designe brænderen og udarbejde kravspecifikationerne. Efterfølgende blev der konstrueret en prototype af brænderkonstruktionen. På dette tidspunkt var det meget uheldigt, at Replast blev lukket. Det var ikke muligt at finde nye partnere, og det blev derfor besluttet at forsøge kun at gennemføre laboratorieforsøgene
