GEMCO Engineers bv, Искендеров Р. Э. Энергоэффективность в проектировании литейных цехов

GEMCO Engineers bv, Искендеров Р. Э. Энергоэффективность в проектировании литейных цехов...

Расход энергии и потенциальная экономия в литейных цехах

Вопрос конкурентоспособности всегда стоит перед любым бизнесом. Это непрекращающаяся борьба за место на рынке. И литейное производство не является исключением. Как и все остальные бизнесы, литейное производство может быть конкурентоспособным, если оно, среди прочего, эффективно расходует ресурсы.

В российской отрасли литья в последние годы вопросы эффективности стоят наиболее остро из-за постоянного роста тарифов на энергию и стоимости труда.

Наиболее очевидной возможностью повышения эффективности представляется сокращение расхода энергии на производство, поскольку в доле затрат на килограмм годного литья расходы на энергию составляют довольно весомую часть. Например, при изготовлении литья в песчано-глинистые формы с применением современного оборудования и высокого уровня автоматизации производства от 12 до 20% расходов приходится на энергию. На плавильном участке с использованием индукционной плавки 90% энергии приходится на электричество, из них 70% электричества потребляется плавильными печами.

Казалось бы, сократив расход электричества на плавку, можно добиться снижения затрат. Однако поле здесь не такое уж широкое. Современные плавильные печи технически уже достигли своего предела развития. При оптимальном использовании, например, индукционных печей можно достигать 75% КПД.

Пока не придуман менее энергозатратный способ получения расплавленного металла, остается оптимизировать процесс плавки и взаимодействие всех остальных установок в литейном цеху. Давайте рассмотрим, как это можно сделать современным способом.


Логистическое моделирование

При производстве литья расход энергии на килограмм годного литья определяется тремя факторами:

- способом литья;

- выбором и компоновкой технологического оборудования, конфигурацией инженерных коммуникаций;

- планированием, организацией производственных и технологических процессов, регламентами
обслуживания и ремонта оборудования.

Для того чтобы все три фактора работали согласованно и оптимально, необходимо четко просчитать все процессы. При решении такой сложной и многокомпонентной задачи поможет специальный инструмент, разработанный компанией GEMCO. Это программа симуляционного моделирования логистики литейного производства. Данная модель может применяться как при проектировании нового литейного цеха, так и для модернизации уже существующего производства.

Симуляционная модель состоит из комбинации отдельных блоков, которые соотносятся с отдельными производственными потоками. Например, поток «песок–смесь–форма–возврат» или «лом–жидкий металл–отливка–возврат» и т. д. для всех производственных потоков.

Для каждой отдельной установки вводятся и хранятся конкретные условия, такие как временная характеристика процесса и производительность. В зависимости от того, как установки соединены в модели, возникает общий поток. Каждая отдельная установка имеет информацию о количестве материала, которое она должна обрабатывать. Согласно этой информации строится графическое представление, насколько высокой была соответствующая загрузка. Логистическое моделирование дает возможность установить общую линию работающих вместе установок (проект литейного цеха), причем параметры, такие как производственная программа, логистика и спецификации всех установок, являются переменными.

Внедрение этой техники моделирования было осуществлено GEMCO в сотрудничестве с техническими университетами Эйндховена и Твенте. GEMCO использует эту программу с 2005 года для логистического моделирования проектов литейных цехов. Библиотеки логистических компонентов постоянно пополняются новыми узлами литейного оборудования, их можно объединять и комбинировать в индивидуальных проектах литейных цехов.

Комплексность имитационной модели является результатом большого числа изменяемых параметров. Согласование спецификаций установок ведет к изменению характеристики единичной машины и тем самым — характеристики составленных систем или последовательно включенных установок. При составлении системы существенное значение имеет установление ее возможных узких мест. Важно, чтобы внутри эффективного литейного производства формовочная машина могла последовательно продолжать работу, а окружающие ее установки располагали достаточной, но не большой избыточной производительностью.

Посредством логистических изменений, таких как, например, согласования в компоновке и/или установке буферных емкостей, можно оптимизировать суммарную мощность без увеличения производительности отдельной установки. С помощью монтажа упорядоченных буферных емкостей оптимизируется загрузка установок, в то время как влияние технологических операций перед соответствующей установкой или за ней снижается.

После выбора спецификаций установок, их компоновки и буферных емкостей можно повысить мощность модели, проигрывая варианты производственной программы. Часто бывает, что при литье крупных изделий узким местом время от времени становится участок плавильных печей. Для изделий с интенсивным использованием стержней, напротив, узкое место кратковременно представляет линия установки стержней, или стержневое отделение. Симуляционное моделирование позволяет, например, экспериментировать при проектировании литейного цеха с различными размерами серий, чтобы установить оптимальную производственную программу.


