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 30 Стандартизация 34 Газ.Нефть.Технологии УФА 14 ЗАО РОУ 11 Вестник арматуростроителя 50 НПО Регулятор 11 Тулаэлектропривод 27 импортозамещение 24 видеорепортаж 33 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 97 Северный поток 10 Теплоснабжение 21 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 18 Инвестиции 49 Запорная арматура 54 Сертификация 73 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 22 Запорно-регулирующая арматура 28 Транснефть 108 Импортозамещение 138 Газпром 194 Награды 21 Аудиты 15 Шаровые краны 96 Клапаны 55 Трубы 50 Новинки и разработки 99 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 66 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 40 Обучение и кадры 16 Автоматизация 30 Локализация 27 НИОКР 36 Теплоэнергетика 11 Инновации 38 Международное сотрудничество 82 СПГ 35 Приводы 40 Нефтегаз 38 Новинки 63 посещение предприятий 12 КТОК 26 Нефть и газ 112 Экология 15 Насосное оборудование 46 Сила Сибири 22 РАВВ 11 ТЭЦ 18 Армалит 30 ЧТПЗ 87 АДЛ 57 ТЭКО-ФИЛЬТР 27 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 11 РТМТ 30 РЭП Холдинг 15 ГОСТ 13 ОМЗ 20 Сплав 22 Белэнергомаш-БЗЭМ 13 АЭМ-технологии 18 Роснефть 49 Темпер 20 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 22 АУМА 36 Ижнефтемаш 18 Ивано-Франковский арматурный завод 15 «АДЛ» 33 Трубная металлургическая компания 37 МК Сплав 105 Завод Трубодеталь 21 АЭС 47 задвижки 13 ОМЗ-Спецсталь 11 ДС Контролз 19 ARMTORG 12 выставка 145 Москва 29 МашСталь 11 арматура 32 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 11 трубопроводная арматура 521 Danfoss 116 клапан 11 БКЗ 40 Барнаульский котельный завод 37 литье 21 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 Астин 10 ЦНИИТМАШ 16 нефть 43 Данфосс 140 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 30 Задвижки 28 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 45 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 БРОЕН 11 Итоги года 18 Росатом 90 Атомэнергомаш 60 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ОЗНА 11 запорная арматура 21 Константа-2 10 ООО Паровые системы 12 Россия 33 Уралхиммаш 18 Индия 10 Emerson 40 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 23 «РусГидро» 10 «Конар» 14 ООО «Приводы АУМА» 41 Корпорация «Сплав» 22 ООО "Темпер" 13 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 80 «Трубодеталь» 15 «Армалит» 21 НПО "Регулятор" 13 водоснабжение 23 Hawle 22 Татнефть 11 ТМК 51 Гусар 32 Metso 17 ПОЛИПЛАСТИК 25 ТермоБрест 47 Росстандарт 17 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 35 Курганская область 33 ООО «РТМТ» 23 «ПРИВОДЫ АУМА» 21 Энергомашкомплект 13 модернизация 46 Арматурный Завод 10 ВМЗ 32 Росводоканал 13 Первоуральский новотрубный завод 15 Трубодеталь 13 НОВАТЭК 20 LD 32 НПО ГАКС Армсервис 13 Благовещенский арматурный завод 17 Водоприбор 13 ФРП 11 АЭМ - технологии 13 Петрозаводскмаш 16 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 14 ПромАрм 24 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 12 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 27 ГУП ТЭК СПб 17 ПТПА 20 ПРИВОДЫ АУМА 31 электроприводы 73 Курган 26 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 СПД БИРС 11 промышленность 14 предохранительные клапаны 13 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 11 Китай 28 дисковые затворы 10 газовое оборудование 10 Курганский арматурный завод 16 НПП ТЭК 13 Силовые машины 22 форум 23 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 19 ММК 23 Северсталь 19 Тяжпромарматура 20 ПАО Татнефть 10 Заметки редактора 44 Armtorg 48 сильфонные компенсаторы 13 GRUNDFOS 23 ГРУНДФОС 21 Авангард 11 Арматуростроитель года 18 Иран 11 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 34 машиностроение 40 итоги 25 КОНАР 24 фитинги 12 конкурс 38 ГАКС-АРМСЕРВИС 29 производство 29 ИФАЗ 19 HEAT&POWER 19 Ижорские заводы 18 Астима 11 СИБУР 45 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 14 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 72 юбилей 23 обзор 11 ПКТБА 13 испытания арматуры 12 ПНТЗ 11 Редукционно-охладительные установки 13 регулирующие клапаны 19 Турция 15 банкротство 12 аудит 30 ЧелябинскСпецГражданСтрой 