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印刷机能效评估第三方检测的基本流程和操作步骤详解
2025-07-23
微析研究院
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机械设备
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印刷机作为包装、出版行业的核心生产设备,能耗占企业总能耗的30%~50%,其能效水平直接影响运营成本与绿色转型成效。第三方检测因具备独立性、专业性,成为客观评估印刷机能效的关键手段——通过规范流程采集数据、计算指标,既能帮助企业定位能耗漏洞,也能为节能认证、政策合规提供权威依据。本文结合GB/T 32028《印刷机能耗测试方法》等标准,详细拆解印刷机能效评估第三方检测的全流程操作细节,为企业理解检测逻辑、配合实施提供参考。
检测前的准备与资料收集
第三方检测机构开展工作前,需完成两项核心准备:资料收集与设备校准。资料方面,需向企业索要印刷机基础信息(型号、额定功率、最大印刷速度、承印物类型)、近3个月的运行记录(生产班次、产量、能源台账)、设备维护日志(电机检修、传动系统润滑时间)及能源管理文件(能耗统计制度、节能措施清单)。这些资料能提前勾勒设备能耗特征,避免现场检测的盲目性。
检测设备需提前校准并确认有效期:电参数测量仪(测电压、电流、功率,误差≤±1%)、燃气流量计(针对天然气干燥装置)、温度记录仪(监测干燥箱温度分布)、电子秤(称量油墨/纸张消耗)。例如,电参数测量仪需通过CNAS认可机构校准,确保数据准确性。
此外,需与企业确认检测时段——尽量选设备稳定运行的正常班次(如8:00-17:00的生产时段),避免试机、维护等非典型状态,确保数据反映真实能耗。
检测对象与边界的明确
印刷机能效检测的第一步是“定义范围”,避免能耗混淆。检测对象通常分两类:单台印刷机(如单张纸胶印机)或一体化生产线(送纸-印刷-干燥-裁切)。若检测单台设备,需包含其自带辅助系统(墨泵、水辊电机);若检测生产线,则涵盖从原料到成品的所有设备,但需排除车间照明、办公用电等非生产能耗。
边界划分的核心是“区分直接与间接能耗”:直接能耗指印刷机运行直接消耗的能源(主机电能、干燥燃气),间接能耗指为设备服务但不参与生产的能源(车间空调)。例如,某柔印机的干燥燃气是直接能耗,车间通风电能是间接能耗,需与企业明确是否纳入检测范围。
为避免歧义,检测人员需在现场用“边界图”标注:在印刷机旁画出主机、墨系统、干燥装置的位置,注明各部分计量点,让企业清晰了解检测覆盖范围。
基础参数的现场核查
现场核查是确保资料真实性的关键。首先核对印刷机铭牌:型号、额定功率是否与资料一致,有无涂改;若铭牌缺失,需企业提供设备说明书或厂家证明。其次检查运行状态:传动系统有无异响(润滑不足会增加能耗)、墨路是否泄漏(油墨浪费会间接增加能耗)、干燥箱温度是否均匀(温度波动大可能导致重复干燥)。例如,某凹印机干燥箱左右温度差15℃,说明热风循环故障,需记录并建议检修后重测。
最后核查负载率——实际生产速度与额定速度的比值,直接影响能效。检测人员通过现场计时(如1分钟内印刷的纸张长度)计算实际速度,若负载率<70%,数据不具代表性,需调整检测时段。例如,额定速度300米/分钟的凹印机,实际运行200米/分钟,负载率67%,需等企业提高产能后再测。
能耗数据的连续采集
能耗采集需遵循“连续、全面、准确”原则,周期覆盖至少一个完整生产周期(如单张纸胶印机的“装纸-调机-印刷-收纸”全流程,或卷筒纸机的8小时班次)。采集内容包括三类数据:
1、能源消耗:用功率计测主机、墨泵、干燥风机的实时功率(每15分钟记录一次),用燃气流量计测干燥装置的小时燃气流量;2、生产数据:每小时记录印刷产量(平方米/千印张)、承印物克重(如157g/m²铜版纸)、油墨添加量(电子秤称量);3、环境数据:记录车间温度(18-25℃为宜)、湿度(50%-60%为宜),温度过低会增加墨泵能耗,湿度过高会延长干燥时间。
