Пресове оюладнання / Новий курс лекцій СП / Л 1 Технологічні схеми виробництв / 1 Характеристика ДСВ

Використання МК характерне для виробництва блоків та цегли з бетонів, у тому числі на базі шлаків, а також для блоків із пінобетону. Вони мають на порядок меншу продуктивність, але не потребують значних капітальних витрат на розгортання. Ефективність МК тісно пов’язана зі специфікою технології означених вище стінових виробів, яка не потребує використання потужних технологічних агрегатів типу автоклавів із котельнями високого тиску, які притаманні виробництву силікатної цегли. Головні агрегати виробництва бетонних та пінобетонних блоків (змішувачі, преси) мають обмежену продуктивність, тому різниця між потужними комплексами й міні комплексами полягає тільки у кількості таких агрегатів.

Основною перевагою МК є можливість швидкого розгортання поблизу споживачів. Деякі МК для виробництва блоків із пінобетону взагалі виконуються мобільними й здатні до використання через 1÷2 години після початку розгортання. Розгортання поблизу споживачів забезпечує вагоме зниження транспортних витрат, які при постійному зростанні цін на паливо стають порівнянними із собівартістю, якщо шлях перевезень автотранспортом перевершує 100 км.

Відмінною рисою сучасних комплексів швидкого розгортання є блочна будова, яка дає змогу: монтувати комплекс із виготовлених у заводських умовах, перевірених і підготовлених до монтажу модулів; компонувати різні варіанти; при необхідності нарощувати або згортати виробництво без суттєвих додаткових витрат. По класифікації, приведеній у 40, комплекси швидкого розгортання, як і інші комплекси по виробництву ДСВ, містять у собі блоки: А – підготовки сировинної суміші до формування, Б – формування сирцю, В – твердіння, складання та відвантаження готових виробів. У свою чергу, блок А складається з відділень: А1 - приймання й складування сировинних компонентів; А2 – підготовки компонентів до використання (подрібнення, сортування, активації); А3 – дозування й змішування компонентів. Блок В може містити у собі агрегати для термічної обробки сирцю або мати складські приміщення, в яких можуть бути створені спеціальні умови для твердіння.

Використання МК дозволяє гнучкіше реагувати на вимоги ринку, суттєво нарощувати продуктивність у напружені місяці за рахунок організації цілодобової роботи або встановлення нового обладнання, яке діє паралельно існуючому. Такі комплекси широко розповсюджені у розвинутих країнах світу й випускаються фірмами – світовими лідерами у відповідних напрямках. Саме широке розгортання МК здатне забезпечити швидке нарощування виробництва стінових матеріалів у разі настання в Україні давно очікуваного будівельного “буму”.

Під технологічним агрегатом, який входить до складу виробничих ділянок або відділень, розуміють механічне об’єднання декількох пристроїв або складових частин для виконання окремої технологічної операції, наприклад, подрібнення, помелу, формування, обпалу і таке інше. Використовують як агрегати безперервної, так і циклічної дії. Цикл роботи останніх складається із завантаження, виконання технологічної операції й розвантаження. Характерними представниками агрегатів циклічної дії є теплові агрегати – автоклави, камерні сушарки, пропарювальні камери, а також більшість бетонозмішувачів. Продуктивність агрегатів циклічної дії менша у порівнянні з агрегатами безперервної дії через наявність пауз.

На підприємствах будівельних матеріалів розрізняють основні та допоміжні агрегати. Основними вважають агрегати, призначені для обробки сировини, напівфабрикату або готового виробу. Серед основних виділяють головні агрегати, які визначають продуктивність відділень, виробничих ділянок або комплексу в цілому (піч випалу, прес, фінішні вальці і т.п.). Допоміжне обладнання забезпечує функціонування основних агрегатів (компресори, парові котли, трансформаторні підстанції і т.д.), зв’язок між ними (транспортуючі машини та інші елементи транспортної системи) та безперервність і надійність роботи (бункери, силоси, сховища, склади).

