玩具行業清潔生產潛力分析及實施辦法研究

鄭定成，戴 琴

（1.河源職業技術學院，廣東河源517000；2.河源市清潔生產中心，廣東河源517000）

玩具行業清潔生產潛力分析及實施辦法研究

鄭定成1，戴 琴2

（1.河源職業技術學院，廣東河源517000；2.河源市清潔生產中心，廣東河源517000）

從能源消耗、有機廢氣污染、可持續發展幾個方面，分析了我國玩具行業推行清潔生產的緊迫性。通過幾家玩具企業開展清潔生產審核過程中的研究和經驗總結，指出注塑機能耗高、有機廢氣污染嚴重、非清潔能源的使用是玩具行業存在的主要問題。針對存在的問題，提出了注塑機的節能改造，有機廢氣源頭控制，以及清潔能源替代非清潔能源的使用等清潔生產措施。并從注塑機變頻器的使用，注塑機炮筒加熱方式的改造，注塑機余熱的回用等方面詳細分析了注塑機節能改造的思路和方法。

玩具行業；清潔生產；潛力分析；措施

清潔生產是以 “節能、降耗、減污、增效”為目標，以科學管理和科學技術為手段，實施工業生產全過程控制污染，使污染物的產生和排放量最小化的一種綜合性措施［1］。隨著清潔生產的深入開展，世界各國在實踐中不斷開辟新的領域［2～4］，雖然目前還沒有成熟的玩具行業清潔生產的指標體系和技術規范，但是完全可以借鑒其他行業清潔生產的成功經驗，引入清潔生產理論，推行玩具行業的清潔生產，從根本上預防和減少對環境的污染，保證環境質量持續不斷地改善。本文從清潔生產的角度，以廣東省某市部分玩具廠為實例，分析玩具行業普遍存在的問題，提出相應措施，為玩具行業開展清潔生產審核工作提供參考，為玩具行業的管理者和操作者提供一些提高企業經濟效益和環境效益的方案。

1 玩具行業實施清潔生產的緊迫性

我國玩具行業從20世紀80年代后發展起來，發展至今已成為世界上最大的玩具制造商和出口國，全球70%的玩具是在我國境內制造的，然而我國玩具業卻也面臨著能源消耗高、環保水平低、可持續發展能力差等問題，這決定了玩具行業實施清潔生產的緊迫性。

1.1 實施清潔生產是節約能源的必要途徑

目前全國注塑機保有量超過80萬臺，一年正常工作消耗的電量超過2100億kW·h，而三峽電站一年的發電量也不過1000多億kW·h，全國注塑機一年正常工作消耗的電量超過兩個三峽電站的發電量［5］。對國內玩具企業而言，一般注塑機的耗電量占企業總耗電量的50%～70%，占生產成本的6%～9%。所以說如何有效地利用電能，成為衡量一個企業是否為環保企業的一個標準，也是決定該企業的產品競爭力的一個重要因素。伴隨著我國制造業的飛速發展，國家電力供應日趨緊張，使得高耗能的產業出現用電受限的局面，這種局面還將維持很長一段時間［6］，所以能源過度消耗不僅帶來了巨額的經濟費用，也影響著生產的持續開展。

1.2 實施清潔生產是緩解環保壓力的需要

目前，玩具行業在噴漆工序使用的溶劑型油漆和在移印工序使用的印油，都含有苯、甲苯、二甲苯、甲醛等物質，在使用過程中易以氣態形式揮發到空氣中，其中噴漆工序產生的有機廢氣的量很大。苯、甲苯、二甲苯、甲醛等有機廢氣已被世界衛生組織確定為強烈致癌物質，近年來成為環保關注的一個重要問題，部分發達城市已經開始明令禁止噴漆工序的增加，所以環保的壓力也使得玩具行業急需開展清潔生產，從源頭上減少污染的產生。

1.3 實施清潔生產是走可持續發展道路的必由之路

玩具行業的快速發展促進了經濟的發展，但也帶來了環境的污染，與我國堅持可持續發展的道路相違背。隨著環保法律法規的逐漸完善，玩具行業法規標準要求也更加嚴格，對玩具產品的要求也更加苛刻，在愈加嚴峻的形勢下，玩具企業必須走信息化和生態化緊密結合的循環經濟可持續發展道路，按照 “綠色工藝”和 “清潔生產”的要求運轉和經營，提高資源和能源綜合利用率，控制氣態污染物排放，才能從根本上解決長期以來環境保護和經濟發展之間的沖突。