22 экспорт 17 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 Хавле 12 литейное производство 43 оборудование 23 рейтинг 17 Арзамасский приборостроительный завод 16 РАСКО 21 НПФ РАСКО 28 обучение 23 KSB Group 11 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 24 аккредитация 13 атомная промышленность 10 НТА-Пром 11 газовая отрасль 16 Петербургский Международный Газовый Форум 25 Белэнергомаш 21 ГК Авангард 10 Старооскольский арматурный завод 16 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 11 МЗТА 12 конференция 78 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 17 Эмерсон 16 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 30 Уплотнения 10 Метран 11 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 16 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 42 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 14 Новое производство 22 Valve World Expo 17 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 поставка арматуры для АЭС 11 АЛНАС 11 РИМЕРА 11 Valve World Expo - 2016 10 Этерно 12 Владимир Путин 11 расширение ассортимента 13 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 новинка 41 Объединенная металлургическая компания 45 Выксунский металлургический завод 17 стенд 13 WorldSkills Russia 11 PCVExpo 23 Криоген-Экспо 13 нефтегазовый комплекс 10 судовая арматура 12 история арматуростроения 12 автоматизация 14 локализация 15 HERZ 12 Группа ГМС 14 контрафакт 12 магистральный нефтепровод 13 конкурс проектов 11 Газпром нефть 12 новое оборудование 16 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 39 трубопроводная арматура для АЭС 13 поставка 39 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 40 развитие производства 16 строительство газопровода 20 расширение линейки 16 Интергазсерт 11 семинары 17 САЗ Авангард 15 Курганхиммаш 16 Экспоцентр 11 насосные агрегаты 14 трубопроводы 25 Эго Инжиниринг 21 Группа ЧТПЗ 92 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 премия 11 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 20 Атоммаш 11 Уфа 10 rotork 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 обновление 14 насосы 19 соглашение 13 Металлообработка 13 технический семинар 14 котлы 14 ТВЭЛ 10 Минпромторг РФ 18 трубная продукция 27 Энергетика 10 испытания 10 поставки оборудования 10 поставка оборудования 83 патент 10 ПНФ ЛГ автоматика 14 открытие производства 17 инжиниринг 12 новинки 11 криогенная арматура 16 Группа ПОЛИПЛАСТИК 10 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 15 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 30 ВАРК 14 обучение сотрудников 19 система менеджмента качества 15 атомная отрасль 31 нефтяная отрасль 16 российское производство 75 арматуростроение 46 котельное оборудование 19 технологии 10 Выставка 11 Атомная энергетика 16 трубопровод 12 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 23 медиагруппа Armtorg 46 международная выставка 25 мировое арматуростроение 25 БИРС Арматура 20 АО "Атомэнергомаш" 10 Госкорпорация Росатом 11 отгрузка оборудования 20 награда 15 деловая встреча 11 ЭЛЕМЕР 10 пао газпром 14 Госкорпорация "Росатом" 11 участие в выставках 33 проблемы отрасли 10 проектирование 11 новые технологии 35 компания АДЛ 20 НПО «Регулятор» 10 ПАО «Газпром» 14 Бирс 12 СП "ТермоБрест" ООО 18 награждение 12 Нефтегаз-2018 10 поздравление 18 Lady арматуростроения 12 российское арматуростроение 53 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 17 делегация 16 YDF Valves 13 международные стандарты 10 новые разработки 77 водный форум 12 запорно-регулирующая арматура 13 Заводы трубопроводной арматуры 23 PCVExpo 2018 12 интервью с выставки 33 Повышение производительности труда 10 видеорепортаж с производства 34 выставки 12 сертификация 10 ЛГ Автоматика 17 интервью с дирекцией 20 видеорепортаж с производственной площадки 13 Белэнергомаш – БЗЭМ 15 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 26 участие в выставке 63 Aquatherm Moscow 2019 16 ПМГФ - 2018 17 Легенды арматуростроения 10 ЭКВАТЭК 2018 13 трубная промышленность 20 участие в форуме 15 Hartmann 10 Материалы конференции «Внутренняя стандартизация конечных потребителей трубопроводной арматуры. Новые разработки в отрасли арматуростроения» 12 Конкурс 10