книги из ГПНТБ / Федоров А.П. Экономика энергетики чугунолитейного производства лекции

Выше указывалось, что для оценки результатов энергоис­ пользования наряду с составлением частных энергобалансов по отдельным видам энергоносителей, возможно построение сводного энергобаланса по сумме всех применяемых в чугу­

нолитейном производстве энергоносителей.

Для соизмерения отдельных энергоносителей и получения суммарного расхода необходим перевод расхода различных

видов энергии в одни единицы измерения. В качестве тако­ вых могут быть или мегакалория, или тонна условного топ­ лива.

Из всех разновидностей в построении сводного энергоба­

ланса (по полезному расходу энергии, по расходу энергии, подведенной к рабочим местам) наибольшую ценность пред­ ставляет сводный энергобаланс по расходу первичного энер­ горесурса, поскольку этот вид сводного энергобаланса позво­ ляет оценить структуру энергопотребления с народнохозяй­ ственной точки зрения.

При анализе энергопотребления наибольший интерес пред­

ставляет расходная часть энергобаланса, построение которой целесообразнее производить не по абсолютным, а по удель­ ным величинам расхода энергии д-ia единицу продукции, так

как такой способ построения позволяет производить более уг­

лубленный анализ изменений удельных расходов, являющих­ ся важнейшими показателями экономичности энергопотреб­ ления.

Ниже в таблице 12 приводятся вдинамике за ряд лет свод­

ные энергобалансы литейных цехов Московского и Горьков­ ского автозаводов, рассчитанные на тонну годного литья.

При расчете были приняты следующие коэффициенты по­ лезного действия производства и передачи энергии:

в части рационализации энергопотребления в чугунолитейном производстве рассматриваемых заводов было обеспечено сни­

жение общего расхода энергоресурсов по сумме всех энерго­ носителей на единицу продукции. Так, при производстве

ковкого чугуна, имея в 1951 году расход первичного энерго­ ресурса на тонну литья 886 и 728 кг условного топлива соот­ ветственно для Московского и Горьковского автозаводов, уже в 1956 году уровень этих показателей установился примерно одинаковым (600 кг на Московском и 607 кг условного топли­ ва на Горьковском автозаводе). При производстве серого

чугуна, если в 1951 году разница в расходе первичных энер­ горесурсов на этих заводах составляла 41 кг условного топ­

лива, то уже в 1956 году она составила 24 кг условного топ­ лива, при снижении общего расхода энергоресурсов на тонну литья за этот период на 12% на Московском и 33,5% на Горьковском автозаводах.

III. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЦИОНАЛИЗАЦИИ

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ И ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ВЧУГУНОЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1.Классификация мероприятий-по экономии энергоресурсов

вчугунолитейном производстве

Рационализация энергопотребления на промышленных предприятиях, в том числе и чугунолитейном производстве,

осуществляется практически различными путями. Проводи­ мые с этой целью мероприятия могут быть сгруппированы в следующие основные направления:

1. Энергетические мероприятия, имеющие цель обеспечить улучшение работы энергетического оборудования, обслужи­ вающего все стадии энергетического процесса (генерирова­

ние, распределение и потребление энергии), а также способ-

22

Таблица IS

Классификация мероприятий по экономии энергии и топлива в основных технологических процессах чугунолитейного производства

ствующие повышению энергетического к.п.д, технологическое го оборудования.

2. Технологические мероприятия, имеющие своей целью изменение технологического процесса с целью сокращения его продолжительности, изменения режима обработки, сниже­ ния веса исходных материалов, что наряду со снижением

трудоемкости изготовления изделий обеспечивает также эко­ номию энергоресурсов, необходимых для протекания техно­ логических процессов.

3. Мероприятия по улучшению режима работы энергоге­ нерирующего и энергопотребляющего оборудования, имеющие цель повысить уровень использования оборудования как по времени, так и по мощности, а также снизить холостые рас­ ходы энергии и топлива технологическим и энергетическим оборудованием.

4. Общепроизводственные (цеховые) мероприятия, способ­

чей достижение экономии энергии и топлива путем организа­ ции социалистического соревнования за экономию энергии и топлива, организации первичного энергетического учета и контроля за энергопотреблением, организации энергетическо­ го нормирования.

Следует отметить, что непосредственные результаты этого направления не всегда бывает возможным количественно оце­

нить, однако важность и целесообразность их очевидна.

В пределах каждбго из перечисленных направлений мо­ гут быть выделены несколько определяющих мероприятий, по которым ведется практическая работа по экономии энерго­ ресурсов на промышленном предприятии. В таблице' 13 при­ водится систематизированный перечень важнейших мероприя­ тий по экономии энергии и топлива в чугунолитейном произ­ водстве по основным его технологическим процессам.

Ниже рассматриваются вопросы рационализации энерго­ потребления в основных технологических процессах чугуноли­

тейного производства.

2.Экономика энергетики в процессах землеприготовления

иформовки

Вземлеприготовительных процессах чугунолитейного про­ изводства важнейшим средством повышения производитель­

23

ности труда, повышении загрузки оборудования и снижении

себестоимости продукции является автоматизация производ­ ственного оборудования.

С введением автоматизации увеличивается использование энергоприводрв, координируется работа вспомогательных ме­ ханизмов, повышается производительность и бесперебойность

работы оборудования, сокращаются удельные расходы энер­

гии на единицу продукции.

Переход к автоматизации производственных процессов обусловливает также изменение его технологии, что в свою очередь ведет к экономии энергии и снижению ее удельных

расходов.