2 玩具行業存在的清潔生產問題

廣東省某市約有4家已開展清潔生產審核工作的玩具企業，以生產塑料、合金玩具為主，玩具行業基本工藝流程見圖1。

2.1 注塑機能耗過高

注塑機是玩具行業最為重要的設備之一，注塑成型的過程是將粒狀或粉狀塑料從注射機的料斗送進加熱的料筒中，如圖2所示，經加熱熔化呈流動狀態后在柱塞或螺桿的推動下熔融塑料受壓向前移動，進而通過料筒前端的噴嘴，以很快的速度注入閉合的模具型腔內，待冷卻定型后即可獲得所要求的塑料制品［7］。

該市開展清潔生產審核工作的玩具廠注塑車間電耗比重很高，達到全廠的50%～70%，經調查分析，主要有以下幾點原因：

（1）采用高壓節流控制方式控制注塑機的液壓系統的進油量

這些企業很多是采用我國自行研制生產的注塑機，該類注塑機90%以上是采用高壓節流控制方式，這種控制模式存在很大的能量浪費。在實際工作過程中，注塑機的液壓執行組件所需的流量并不是一成不變的，而是在一個工作周期內時大時小，有時幾乎為零。當工作所需流量較小時，高壓節流控制方式控制的油泵的供油量遠遠大于執行組件所需的油量，富余的處于高壓狀態的液壓油全部經溢流閥流回油箱，一方面消耗大量的動力，另一方面液壓油與管道摩擦產生大量的熱量，導致液壓油溫升高，為降低油溫，往往還需要增加冷卻循環水，進一步浪費能源［8］。

（2）采用電阻絲加熱

在玩具行業生產中，注塑機需要廣泛用到電加熱，而該市玩具企業90%以上使用的是電阻絲加熱，這種加熱方式主要是靠接觸傳導來傳遞熱能，只有緊靠在料筒表面內側的熱量才能傳到料筒上，這樣外側的熱量大部分散失到空氣中，存在著熱傳導損失，并導致環境溫度上升，熱量利用率較低。

（3）余熱浪費嚴重

一方面采用電阻加熱的注塑機，炮筒余熱浪費嚴重，另一方面注塑機料筒排放的廢氣含有一定的余熱和粉塵，無組織排放到車間，均沒有得到有效回收，既浪費余熱又污染車間環境。

2.2 有機廢氣排放量較多

該市玩具廠有機廢氣排放量較多的主要原因：一是噴漆工序的使用比例雖然在逐年降低，但是還占有一定量的比例，油漆揮發量大；二是噴漆工序自動化程度低，污染重；三是移印工序占有的比例逐年加大，仍以傳統的敞開式移印機為主，印油揮發量較大。

2.3 非清潔能源的使用

該市的玩具企業噴漆后，起干燥作用的固化爐，靜電噴涂后，起烘干作用的烘干機，從開廠建設階段開始均采用柴油作為能源，成本較高，污染較重。

3 玩具行業實行清潔生產的對策和建議

3.1 注塑機進行節能改造

（1）采用變頻器對注塑機液壓系統的工作流量進行實時控制

根據注塑工藝要求的流量值對電動機進行轉速調節，從而代替各種液壓閥的調節，實現液壓泵輸出流量的無級調速，并可大量減少各種閥門的使用。由于液壓油的工作流量與工作壓力之間存在相應的對應關系，因此采用變頻器控制液壓泵的工作流量，可在不改變液壓回路阻力的情況下，通過對流量的調節來達到對工作壓力的調節［9］。

（2）采用電磁加熱

采用更節能環保的電磁加熱，電磁加熱通過電子線路板產生交變磁場，當用含鐵質容器放置上面時，容器表面即切割交變磁力線而在容器底部金屬部分產生交變的電流 （即渦流），渦流使容器底部的鐵原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而起到加熱物品的效果。因為采用電磁加熱是鐵制容器自身發熱，所以熱轉化率特別高，最高可達到95%。

