Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лащивер Ф.М. Рациональное использование энергоресурсов в строительстве

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.63 Mб
Скачать

ствующих экономии топлива, тепловой и электрической энергии против устанавливаемых ежегодно дифференциро­ ванных удельных норм.

Г Л А В А V

РАЦИОНАЛЬНОЕ ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЕ НА ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

1. Электробаланс и снижение удельных норм при обработке древесины

В общем электробалансе деревообрабатывающее произ­ водство занимает свыше 6%.

Опыт эксплуатации и анализ электробалансов дерево­ обрабатывающих предприятий показывают, что наибольший удельный вес в электропотреблении принадлежит произ­ водству оконных и дверных блоков (40—62%), пневмоуда­ лению из цехов стружек и опилок (18—20%); затем следуют лесопиление (7—10%) и производство погонажных изделий (7—8%), а остальные статьи расхода незначительны. В связи с этим состояние энергопотребления и энергоиспользования в цехах оконных и дверных блоков должно в первую очередь привлечь внимание работников энергетической службы, деревообрабатывающих предприятий и цехов. На рис. 21 приведен суточный график электрической нагрузки дерево­ обрабатывающего завода.

В цехе оконных блоков большинство установленных стан­ ков представляет собою шипорезы, четырехсторонние, рейс­ мусовые, круглопильные и торцовые станки.

Известно, что удельный расход электроэнергии на 1 м3 распиливаемых бревен, строгаемых, фрезеруемых или рас­ пиливаемых досок или деталей с учетом потерь в станке и электродвигателе составляет

 

2,723 • к • X

, ч

где К. — удельная сила или удельная

работа резания, за­

 

трачиваемая на размельчение 1 см3 плотной массы

X

древесины, кг/мм2;

 

— объем опилок или стружек в плотной массе, полу­

 

чаемых с 1 м3 бревен или досок, %;

т)с — КПД станка;

 

г|д

— КПД электродвигателя.

 

НО

Удельная сила резания (удельная работа) зависит от породы и влажности древесины, направления резания (по­ перечного, продольного, торцевого), от угловых параметров резца и степени его затупления.

Кроме того, на удельную работу влияют скорость и усилие при подаче древесины, состояние механической час­ ти станка и ряд других важных факторов. Если энергию, затрачиваемую на превращение 1 лг3 древесины в стружку, отнести к соответствующей площади пиления или строгания,

то при

Q == 1 ms

площадь

пиления

или

строгания

будет

равна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда удельный расход электроэнергии

на 1 мг площади со­

ставит

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

=

- с г —

= 2,723 • 10

•К-вквт-ч/м2'

(без учета потерь),

УД

 

О п

 

 

 

 

 

мм.

 

где в — ширина пропила или стружки,

 

С

учетом

потерь

в станке и электродвигателе

удель­

ный расход энергии на 1 м2

площади пиления, фрезерования

или строгания

будет

равен

 

 

 

 

 

 

 

 

"

_

2,723 • 10—3 - К

• в

_

квт-ч

 

 

 

 

У Д ~

 

Т ) с Т | д

 

~

Ма

 

Вполне понятно, что приведенные величины удельных, расходов электроэнергии являются технологическими, агре­ гатными нормами расхода, целиком зависящими от кон­ структивных параметров станка и условий работы основного рабочего органа.

Общецеховые или общезаводские нормы с достаточной для практики точностью можно определить расчетным путем по следующей формуле:

К И

Р

н.сил.

Т

 

-UP

 

.

т

 

J \ c ^ J

 

 

макс ~Г н.осв

 

' макс1

 

еуя

 

 

 

 

м

 

 

*

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•Рн.сил,' -Рн.осв соответственно

 

установленная номиналь­

ная мощность силовых и осветительных

токоприемников,

отдельной

 

линии

цеха

или предприятия

в целом;

 

 

 

Тмакс. ^„аксісоответственно

 

годовое

число часов

ис­

пользования максимума

силовой и осве­

тительной нагрузок;

 

 

 

 

111

M — производительность линии,

цеха,

пред­

 

приятия в принятых единицах измерения;

Кс — общий коэффициент спроса

(линии, цеха,

 

предприятия).

 

 

Коэффициенты

спроса деревообрабатывающих

заводов

№ 1 (г. Алмалык)

и № 2 (г. Ташкент) равны 0,14; дерево­

обрабатывающего

завода № 4 (г. Фергана) 0,19

и № 3

(г. Самарканд) 0,2, а коэффициенты мощности — соот­ ветственно 0,8, 0,88, 0,78 и 0,8.

Эти данные хорошо согласуются с фактическими расхо­ дами электроэнергии за 1969—1971 гг. и могут служить осно­ вой для определения общезаводских норм расчетным путем. Следует иметь в виду, что технологические, агрегатные удельные нормы расхода электроэнергии для деревообра­ батывающих предприятий могут быть установлены и опыт­ ным путем.