采集方式以“在线监测为主、人工记录为辅”:用电参数测量仪自动存储功率数据,用燃气流量计的RS485接口传输数据至电脑;生产数据由企业操作员每小时记录,检测人员现场核对。需注意,采集过程不能中断生产——若因换料停机,需记录停机时间并剔除该时段能耗。
能效指标的计算与验证
数据采集完成后,需计算两个核心指标:单位产品能耗(EUP)与能效系数(η)。单位产品能耗是生产单位产量的能源消耗,公式为:EUP=总能耗/总产量(单位:kWh/m²或MJ/千印张);能效系数是实际能耗与标准能耗的比值,公式为:η=实际EUP/标准EUP(η≤1说明达标,η>1说明能效低于标准)。
计算需遵循国家标准:如GB/T 32028规定,EUP需包含主机与辅助系统的直接能耗,排除待机能耗;标准EUP需根据印刷机类型(胶印/凹印/柔印)、规格(幅宽/速度)从标准中选取——比如幅宽1000mm、速度200米/分钟的凹印机,标准EUP为0.15 kWh/m²。
验证步骤必不可少:用两种方法计算同一指标,若误差≤5%则计算正确。例如,某柔印机总能耗120kWh,总产量800m²,EUP=0.15kWh/m²;若主机能耗60kWh、墨系统10kWh、干燥装置50kWh,总和120kWh,与总能耗一致,说明计算准确。
辅助系统的能耗拆分
印刷机辅助系统(墨系统、干燥装置、通风系统)能耗占比可达50%以上,需单独拆分才能定位瓶颈。拆分核心是“安装独立计量设备”:每个辅助系统连接单独电表或流量计,避免能耗混淆。
以干燥装置为例(能耗占比30%-50%),需拆分加热元件(电加热管/燃气燃烧器)、热风循环风机、排湿风机的能耗。例如,电加热干燥装置需在加热管与循环风机的配电箱分别安装电表;燃气干燥装置需在燃气管道装流量计,同时在循环风机装电表。
墨系统拆分需关注墨泵功率:胶印机墨泵功率0.5-1.5kW,凹印机1-3kW,需在墨泵电源线装功率计,记录实时功率再乘以运行时间。拆分完成后计算各系统占比——比如干燥装置占40%、主机占45%、墨系统占10%,企业可针对性改造(如干燥装置余热回收、更换高效墨泵)。
异常数据的识别与处理
采集数据中可能存在异常值(如功率突然翻倍、燃气流量为0但生产未停),需通过“趋势分析+现场验证”处理。正常生产时,能耗数据波动应≤10%,若波动超20%则需排查原因:
1、设备故障:如电机过载(传动皮带过紧)会导致功率骤升,需记录并剔除该时段数据;2、工艺调整:如临时提高印刷速度导致能耗增加,需保留数据但注明原因;3、计量错误:如功率计接线松动导致数据异常,需重新采集。
异常数据不能随意删除——有效数据需占总采集量的90%以上,否则需重新检测。例如,某胶印机因电机过载导致1小时功率从120kW升到200kW,需剔除该时段数据,并在报告中说明原因。
检测报告的编制与复核
检测报告需包含“客观数据+计算过程+结论”,结构如下:1、企业信息(名称、地址);2、检测对象(印刷机型号、规格);3、检测依据(如GB/T 32028);4、设备清单(名称、型号、校准证书);5、检测过程(时间、周期、负载率);6、采集结果(能源、生产、环境数据);7、指标计算(EUP、η);8、异常说明;9、结论(能效是否达标、瓶颈分析)。
报告需“数据可追溯”:每个数据注明来源(如“主机功率来自FLUKE 435电参数测量仪”),每个计算列出公式(如“EUP=120kWh/800m²=0.15kWh/m²”)。复核需两名以上人员交叉审核:核对数据准确性(能耗与计量记录一致)、计算正确性(公式符合标准)、结论客观性(基于数据无主观判断)。
报告完成后加盖公章与CMA标志(若有),提交企业。企业可根据报告中的瓶颈分析(如干燥装置能耗过高),制定节能改造方案,或用于节能认证、碳足迹核算等场景。
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