Энергоэффективность в логистическом моделировании

В самых новых разработках энергия принимается в качестве логистического элемента. Потоки энергии, так же как песка и металла, можно моделировать. Логистическое моделирование является видом событийного, дискретного моделирования. Материальные потоки осуществляются через логистические элементы для того, чтобы в определенный момент быть перенесенными из одной установки в другую. Когда в реальности перенос энергии происходит в непрерывном течении (кВт=кДж/с), для ввода энергии в модель реализуется специальное решение. При этом энергию можно разделить на пакеты (кВт.ч) и управлять посредством имеющихся событий, реализуя ее, таким образом, как логистический модуль. Кроме того, в модели можно учитывать современные способы плавки, такие как powersharing. Для этого реалистично моделируются потери установки и влияние на потребление энергии управления ходом печи, свойств материала и вида обработки расплава. Таким образом, при моделировании параметров литейного производства становится возможным также включить потоки и потребление энергии.


Симуляционное моделирование для проектирования конкурентоспособных производств

Симуляционное моделирование помогает проектировщику / инженеру определить оптимальные параметры производства. Оно позволяет не только визуализировать взаимодействие установок (узкие места, заторы, загрузка, суммарная мощность), но и поддерживает моделирование оптимизации проектирования литейных цехов (баланс между инвестициями, потреблением и производительностью). Кроме того, это моделирование предлагает отличную платформу коммуникаций для проектировщиков литейных цехов и инженеров-литейщиков. Уже на этапе проектирования имеется трехмерное динамическое изображение нового литейного цеха. Без такого моделирования уже нельзя представить разработку и определение параметров конкурентоспособных литейных цехов.

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 7 (42) 2017
Материалы других разделов по тегу энергоэффективность

Новости по тегу энергоэффективность

  • Danfoss принял участие в Международном саммит мэров по энергоэффективности и устойчивому развитию городов Danfoss принял участие в Международном саммит мэров


    В рамках форума Российская энергетическая неделя прошел Международный саммит мэров по энергоэффективности и устойчивому развитию городов. В заседании приняли участие представители России, Китая, Германии, Греции, Малайзии, Болгарии. Встреча прошла по...
  • ГК Остек представит новейшие разработки в области повышения эффективности на HEATPOWER 2017 ГК Остек представит новейшие разработки в области


    Группа компаний Остек приглашает посетить стенд С505 на международной энергетической выставке HEATPOWER, которая пройдет с 24 по 26 октября в МВЦ Крокус Экспо, г. Москва....
  • Данфосс продемонстрировал свои технологии на фестивале энергоэффективности в Краснодаре Данфосс продемонстрировал свои технологии на фестивале энергоэффективности


    Организатором фестиваля на Кубани выступило краевое министерство топливно-энергетического комплекса и жилищно-коммунального хозяйства при поддержке регионального министерства образования, науки и молодежной политики. Среди производителей энергосберег...
  • Viessmann вводит энергоменеджмент на заводе в Берлине Viessmann вводит энергоменеджмент на заводе в Берлине


    Введение энергоменеджмента — фокусного анализа и контроля энергетических характеристик — позволит заводу Viessmann в Берлине снизить специфическое общее энергопотребление на 30 к 2019 году....
  • Grundfos новые электродвигатели класса эффективности IE5 Grundfos новые электродвигатели класса эффективности IE5


    Благодаря внедрению современных технологий – таких как преобразователь частоты – повышенный КПД и улучшенные параметры энергопотребления двигателей MGE превзошли стандарты IE4 и теперь получат маркировку IE5 – максимальный уровень энергоэффективности...

