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

  • Данфосс на форуме Москва – энергоэффективный город 2018 Данфосс на форуме Москва – энергоэффективный город


    Традиционный ХХХV форум и выставка Москва – энергоэффективный город пройдет 24–26 октября 2018 г. в здании Правительства Москвы на Новом Арбате, д. 36. В мероприятии примут участие ведущие российские и зарубежные производители энергосберегающего обор...
  • Красный котельщик с официальным визитом посетил губернатор Ростовской области Красный котельщик с официальным визитом посетил губернатор


    23 августа 2018 года Таганрогский котлостроительный завод Красный котельщик ТКЗ, входящий в состав компании Силовые машины, с официальным визитом посетил губернатор Ростовской области В. Ю. Голубев. Также в мероприятии приняли участие члены Правитель...
  • 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....

Статьи по тегу энергоэффективность

Видео по тегу энергоэффективность

Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 28 Стандартизация 26 Газ.Нефть.Технологии УФА 13 ЗАО РОУ 10 Вестник арматуростроителя 39 Тулаэлектропривод 23 импортозамещение 20 видеорепортаж 24 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 90 Северный поток 10 Теплоснабжение 15 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 17 Инвестиции 48 Запорная арматура 35 Сертификация 63 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 19 Запорно-регулирующая арматура 21 Транснефть 102 Импортозамещение 133 Газпром 191 Аудиты 14 Шаровые краны 87 Клапаны 40 Трубы 50 Новинки и разработки 94 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 55 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 38 Обучение и кадры 16 Автоматизация 22 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 38 Международное сотрудничество 77 СПГ 33 Приводы 31 Нефтегаз 36 Новинки 62 КТОК 26 Нефть и газ 111 Экология 10 Насосное оборудование 37 Сила Сибири 22 ТЭЦ 18 Армалит 25 ЧТПЗ 80 АДЛ 48 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 26 РЭП Холдинг 14 ГОСТ 11 ОМЗ 20 Сплав 21 АЭМ-технологии 17 Роснефть 48 Темпер 17 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 28 Ижнефтемаш 16 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 29 Трубная металлургическая компания 25 МК Сплав 93 Завод Трубодеталь 19 АЭС 46 ОМЗ-Спецсталь 11 ДС Контролз 18 выставка 136 Москва 28 МашСталь 11 арматура 27 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 438 Danfoss 92 БКЗ 37 Барнаульский котельный завод 22 литье 18 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 14 нефть 43 Данфосс 116 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 25 Задвижки 27 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 42 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 Итоги года 16 Росатом 87 Атомэнергомаш 59 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 запорная арматура 14 ООО Паровые системы 12 Россия 32 Уралхиммаш 17 Индия 10 Emerson 36 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 17 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 31 Корпорация «Сплав» 20 ООО "Темпер" 10 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 79 «Трубодеталь» 14 «Армалит» 18 водоснабжение 15 Hawle 19 Татнефть 11 ТМК 43 Гусар 31 Metso 14 ПОЛИПЛАСТИК 24 ТермоБрест 38 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 31 Курганская область 29 ООО «РТМТ» 19 «ПРИВОДЫ АУМА» 19 Энергомашкомплект 12 модернизация 42 ВМЗ 29 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 14 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 19 LD 23 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 16 ФРП 11 АЭМ - технологии 12 Петрозаводскмаш 13 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 12 ПромАрм 23 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 26 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 19 ПРИВОДЫ АУМА 21 электроприводы 61 Курган 25 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 промышленность 13 предохранительные клапаны 10 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 10 Китай 28 Курганский арматурный завод 14 НПП ТЭК 13 Силовые машины 20 форум 23 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 11 ММК 15 Северсталь 17 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 48 сильфонные компенсаторы 12 GRUNDFOS 18 ГРУНДФОС 17 Авангард 10 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 30 машиностроение 34 итоги 25 КОНАР 23 фитинги 10 конкурс 34 ГАКС-АРМСЕРВИС 26 производство 27 ИФАЗ 17 HEAT&POWER 15 Ижорские заводы 15 Астима 10 СИБУР 41 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 13 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 64 юбилей 19 обзор 10 ПКТБА 12 испытания арматуры 10 ПНТЗ 10 Редукционно-охладительные установки 11 регулирующие клапаны 19 Турция 13 аудит 28 ЧелябинскСпецГражданСтрой 19 экспорт 14 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 литейное производство 36 оборудование 18 рейтинг 14 Арзамасский приборостроительный завод 12 РАСКО 19 НПФ РАСКО 25 обучение 16 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 20 аккредитация 12 атомная промышленность 10 НТА-Пром 11 газовая отрасль 13 Петербургский Международный Газовый Форум 23 Белэнергомаш 16 Старооскольский арматурный завод 13 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 10 МЗТА 12 конференция 66 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 12 Эмерсон 14 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 28 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 14 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 32 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 11 Новое производство 19 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 АЛНАС 10 РИМЕРА 10 Этерно 12 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 новинка 39 Объединенная металлургическая компания 36 Выксунский металлургический завод 14 стенд 13 PCVExpo 17 нефтегазовый комплекс 10 история арматуростроения 12 автоматизация 13 локализация 11 HERZ 11 Группа ГМС 13 контрафакт 11 магистральный нефтепровод 13 Газпром нефть 11 новое оборудование 13 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 23 трубопроводная арматура для АЭС 12 поставка 35 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 26 строительство газопровода 20 Интергазсерт 10 семинары 12 Курганхиммаш 12 Экспоцентр 10 трубопроводы 21 Эго Инжиниринг 17 Группа ЧТПЗ 77 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 16 Уфа 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 насосы 16 соглашение 12 Металлообработка 12 котлы 14 Минпромторг РФ 17 трубная продукция 12 поставка оборудования 46 ПНФ ЛГ автоматика 14 инжиниринг 10 криогенная арматура 10 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 10 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 23 ВАРК 11 обучение сотрудников 12 система менеджмента качества 12 атомная отрасль 30 нефтяная отрасль 11 российское производство 70 арматуростроение 31 Атомная энергетика 16 трубопровод 11 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 23 медиагруппа Armtorg 38 международная выставка 21 мировое арматуростроение 23 БИРС Арматура 17 Госкорпорация Росатом 11 отгрузка оборудования 10 награда 10 пао газпром 14 участие в выставках 26 проблемы отрасли 10 проектирование 10 новые технологии 31 компания АДЛ 11 Бирс 11 Нефтегаз-2018 10 поздравление 10 российское арматуростроение 43 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 делегация 12 YDF Valves 13 новые разработки 41 Заводы трубопроводной арматуры 21 видеорепортаж с производства 21 ЛГ Автоматика 16 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 11 участие в выставке 21 ПМГФ - 2018 11