Для этого можно воспользоваться нагрузочными диа­ граммами, записанными регистрирующим ваттметром при работе станков и режущего инструмента при номинальной нагрузке; определить также мощность, потребляемую элект­ родвигателем при пуске, холостом ходе, нагрузке станка, зафиксировав время отдельных операций. Длительность рабочего и холостого хода станка устанавливают путем хро­ нометрирования или из норм машинного времени, а затем определяют общий расход электроэнергии на цикл. Хоро­ шие результаты получают, пользуясь методом замера рас­ хода электроэнергии по счетчикам, но для этого необходи­ мо создать нормальные условия работы технологического и электротехнического оборудования с точки зрения исправ­ ности механической части станков, обеспечения минимума холостого хода станочного оборудования и наименьших по­ терь электроэнергии.

Поскольку на силовые установки деревообрабатывающих предприятий приходится 8386%, а на осветительные — около І0% всей израсходованной энергии, то работа по эко­ номии электроэнергии в цехах дверных и окопных блоков должна развиваться в двух направлениях: общепромышлен­ ных мероприятий, как для потребителей с асинхронными двигателями, и специфических, связанных с особенностями дер евообр аботки.

При прочих равных условиях удельные расходы энергии будут снижаться:

а) пропорционально уменьшению припусков на обработ-

112

ку при резании, так как уменьшается объем древесины, пре­ вращаемой в опилки или стружку (величина X);

б) при использовании резцов с износоустойчивым слоем и оптимальными угловыми параметрами;

О

2

4

6

8

9

10

12

14

16

18

20

24

 

 

 

 

 

,

, ,

 

 

 

 

 

часы

Рис. 21. Суточный график электрической нагрузки деревообрабатываю­ щего завода № 2 в г. Ташкенте.

в) при пользовании острыми резцами качественной заточки.

Следует учесть, что быстрое затупление зубьев требует частой смены пил, в особенности на лесорамах, что являет­ ся весьма трудоемким делом, снижающим производитель­ ность пилорамы или круглопильного станка.

В этой связи приобретает актуальное значение пробле­ ма повышения износостойкости пил. Эта проблема вполне удовлетворительно решается применением пластинок из твердых сплавов для рамных и дисковых пил. Для неко-

8 » - 3 2 7 /

113

торых пил (лесорамных агрегатов) вполне эффективна

замена развода зубьев их плющением. Смысл

плющения со­

стоит в том, что Увеличивают ширину режущей

кромки

зубьев.

 

 

По сравнению с пилами с разведенными зубьями плюще­

ние зубьев рамных пил позволяет увеличить

величину по­

дачи на 30—40%. Толщина пил и ширина

пропила могут

быть снижены на 8—10%, чем снижается

соответственно

и усилие резания, а значит и удельный расход

электроэ­

нергии, резко уменьшается расход пил и

шлифовальных

кругов.

 

 

Отечественной промышленностью выпускаются

полуавто­

маты для холодного плющения и формования зубьев рамных пил (ПХВ) и плющилка ручная ПИ-34, стоимость которых окупается за 1 год.

На циркульных станках, где применяются преимущест­ венно пилы с зубьями с ломанолинейной задней гранью, высокая износостойкость круглых пил достигается за счет применения пластинок из твердого сплава, срок службы ко­ торых в 30—40 раз больше, чем у пил из легированной стали.

Для дисковых пил марки стали 45 применяется Еольфра- мово-карбидный сплав марки ВК.-11 и ВК-20 и для них промышленностью выпускаются специальные заточные станки, но даже в случае отсутствия таковых, рекомендуется

плющение

зубьев взамен развода. Полотна

должны

быть хорошо провальцованы, выправлены, без

выпучин,

искривлений

и перекосов.

 

Ö степени влияния качества заточки пил на удельный расход электроэнергии свидетельствуют следующие коэф­ фициенты увеличения мощности на резание по мере затупле­ ния пил:

Работа пилы,

час

0

1

1,5

2

3

4

Поправочный

коэффициент

1

1,12

1,23

1,3

1,45

1,5

На Самаркандском, Ферганском и Алмалыкском дерево­ обрабатывающих заводах применение прогрессивных мето­

дов заточки и разводки пил, а также применение

износо­

стойких материалов значительно повысило

срок

службы

и экономичность работы станков, снизились

удельные рас­

ходы электроэнергии.

 

 

Благоприятно сказываются на снижении агрегатных и

цеховых удельных норм также такие мероприятия,

как со­

кращение времени холостого хода и точная

установка рез-

114

цов на пильных валах; строгое соблюдение ППР по ремонту, наладке и смазке станков; увеличение загрузки, а также производительности станков и механизмов, конвейеризация, поточность и автоматизация производства.