Статьи по тегу энергоэффективность

Видео по тегу энергоэффективность

Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 12 Стандартизация 17 Вестник арматуростроителя 30 Тулаэлектропривод 20 импортозамещение 15 видеорепортаж 21 Ямал СПГ 11 НПАА 33 ОМК 79 Северный поток 10 Теплоснабжение 12 Ремонт и реконструкция 40 Нефтепереработка 13 Инвестиции 45 Запорная арматура 27 Сертификация 59 Фобос 11 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 15 Запорно-регулирующая арматура 20 Транснефть 78 Импортозамещение 120 Газпром 169 Шаровые краны 74 Клапаны 28 Трубы 45 Новинки и разработки 76 Тендеры и закупки 24 Модернизация производства 46 Контроль и испытания 22 Газ 29 Новое строительство 47 Выставки 34 Обучение и кадры 13 Автоматизация 14 Локализация 20 НИОКР 34 Инновации 33 Международное сотрудничество 76 СПГ 29 Приводы 17 Нефтегаз 34 Новинки 58 КТОК 24 Нефть и газ 88 Насосное оборудование 17 Сила Сибири 21 ТЭЦ 14 Армалит 23 ЧТПЗ 60 АДЛ 41 ТЭКО-ФИЛЬТР 23 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 24 РЭП Холдинг 11 ГОСТ 10 ОМЗ 14 Сплав 19 АЭМ-технологии 15 Роснефть 42 Темпер 13 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 19 АУМА 16 Ижнефтемаш 12 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 28 Трубная металлургическая компания 20 МК Сплав 75 Завод Трубодеталь 17 АЭС 39 ДС Контролз 16 выставка 118 Москва 25 МашСталь 11 ЦКБА 10 Арматурные истории 10 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 276 Danfoss 76 БКЗ 33 Барнаульский котельный завод 14 литье 15 Судостроение 12 Astin BGM Group 11 нефть 32 Данфосс 97 Саранский приборостроительный завод 10 Санкт-Петербург 16 KSB 21 Задвижки 25 Camozzi 12 БАЗ 14 Волгограднефтемаш 39 Омский НПЗ 13 ТЭК 10 Ростовская АЭС 14 шаровой кран 12 Итоги года 16 Росатом 71 Атомэнергомаш 53 Минпромторг 27 ООО Паровые системы 11 Россия 30 Уралхиммаш 16 Emerson 30 Пензтяжпромарматура 23 AUMA 13 «Конар» 11 ООО «Приводы АУМА» 21 Корпорация «Сплав» 17 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 66 «Трубодеталь» 12 «Армалит» 16 водоснабжение 12 Hawle 17 ТМК 34 Гусар 28 Metso 10 ПОЛИПЛАСТИК 22 ТермоБрест 33 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 27 Курганская область 26 ООО «РТМТ» 16 «ПРИВОДЫ АУМА» 16 модернизация 34 ВМЗ 26 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 11 Трубодеталь 11 НОВАТЭК 15 LD 17 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 11 ФРП 11 Петрозаводскмаш 11 рынок 10 ПромАрм 21 Valve Industry Forum & Expo 10 ФАС 11 АБС Электро 36 Газ. Нефть. Технологии 21 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 18 ПРИВОДЫ АУМА 10 электроприводы 38 Курган 23 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 126 промышленность 10 ГЕАЗ 20 электропривод 12 Реком 10 Китай 24 Курганский арматурный завод 11 НПП ТЭК 11 Силовые машины 18 форум 16 VALTEC 37 семинар 30 ЗапСибНефтехим 24 Северсталь 14 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 36 сильфонные компенсаторы 10 газопровод 25 нефтегазовая отрасль 10 машиностроение 10 итоги 22 КОНАР 20 фитинги 10 конкурс 30 ГАКС-АРМСЕРВИС 22 производство 20 ИФАЗ 16 HEAT&POWER 14 Астима 10 СИБУР 35 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 11 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 12 интервью 43 юбилей 15 ПКТБА 10 Редукционно-охладительные установки 10 регулирующие клапаны 17 Турция 10 аудит 21 ЧелябинскСпецГражданСтрой 16 экспорт 11 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 19 нефтепровод 20 литейное производство 21 оборудование 14 Арзамасский приборостроительный завод 11 РАСКО 18 НПФ РАСКО 21 обучение 10 Челябинск 13 ЧЗЭМ 17 аккредитация 12 Петербургский Международный Газовый Форум 12 Белэнергомаш 12 Uni-Fitt 11 вебинар 13 МЗТА 10 конференция 54 Северный поток 2 21 Эмерсон 12 АО «ОКБМ Африкантов» 13 ГК Римера 25 Казахстан 14 Денис Мантуров 13 затворы 10 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 25 Viessmann 12 ЗиО-Подольск 12 Будущее Белой металлургии 10 Лукойл 24 Новое производство 16 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 Этерно 11 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 10 ремонт 14 новинка 30 Объединенная металлургическая компания 33 Выксунский металлургический завод 11 стенд 13 PCVExpo 14 HERZ 11 Группа ГМС 12 магистральный нефтепровод 10 Газпром нефть 11 новое оборудование 10 шаровые краны 15 трубопроводная арматура для АЭС 11 поставка 27 Aquatherm Moscow 24 строительство газопровода 18 Интергазсерт 10 Экспоцентр 10 трубопроводы 14 Эго Инжиниринг 12 Группа ЧТПЗ 56 белая металлургия 11 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 10 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 14 насосы 13 котлы 13 Минпромторг РФ 16 поставка оборудования 25 MIOGE 12 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 17 атомная отрасль 23 российское производство 37 сравнение конструкций 10 опыт эксплуатации 20 медиагруппа Armtorg 23 международная выставка 15 мировое арматуростроение 17 участие в выставках 13 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 YDF Valves 11