Кожна з виробничих ділянок містить розміщені один за одним технологічні агрегати безперервної або циклічної дії, пов’язані системою конвеєрів. Продуктивність усіх технологічних агрегатів, так само як і продуктивність конвеєрів, приблизно однакова і дорівнює продуктивності основного агрегату ділянки (пресу, фінішних вальців, печі) або потрібній (сумарній) продуктивності ділянки чи комплексу.

Серед багатьох можливих схем розташування агрегатів доцільно виділити дві найбільш поширені: лінійну однорядну та паралельну. Для більшості виробничих ділянок характерна лінійна схема, яка передбачає використання єдиного, без дублерів, агрегату для виконання кожної технологічної операції. Для ділянок виготовлення сировинних сумішей у виробництві керамічної цегли, цегли на базі цементу, ніздрюватих блоків та багатьох інших характерна саме така будова. Подрібнювачі, млини, сушарки, класифікатори, змішувачі, преси, печі та інші агрегати таких ділянок розташовані один за одним і працюють без дублерів.

Альтернативою є багатоагрегатний принцип будування ділянки, заснований на використанні декількох сумісно (паралельно) працюючих однотипних або різнотипних технологічних агрегатів для виконання однієї і тієї ж функції.

Сумісна робота доцільна, перш за все, для агрегатів циклічної дії - силос-реакторів, автоклавів, камерних сушарок і т.д. У той час, як один агрегат завантажується, другий – виконує технологічну операцію, третій – розвантажується. Кількість таких агрегатів повинна бути достатньою для забезпечення безперервності процесу виробництва. Наприклад, кількість камерних сушарок у комплексах по виробництву керамічної цегли методом пластичного формування повинна бути достатньою для безперервного завантаження у вільні від цегли-сирцю сушарки усього сирцю, сформованого пресом . Слід підкреслити, що ефективна робота агрегатів циклічної дії може бути забезпечена тільки при використанні такого багато агрегатного принципу будування ділянки.

Сумісно можуть працювати й агрегати безперервної дії - млини, тунельні сушарки, печі, преси напівсухого пресування й подібне обладнання.

До такого рішення найчастіше спонукає відсутність агрегатів потрібної високої продуктивності, наприклад, пресів напівсухого пресування, тунельних сушарок. Очевидно, що одна тунельна сушарка будь-яких розмірів принципово не здатна висушити цеглу-сирець у комплексі по виробництву керамічної цегли методом пластичного формування.

Використання замість одного декількох сумісно працюючих агрегатів безперервної дії інколи пов’язане з випуском широкої номенклатури продукції, наприклад, цегли різних розмірів та форми (одинарної, потовщеної, фігурної), а також різного кольору, структури та якості. У цьому випадку кожний із пресів може бути налаштованим на випуск однотипної продукції.

Ще один мотив такого рішення - бажання забезпечити можливість роботи комплексу зі зменшеною продуктивністю. Сезонність будівельної галузі й пов’язані з нею коливання попиту на будівельні матеріали у багатьох випадках роблять доцільною роботу комплексу зі зменшеною продуктивністю замість роботи при повному завантаженні у режимі “ пуск – зупинка”. Наприклад, у зимні місяці на силікатному заводі іноді ефективніше працювати з використанням тільки частини з установлених печей, млинів для помелу в’яжучого та пресів.

Нарешті, встановлення декількох сумісно працюючих агрегатів замість одного забезпечує вищу надійність комплексу. Усі вище перелічені мотиви приводять до відносно широкого використання такої будови ділянок, у якій технологічні агрегати працюють сумісно.