2. Пневмотранспорт стружек и опилок

Важной составной частью электробаланса деревообра­ батывающих заводов является пневмотранспорт стружек и опилок. Интересы интенсификации производства и сни-

Рис. 22. Схема пневмоудаления опилок и стружек из цехов:

/ — пылеприемники (опилок и с т р у ж е к ) с отводами к станкам; 2 — вентилято­ ры; 3 — трубопроводы от пылеприемников до вентиляторов; 4— трубопрово ­ ды от вентиляторов до циклонов; 5 — циклоны.

жения трудозатрат на транспортировку отходов привели к тому, что за последние годы на этих заводах оборудованы пневматические системы удаления из цехов стружек и опилок.

На рис. 22 изображена технологическая схема пневмо­ транспорта по удалению опилок и стружек из цеха оконных

8*

115

блоков деревообрабатывающего завода № 2 треста «Стройдеталь» в г. Ташкенте. Вся система пневмоудаления скомпо­ нована из трех автономных линий, транспортирующих от­ ходы в самостоятельные циклоны, расположенные на рас­ стоянии до 125 м от цеха. В системе № 1, состоящей из двух

пылеприемников (9

станков), установлен вентилятор Ц-70

с электродвигателем

мощностью 55 кет; в системе № 2, со­

стоящей также из двух приемников (9 станков), установлен

вентилятор

Д-12,

мощностью

электродвигателя

40 кет;

в

системе

№ 3,

состоящей

из четырех пылесборников

(20

станков),

установлен вентилятор

Д-13,5

мощностью

электродвигателя 100 кет.

 

 

 

 

Диаметры

труб

на ответвлениях

от пылесборников к

станкам составляют 350—500 мм, а в магистральной части до вентиляторов и от вентиляторов до циклонов диаметр пневмопровода 500—800 мм.

За год удаляется из цеха около 1100 м3 стружек и опи­ лок, на что расходуется около 145 тыс. квт-ч, а всего по за­ воду расходуется на пневмотранспорт около 200 тыс. квт-ч. Система пневмотранспорта на других предприятиях ана­ логична приведенной. Однако действующие системы пневмо­ удаления отходов обладают и рядом серьезных недостатков: производительность по воздуху в системе невозможно ре­ гулировать, велика установленная мощность вентиляторов и энергоемкость, имеет место большой удельный расход электроэнергии на 1 м3 опилок и стружек.

Дело в том, что при проектировании систем пневмотранс­ порта исходили из того, что коэффициент одновременной работы отсосов равен единице, то есть из условия предель­ ной загрузки станков по времени.

Фактически деревообрабатывающие станки не работают одновременно и их загрузка носит резко меняющийся харак­ тер в течение рабочего дня, не достигая, однако, такого со­ стояния загрузки, при которой коэффициент одновременной работы отсосов был бы равен единице.

Отрицательными последствиями этого обстоятельства являются перерасход электроэнергии и значительные по­ тери тепла из цеха в период бездействия отдельных станков и непроизводительной работы их отсосов.

На Ивановском мебельном комбинате объединения «Ивановдревпром» В. А. Ларионовым и Л. Г. Куршаковым была предложена и внедрена новая система пневмоудаления опилок и стружек, свободная от указанных недостатков.

116

Модернизированная установка состоит из магистральной трубы (рис. 23) постоянного сечения диаметром 885 мм, дли­ ной 65 м. В этой трубе-коллекторе проходит рабочая ветвь ленточного транспортера по перемещению отходов к голов­ ному пылеприемнику. К этому коллектору присоединены система пневмотранспорта, состоящая из вентиляторов ти­ па ЦП7-40 № 8 с электродвигателем 40 кет и циклоном, а также три системы отбора воздуха с электродвигателями

и

л

*^&г 2

 

—-1 л h 5

Рис. 23. Схема самонастраивающейся системы с коллекто- ром-трубой постоянного сечения:

1

— коллектор;

2 — вентилятор;

3 — трубопроводы;

4

циклоп;

5

— отсос (транспортный

трубопровод); 6 — обратный

клапан; 7 —

автоматический

клапан; 8 — с и г н а л и з и р у ю щ и й

прибор;

9

предо ­

 

хранительный

клапан;

10 — головной

приемник .

 

40 и 55 кет. Каждый вентилятор работает на свой циклон через воздуховод диаметром 595 мм.

Кроме того, к коллектору присоединены 55 отсасываю­ щих воздуховодов, десять из которых имеют по два отсоса. За вентиляторами, на трубопроводах установлены обратные клапаны — короткие патрубки прямоугольного (квадратно­ го) сечения с фланцами по торцам, назначение которых пре­ дотвратить поступление воздуха в коллектор по трубопрово­ дам в случае отключения системы. На каждом из отсосов от станков смонтированы также автоматические клапаны, приводимые в действие электромагнитами МИС-5100, назна­ чение которых отключить отсос при остановке оборудования.

