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 ...
  • 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 HEAT&POWER, 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 15 Вестник арматуростроителя 23 Тулаэлектропривод 19 импортозамещение 11 видеорепортаж 12 Ямал СПГ 10 НПАА 32 ОМК 71 Теплоснабжение 11 Ремонт и реконструкция 40 Нефтепереработка 10 Инвестиции 40 Запорная арматура 25 Сертификация 55 Фобос 11 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 14 Запорно-регулирующая арматура 18 Транснефть 74 Импортозамещение 113 Газпром 160 Шаровые краны 69 Клапаны 21 Трубы 39 Новинки и разработки 75 Тендеры и закупки 24 Модернизация производства 46 Контроль и испытания 21 Газ 29 Новое строительство 46 Выставки 34 Обучение и кадры 12 Автоматизация 14 Локализация 17 НИОКР 25 Инновации 31 Международное сотрудничество 76 СПГ 25 Приводы 15 Нефтегаз 13 Новинки 56 КТОК 24 Нефть и газ 83 Насосное оборудование 14 Сила Сибири 21 Армалит 19 ЧТПЗ 51 АДЛ 37 ТЭКО-ФИЛЬТР 22 Сумское НПО 30 РТМТ 21 РЭП Холдинг 11 ГОСТ 10 ОМЗ 12 Сплав 14 АЭМ-технологии 13 Роснефть 38 Темпер 11 Курганский арматуростроительный кластер 13 ЖКХ 17 АУМА 10 Ижнефтемаш 11 Ивано-Франковский арматурный завод 12 «АДЛ» 25 Трубная металлургическая компания 18 МК Сплав 70 Завод Трубодеталь 17 АЭС 31 ДС Контролз 16 выставка 75 Москва 24 МашСталь 10 ЦКБА 10 трубопроводная арматура 184 Danfoss 70 БКЗ 17 Барнаульский котельный завод 11 Судостроение 12 Astin BGM Group 11 нефть 31 Данфосс 89 Саранский приборостроительный завод 10 Санкт-Петербург 16 KSB 16 Задвижки 22 Camozzi 12 БАЗ 13 Волгограднефтемаш 38 Омский НПЗ 13 Ростовская АЭС 14 шаровой кран 11 Итоги года 14 Росатом 63 Атомэнергомаш 48 Минпромторг 25 ООО Паровые системы 10 Россия 30 Уралхиммаш 15 Emerson 18 Пензтяжпромарматура 22 AUMA 11 «Конар» 10 ООО «Приводы АУМА» 17 Корпорация «Сплав» 15 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 55 «Трубодеталь» 11 «Армалит» 13 водоснабжение 12 Hawle 17 ТМК 32 Гусар 25 Metso 10 ПОЛИПЛАСТИК 22 ТермоБрест 30 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 22 Курганская область 26 ООО «РТМТ» 15 «ПРИВОДЫ АУМА» 11 модернизация 32 ВМЗ 21 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 10 Трубодеталь 11 НОВАТЭК 15 LD 15 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 10 ФРП 10 ПромАрм 20 Valve Industry Forum & Expo 10 ФАС 11 АБС Электро 30 Газ. Нефть. Технологии 15 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 17 ПРИВОДЫ АУМА 10 электроприводы 31 Курган 22 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 117 промышленность 10 ГЕАЗ 20 Китай 13 Курганский арматурный завод 10 Силовые машины 18 форум 14 VALTEC 37 семинар 30 ЗапСибНефтехим 20 Северсталь 13 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 39 Armtorg 20 газопровод 16 КОНАР 18 конкурс 26 ГАКС-АРМСЕРВИС 20 производство 18 ИФАЗ 14 HEAT&POWER 14 Астима 10 СИБУР 31 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 11 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 10 интервью 26 юбилей 14 ПКТБА 10 регулирующие клапаны 17 Турция 10 аудит 17 ЧелябинскСпецГражданСтрой 16 экспорт 10 СеверМаш 10 Белорусская АЭС 19 нефтепровод 16 литейное производство 12 Арзамасский приборостроительный завод 11 РАСКО 16 НПФ РАСКО 21 Челябинск 13 ЧЗЭМ 12 аккредитация 11 Петербургский Международный Газовый Форум 12 Uni-Fitt 11 вебинар 12 конференция 40 Северный поток 2 20 АО «ОКБМ Африкантов» 11 ГК Римера 23 Казахстан 14 Денис Мантуров 11 Транснефть-Сибирь 10 сотрудничество 22 Viessmann 12 ЗиО-Подольск 12 Лукойл 17 Новое производство 15 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 Этерно 11 Владимир Путин 10 ремонт 12 новинка 28 Объединенная металлургическая компания 28 Выксунский металлургический завод 11 PCVExpo 12 HERZ 11 Группа ГМС 12 Газпром нефть 11 шаровые краны 12 трубопроводная арматура для АЭС 11 поставка 27 Aquatherm Moscow 21 строительство газопровода 14 Эго Инжиниринг 10 Группа ЧТПЗ 49 Нефтегаз 2017 15 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 10 Минпромторг РФ 15 поставка оборудования 22 MIOGE 11 ИННОПРОМ 2017 10 атомная отрасль 22 российское производство 13 опыт эксплуатации 13