Окремо серед обладнання комплексів можна виділити різноманітні вагонетки, рамки, рейки, піддони, стелажі і тому подібне допоміжне обладнання, необхідне для забезпечення роботи як циклічно, так і безперервно діючого основного технологічного обладнання – перш за все, теплових агрегатів. У структурі комплексів по виробництву ДСВ цей вид циклічно діючого обладнання займає вагоме місце, як по вартості, так і по сумі витрат на обслуговування та ремонт. Кількість одиниць такого обладнання повинна бути достатньою для забезпечення безперервності виробничого процесу.

Допоміжне обладнання типу компресорів, парових котлів, насосного обладнання, електричних трансформаторних підстанцій теж може складатися як із єдиного агрегату, так і, частіше, з декількох, що працюють паралельно.

Як основне, так і допоміжне обладнання потребує обслуговування та ремонтів, витрати часу на проведення яких характеризуються коефіцієнтом технічного використання К_тв=0,8÷0,95. Роботу можна організувати таким чином, щоб обслуговування та ремонти проводились під час перерв, у вихідні дні або неробочі зміни. У такому разі на протязі робочого часу обладнання може працювати безперервно.

Сумарний коефіцієнт використання обладнання К_в можна оцінити по тривалості простоїв на протязі місяця t_{п міс} або року t_{п річ} :

К_{в міс} = (720 - t_{п міс})/720; К_{в річ} = (8760 - t_{п річ})/8760. (1.1)

Простої обладнання діляться на заплановані і аварійні. Заплановані, перш за все, пов’язані з неповним завантаженням обладнання на протязі доби. Крім того, у ці простої ураховуються витрати часу на обслуговування та ремонти (виділенням ремонтних днів), а також на запуск обладнання на початку зміни та підготовку до його зупинки у кінці зміни.

У процесі виробництва неминучі втрати сировини, сирцю та готової продукції (брак, просип, тощо), які у сучасних лініях складають ≈10%, що треба враховувати при виборі обладнання.

При визначенні продуктивності агрегату, крім паспортної продуктивності й коефіцієнту використання, до уваги, звичайно, приймають коефіцієнти, які враховують вище згадані втрати (К_тв=0,85÷0,95) та дозволяють перевести паспортну продуктивність у експлуатаційну (К_п=0,94÷0,96) [59]. Враховуючи складність точного визначення коефіцієнту використання, без суттєвої похибки для спрощення можна не вводити ці додаткові коефіцієнти, а враховувати їх при виборі коефіцієнту використання.

Вибір агрегатів технологічного комплексу традиційно проводять із використанням річної продуктивності П_річ, яка для будь-якого агрегату комплексу або ділянки визначається по формулах:

Для агрегатів безперервної дії: П_річ = П_{п год} ×Т_річ; (1.2)

Для агрегатів циклічної дії: П_річ = П_од.1ц ×n_ц.річ ,

де П_{п год} - паспортна годинна продуктивність агрегату безперервної дії; Т_річ – річний фонд робочого часу цього агрегату; П_од.1ц - кількість продукції, що виробляється за один робочий цикл агрегатом циклічної дії; n_ц.річ – кількість робочих циклів, що їх виконує агрегат циклічної за весь річний фонд робочого часу.

Річний фонд робочого часу Т_річ становить якусь частку від календарного річного фонду Т_річΣ=365×24=8760 годин і залежить від 4 величин:

• кількості робочих днів у році;

• кількості робочих змін у добу Z_зм;

• тривалості робочої зміни у годинах t_зм;

• коефіцієнта використання обладнання на протязі зміни К_{в зм}, який залежить від витрат часу на щозмінне обслуговування, а також від порядку організації роботи на протязі зміни – тривалості обідньої перерви та підготовчих робіт на початку й при завершенні зміни.

Річний фонд робочого часу обладнання можна визначити по формулі:

Т_річ=[Д_к-(Д_в+Д_п)]·Z_зм·t_зм·К_{в зм}, (1.3)

де Д_к=365 - кількість календарних днів у році;

Д_в, Д_п – кількість вихідних та святкових днів.