（3）增加余熱回收裝置

對于部分采用電阻發熱方式又不適合進行發熱裝置改造的注塑機，采用對注塑機進行余熱回收，也能達到節能的效果?，F在一般有兩種回收裝置，一種是炮筒的余熱回收，另一種是料筒的余熱和廢氣回收裝置。炮筒的余熱回收裝置主要包括集熱罩、熱風輸送系統、熱風自動補償系統、冷風輸送系統、自動電控系統、過濾裝置。原理是炮筒上多余的熱量在集熱罩的收集下，被熱風系統從料筒底部輸送到料筒進行加熱塑膠料，料筒的廢氣和余熱經過濾系統過濾之后又進入集熱罩被收集進行下一個循環。料筒的余熱回收是料筒的余熱不外排，單獨進行回收，該裝置更經濟，也具有一定的節能效果。

3.2 有機廢氣的控制

清潔生產的思想是從源頭上控制或者減少污染物的產生，要從源頭上控制有機廢氣的產生，一是根據產品的具體情況，減少噴漆工序的使用比例，使用移印、靜電噴涂等污染相對較少的噴涂方法；二是對產量較大的產品，采用自動噴涂線；三是改造傳統的開放式移印機為封閉式移印機，移印工序印油揮發量可以減少約50%。

3.3 使用清潔的能源

清潔能源的使用，從長遠發展來看，即可減少成本又可減少污染物的產生。玩具企業的烘干工序能源的使用，對輸氣管路能到達的地方，可采用天然氣、石油氣等氣體燃料代替柴油的使用，對輸氣管路不能到達的地方，可采用電代替柴油的使用。烘干工序的主要成本是服務費用和燃料費用，雖然石油氣和天然氣的服務和設備的費用更高，但是相比柴油，產生相同的熱量，石油氣和天然氣的用量更低，價格更便宜，在大量長期使用的情況下，使用石油氣和天然氣的效益更好，而且幾乎沒有污染。

4 結語

由于玩具行業的能耗以及廢氣產生源均較集中，只有從源頭上改進設備和過程控制，才能達到真正的降低玩具行業能耗，減少玩具行業有機廢氣排放的目的。因此，提倡清潔生產工藝、提高全行業技術水平、結合企業自身特點，真正將提高效益、減少污染作為企業的當務之急，才能使得玩具行業具有可持續發展的潛力和競爭力。

［1］姜小東.清潔生產與企業生產效益 ［J］.環境污染與防治，2008（3）：45－46.

［2］Bezamaa A，Valeriab H，Correac M.Evaluation of the environmental impacts of a Cleaner Production Agreement by frozen fish facilities in the Biobío Region，Chile［J］.Journal of Cleaner Production，2012，26：95－100.

［3］Pedro A，Ochoa George.Cleaner production in a small lime factory by means of process control［J］.Journal of cleaner production，2010，18（12）.40－43.

［4］葉新，李漢平.保障清潔生產審核取得成效的基本規范探討［J］.環境污染與防治，2010，（2）：106－109.

［5］沈朝暉.“海天”節能夢想：節出一個三峽電站 ［N］.寧波日報，2011－01－19.

［6］藍鋼杰.變頻器在注塑機節能中的應用 ［J］.變頻器世界，2005，（6）：103－105.

［7］段宏偉.塑料注射成型機加熱裝置的熱損耗分析 ［J］.農機化研究，2005，12（3）：95－97.

［8］俞鴻斌.變頻器在注塑機調速系統中的節能分析及應用 ［J］.工程塑料應用，2007，35（7）：68－71.

［9］Mu W，Wu S.Application of the transducer in the injection molding machine［J］.Engineering Plastics Application，2002，（7）：43－45.

Analysis and Research of Cleaner Production Potential and Its Implementation in Toy Industry

ZHENG Ding-cheng1，DAI Qin2
（1.Heyuan Polytech Vocational College，Heyuan Guangdong 517000 China）

The urgency of carrying out cleaner production in toy industry is discussed from the aspects of energy consumption，organic exhaust gas pollution and sustainable development.After the research and the review of the cleaner production auditing of several toy industrial enterprises，the main environmental problems are pointed out. They are the high energy consumption of the injection molding machine，serious pollution of the organic exhaust gas and the use of the non-clean energy.For that，the cleaner production measures are proposed such as renovation of the injection molding machine，source control of the organic exhaust gas and use of the clean energy.The suggestions are further put forward for the energy saving of the machine，like the use of the converter，changing the way of heating the gun barrel and recycling the exhaust heat.

toy industry；cleaner production；potential analysis；measures

X38

：A

：1673－9655（2013）02－0070－03

2012－09－09

鄭定成 （1985－），男，碩士研究生，主要從事環保教學及清潔生產工作。