В исходном положении до пуска системы обратные кла­ паны под действием собственного веса закрыты, также в за­ крытом положении находятся и автоматические клапаны.

117

При пуске первой системы разрежение в коллекторе на­ чинает возрастать, при этом, еслипроизводительность по воз­ духу первой системы начинает превышать сумму постоянных подсосов установки, срабатывает предохранительный клапан, и недостающее количество воздуха пополняется через него.

Далее кнопками подготавливаются к включению другие системы.

При включении оборудования открываются автомати­ ческие клапаны и количество отсасывающего воздуха рас­ тет, при этом сопротивление в сети трубопроводов первой системы увеличивается, а разрежение падает и предохрани­ тельный клапан закрывается. По мере увеличения числа включаемых станков падает разрежение в коллекторе и автоматически включается система отбора воздуха. При от­ ключении станочного оборудования происходит обратная картина, автоматические клапаны закрываются, уменьша­ ется количество отсасываемого воздуха и разрежение в кол­ лекторе растет. В связи с этим при достижении предельного значения для данной системы, например № 2, ее двигатель отсоса отключается, а при дальнейшем отключении станков отключится и система 1, так как приборы управления на­ строены на срабатывание на разных ступенях разрежения.

Для обеспечения равновесия между вытяжной и приточ­ ной системами их следует в этом случае проектировать оди­ наковой производительности.

Следует отметить, что до модернизации разрежение в коллекторе было равно 50—60 кг/м2, производительность по воздуху 68 830 м3/час, установленная мощность электро­ двигателей 175 кет, а потребляемая мощность 145,5 кет.

После

модернизации

разрежение

в коллекторе соста­

вило

50—90 кг/м2. Минимальная

производительность по

воздуху 29 200 м3/час;

система № 2 производительностью

21 150 м3/час с двигателем 40 кет выведена в резерв, система

№ 3 производительностью

13 600 м3/час

включается

и от­

ключается автоматически.

 

 

 

Таким образом, мощность электродвигателей после внед­

рения модернизированной

установки

составляет

всего

54 кет. Срок окупаемости затрат равен всего 0,4 года, так как общая экономия электроэнергии —свыше 360 тыс. квт-ч/год, а экономия пара на подогрев воздуха —более 1200 т/год.

Расчеты показали, что внедрение самонастраивающейся системы на четырех деревообрабатывающих заводах треста «Стройдеталь» в Узбекистане может дать экономию электро­

не

энергии в размере 900 тыс. квт-ч и около 2000 m условного топлива в год при сроке окупаемости капитальных затрат в пределах 0,71 год.

При проектировании систем пневмоудаления опилок и стружек из дереЕОобрабатывающих цехов очень важно преду­ сматривать экономичные решения уже на стадии проек­ тирования. Минимальные мощности вентиляторов будут за­ висеть от правильного расчета производительности, напора, сечения труб и, наконец, от скорости движения смеси воз­ духа H опилок по трубам. С целью достижения минималь­ ного расхода электроэнергии па стадии проектирования не­ обходимо объединить близкие, «родственные» по технологии, станки в самостоятельные технологические группы, обслу­ живаемые отдельными автономными вентиляторами. Это даст возможность при отсутствии необходимости в работе станков полностью отключать данную автономную систему.

Скорость движения смеси во всасывающей системе от стан­ ков до пылесборника не следует выбирать более 16 м/сек для опилок и 18 м/сек для стружек. В магистрали — не более 20 м/сек для опилок и стружек и не более 25 м/сек для дробленки.

3. Сушка древесины

Самым энергоемким процессом в технологии деревооб­ работки является сушка древесины. Большинство сушиль­ ных камер на деревообрабатывающих предприятиях Узбе­ кистана оборудовано паровой сушкой с использованием пара от собственных котельных.

Длительность сушки древесины в паровых камерах в за­ висимости от первоначальной и конечной влажности лесо­ материалов колеблется в пределах 5—7 суток при среднем расходе пара 340—450 тыс. ккал/м3 и средней себестоимости сушки 6,5—7,5 руб/м3.

Стремление предприятий к сокращению срока сушки, повышению качества продукции и снижению энергетических затрат вынуждает искать другие, более производительные и эффективные способы сушки древесины.

В стройтрестах № 150 (Самарканд), а затем в тресте «Узбекшахтострой» (Ангрен) были внедрены автоматизирован­ ные индукционные камеры для сушки леса токами промыш­ ленной частоты по принципу, разработанному И. Г. Рома­ новским1 .

1 Авторское свидетельство № 115 382.

119

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