Різні ділянки комплексу можуть мати різний річний фонд робочого часу. Теплові агрегати безперервної дії (печі, деякі тунельні сушарки) повинні працювати цілодобово без зупинки для забезпечення сталості режиму та довговічності футерівки. Кількість робочих днів у них дорівнює 365 за відрахуванням днів зупинок для проведення планових ремонтів, а Т_річ може досягати 8000 годин.

Для інших ділянок можлива робота з одним вихідним днем у тижні (≈300 робочих днів на рік), або двома (≈250 робочих днів на рік). На сезонних заводах кількість робочих днів не перевершує 150-200. Аналіз роботи комплексів свідчить, що при двозмінній роботі Т_річ=3600÷3800 годин, при трьохзмінній Т_річ = 5200÷5400 годин. Таким чином, сумарний коефіцієнт використання обладнання можна приймати: при однозмінній роботі - К_в= 0,2÷0,3; при двозмінній - К_в = 0,4÷0,6; при трьохзмінній - К_в= 0,6÷0,8 .

Попит на ДСВ має чітко визначений сезонний характер. Об’єм продажу продукції у напружені літні місяці досягає 50÷70% річного. Тому характерною особливістю комплексів по виробництву такої продукції є необхідність забезпечення найвищої продуктивності саме у ці напружені місяці. Тільки підприємства – лідери галузі, такі, як “Слобожанська будівельна кераміка” (СБК), можуть дозволити собі ритмічну роботу на протязі року, накопичуючи на складах продукцію у зимні місяці для продажу її літом. Переважна більшість не має ні достатньої ємності складів, ні оборотних коштів для накопичування готової продукції. Ці комплекси узимку або не працюють зовсім на протязі 1÷2 місяців, або працюють із неповним завантаженням, орієнтуючись на попит споживачів. Графік тривалих ремонтів обладнання (перш за все, капітальних) складається таким чином, щоб у напружені літні місяці забезпечити максимально можливий коефіцієнт використання обладнання на протязі зміни К_{в зм} = 0,8÷0,9.

Враховуючи ці особливості, при виборі обладнання комплексів по виробництву ДСВ доцільно орієнтуватись не на річну продуктивність П_річ, як це загально прийнято, а на продуктивність П_міс у найбільш напружені літні місяці.

Крім продуктивності та номенклатури продукції, для характеристики комплексів використовується ще ряд показників. Серед техніко-економічний показників провідне місце належить собівартості продукції, співвідношення якої з ринковою ціною визначає рентабельність.

Аналіз собівартості продукції є базою для вибору першочергових напрямків удосконалення обладнання та оцінки ефективності заходів, направлених на модернізацію обладнання технологічних комплексів.

Важливими питомими показниками є енергоємність, металоємність й трудомісткість виготовлення облікової одиниці продукції комплексу. Орієнтовно енергоємність оцінюють співвідношенням сумарної потужності усіх електродвигунів та інших споживачів до годинної продуктивності, кВт×год/одиницю продукції. Крім енергоємності по електроенергії, важливими є питомі витрати: палива, які звичайно вимірюються у кг умовного палива на одиницю продукції; пари (у тонах, МДж або Гкал на одиницю продукції); стиснутого повітря (у м³ на одиницю продукції). Металоємність визначають співвідношенням сумарної маси встановленого обладнання до годинної продуктивності. Трудомісткість визначають співвідношенням сумарного річного фонду робочого часу усіх робітників комплексу до річної продуктивності і вимірюють у годинах робочого часу, необхідних для виробництва одиниці продукції.

Питомі показники є базою для визначення собівартості продукції. Вони дозволяють порівнювати між собою комплекси, які випускають аналогічну продукцію.

Розділ 9 даного посібника присвячений розгляданню методик та прикладів визначення питомих показників комплексів, а також статей калькуляції собівартості, як основи для оцінки економічної ефективності удосконалення обладнання комплексів.

24