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

  • ГМС ЛИВГИДРОМАШ освоил серийный выпуск насосов нового поколения ГМС ЛИВГИДРОМАШ освоил серийный выпуск насосов нового


    ГМС ЛИВГИДРОМАШ продолжает расширять номенклатуру и потребительские свойства серийно производимой насосной продукции. Освоен серийный выпуск энергоэффективных консольных и консольно-моноблочных насосов нового поколения серии Kordis Кордис....
  • GRUNDFOS обновил модельный ряд циркуляционных насосов MAGNA1 GRUNDFOS обновил модельный ряд циркуляционных насосов MAGNA1


    Концерн GRUNDFOS выводит на российский рынок обновленную линейку высокоэффективных циркуляционных насосов MAGNA1. Основное отличие новых моделей – базовые возможности по контролю и управлению насосами, а также меньшее по сравнению с насосами предыдущ...
  • Новые центробежные насосы Grundfos Новые центробежные насосы Grundfos


    Компания Grundfos сообщает о том, что вертикальные многоступенчатые центробежные насосы CR типоразмеров CR90 и CR120 снимаются с производства и заменяются насосами новых типоразмеров CR95 и CR125 соответственно....
  • Emerson расширяет линейку пилотных регуляторов Emerson расширяет линейку пилотных регуляторов


    Расширенная линейка из трех новых типоразмеров предназначена для применений, требующих высокой пропускной способности....
  • 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....

Статьи по тегу энергоэффективность

Видео по тегу энергоэффективность

Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 24 Стандартизация 20 Газ.Нефть.Технологии УФА 13 ЗАО РОУ 10 Вестник арматуростроителя 37 Тулаэлектропривод 22 импортозамещение 17 видеорепортаж 21 Ямал СПГ 12 НПАА 33 ОМК 85 Северный поток 10 Теплоснабжение 13 Ремонт и реконструкция 42 Нефтепереработка 15 Инвестиции 47 Запорная арматура 31 Сертификация 61 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 17 Запорно-регулирующая арматура 20 Транснефть 90 Импортозамещение 129 Газпром 187 Шаровые краны 78 Клапаны 31 Трубы 47 Новинки и разработки 85 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 49 Контроль и испытания 23 Газ 36 Новое строительство 50 Выставки 38 Обучение и кадры 15 Автоматизация 15 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 34 Международное сотрудничество 76 СПГ 29 Приводы 20 Нефтегаз 36 Новинки 59 КТОК 26 Нефть и газ 102 Насосное оборудование 22 Сила Сибири 22 ТЭЦ 15 Армалит 26 ЧТПЗ 71 АДЛ 43 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 25 РЭП Холдинг 12 ГОСТ 10 ОМЗ 18 Сплав 21 АЭМ-технологии 17 Роснефть 48 Темпер 15 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 23 Ижнефтемаш 14 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 28 Трубная металлургическая компания 21 МК Сплав 84 Завод Трубодеталь 19 АЭС 43 ДС Контролз 16 выставка 126 Москва 26 МашСталь 11 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 378 Danfoss 84 БКЗ 36 Барнаульский котельный завод 19 литье 17 Судостроение 12 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 12 нефть 39 Данфосс 106 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 17 KSB 23 Задвижки 26 Camozzi 13 БАЗ 15 Волгограднефтемаш 41 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 14 Итоги года 16 Росатом 78 Атомэнергомаш 57 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ООО Паровые системы 12 Россия 32 Уралхиммаш 16 Индия 10 Emerson 34 Пензтяжпромарматура 23 AUMA 17 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 26 Корпорация «Сплав» 20 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 74 «Трубодеталь» 13 «Армалит» 16 водоснабжение 13 Hawle 19 Татнефть 10 ТМК 36 Гусар 29 Metso 11 ПОЛИПЛАСТИК 23 ТермоБрест 36 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 28 Курганская область 27 ООО «РТМТ» 18 «ПРИВОДЫ АУМА» 16 модернизация 38 ВМЗ 28 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 14 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 16 LD 19 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 15 ФРП 11 АЭМ - технологии 11 Петрозаводскмаш 13 США 12 рынок 11 ПромАрм 23 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 41 Газ. Нефть. Технологии 25 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 18 ПРИВОДЫ АУМА 16 электроприводы 50 Курган 24 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 промышленность 12 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 10 Китай 28 Курганский арматурный завод 12 НПП ТЭК 11 Силовые машины 19 форум 19 VALTEC 38 семинар 30 ЗапСибНефтехим 24 ММК 10 Северсталь 15 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 47 сильфонные компенсаторы 10 GRUNDFOS 10 ГРУНДФОС 11 металлургия 13 газопровод 30 нефтегазовая отрасль 27 машиностроение 18 итоги 23 КОНАР 21 фитинги 10 конкурс 32 ГАКС-АРМСЕРВИС 25 производство 21 ИФАЗ 16 HEAT&POWER 14 Ижорские заводы 12 Астима 10 СИБУР 37 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 13 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 64 юбилей 16 ПКТБА 11 ПНТЗ 10 Редукционно-охладительные установки 10 регулирующие клапаны 19 Турция 13 аудит 23 ЧелябинскСпецГражданСтрой 17 экспорт 14 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 19 нефтепровод 25 литейное производство 29 оборудование 16 рейтинг 11 Арзамасский приборостроительный завод 11 РАСКО 18 НПФ РАСКО 24 обучение 11 Челябинск 14 ЧЗЭМ 19 аккредитация 12 Петербургский Международный Газовый Форум 13 Белэнергомаш 14 Старооскольский арматурный завод 11 Uni-Fitt 11 вебинар 13 МЗТА 12 конференция 61 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 10 Эмерсон 13 АО «ОКБМ Африкантов» 13 ГК Римера 25 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 11 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 25 Viessmann 12 ЗиО-Подольск 13 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 29 Новое производство 16 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 Этерно 11 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 11 ремонт 14 новинка 30 Объединенная металлургическая компания 35 Выксунский металлургический завод 13 стенд 13 PCVExpo 14 история арматуростроения 11 автоматизация 12 локализация 10 HERZ 11 Группа ГМС 12 контрафакт 10 магистральный нефтепровод 13 Газпром нефть 11 новое оборудование 10 энергоэффективность 12 маркетинг 10 шаровые краны 16 трубопроводная арматура для АЭС 12 поставка 28 Aquatherm Moscow 25 строительство газопровода 19 Интергазсерт 10 Экспоцентр 10 трубопроводы 19 Эго Инжиниринг 15 Группа ЧТПЗ 67 белая металлургия 14 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 15 Уфа 10 Алексей Миллер 10 насосы 14 соглашение 10 Металлообработка 12 котлы 13 Минпромторг РФ 17 поставка оборудования 31 ПНФ ЛГ автоматика 14 инжиниринг 10 MIOGE 15 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 22 ВАРК 10 атомная отрасль 24 российское производство 55 арматуростроение 12 Атомная энергетика 15 трубопровод 10 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 21 медиагруппа Armtorg 31 международная выставка 18 мировое арматуростроение 22 Госкорпорация Росатом 10 пао газпром 12 участие в выставках 16 проблемы отрасли 10 новые технологии 15 Нефтегаз-2018 10 российское арматуростроение 23 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 YDF Valves 13 Заводы трубопроводной арматуры 18 видеорепортаж с производства 18 ЛГ Автоматика 16 Точприбор 13