Система приготовления, транспорта и раздачи по бункерам формовочной земли в современном чугунолитейном производ­ стве представляет собой замкнутую технологическую цепоч­ ку, состоящую из отдельных машин, соединенных между со­ бой средствами непрерывного транспорта. Наличие такой замкнутой системы создает предпосылки для механизации и автоматизации работы как отдельных ее агрегатов, так и всей системы в целом.

Внедрение автоматизации системы земплеприготовления в литейных цехах Московского и Горьковского автозаводов следующим образом отразилось в направлении изменения энергетики и технологии отдельных процессов:

1. Внедрение в литейных цехах высокопроизводительных

маятниковых смесителей формовочной и стержневой смеси вместо лопастных и катковых бегунов горизонтального типа позволяет:

или 20—22 %;

б) значительно сократить продолжительность приготовле­ ния смеси.

Так, если продоложительность цикла для смешивающих бегунов марки 111 и 112 составляет:

для наполнительной и общей формовочных смесей 3—5

мин-,

для модельной (облицовочной) формовочной смеси 6—9

мин\

для стержневых смесей 6—12 мин,

то с внедрением маятниковых смесителей продолжительность цикла сократилась:

для наполнительной смеси до 1 мин. или на 80—65%;

24

для облицовочной смеси до 1,5 мин. или на 25—85%; для стержневой смеси до 2,5 мин. или на 65—78%.

Производительность бегунов марки 111 и 112 сравнитель­ но невысока и в больших современных литейных цехах неред­ ки случаи, когда приходится ставить выше десятка этих бе­

гунов. Кроме того, эти бегуны представляют собой машины периодического действия, поэтому для включения бегунов в непрерывно действующие земплеприготовительные устройства требуется установка над бегунами бункеров с дозаторами и увеличение числа рабочих для обслуживания.

Маятниковые смесители марки 115 представляют собой высокопроизводительную машину непрерывного действия. Ча­ совая производительность смесителя составляет 28 тонн/час.

Таким образом, одна машина марки М-115 заменяет 4—5 ма-.

шин марки 112 и 111, благодаря чему сокращается число об­ служивающих рабочих на 3—4 человека, а также значитель­

но высвобождаются производственные площади.

2.Автоматизация шаровых мельниц в литейных цехах поз­ воляет повысить производительность их на 40% и тем самым снизить вдвое удельный расход электроэнергии.

3.В литейных цехах, где применяются смешивающие бе­ гуны марки 111 и 112, значительный экономический эффект может быть получен за счет внедрения автоматизации заг­ рузки и дозировки бегунов.

Как показал опыт литейных цехов Московского автозаво­ да, автоматизация загрузки и дозировки бегунов позволяет в 3,5 разаповысить их производительность и снизить удель­ ный расход электроэнергии почти в 8 раз.

4. Значительный энергоэкономический эффект может быть

получен автоматизацией раздачи формовочной земли по бун­ керам. Осуществлением этбго мероприятия, наряду с описан­ ными выше целиком автоматизируется весь процесс землеприготовления.

Внедрение этого мероприятия позволяет:

1)снизить удельный расход электроэнергии на 8—9 квтч на тонну годного литья;

2)сократить число рабочих по обслуживанию бункеров йа 80 %;

3)повысить производительность труда формовщиков в среднем на 5%;

4)значительно увеличить выпуск продукции цехом.

25

3. Рационализация плавки чугуна в вагранке

Плавильным агрегатом в чугунолитейном производстве продолжает оставаться до настоящего времени преимущест­ венно вагранка.

Будучи основной плавильной печью, вагранка относится вместе с тем к числу относительно малоэкономичных агрега­ тов, что обусловливается прежде всего сравнительно низким коэффициентом полноты сгорания топлива и большими поте­

рями тепла с отходящими газами.

Ниже, в таблице 14, приводится тепловой баланс ваграник, установленной в литейном цехе серого чугуна Московского автозавода им. Лихачева.

Таблица 14

представляют собой потери, основная часть которых—49,1% —

падает на потери тепла с отходящими газами. Средний коэф­

фициент полезного действия вагранки поэтому очень невелик

и -составляет всего лишь 35—45%, что отвечает расходу тех-

кг.усл.топ.

нологического топлива—кокса—в размере 195—210„ С „ ■

Простота устройства и обслуживания обеспечили, однако, широкое распространение вагранок в практике литейных це-

26

Хов машиностроительных заводов. Достаточно сказать, что

около 80% металла, идущего на получение машиностроитель­

ного литья, плавится в вагранках.

Учитывая столь широкое распространение вагранок на­ ряду с их малоэкономичностью, вопросам, повышения эффек­ тивности их работы должно быть придано особое внимание.

В настоящее время разработаны и частично внедрены в практику литейного производства ряд эффективных мероприя­

тий по повышению экономичности вагранок.

Все эти мероприятия могут быть сведены в следующие группы соответственно основным направлениям рационализа­ ции процесса плавки в вагранке:

1)повышение температуры ваграночного дутья;

2)применение кислорода;

3)использование тепла отходящих газов вагранки.

Повышение температуры ваграночного дутья

Применение горячего дутья путем подогрева дутьевого воздуха является одним из наиболее эффективных мероприя­ тий по рационализации энергопотребления вагранки.

За счет использования тепла отходящих газов для подо­ грева дутья к.п.д. вагранки может быть увеличен в среднем на 20%, что обеспечит экономию кокса, примерно на 25% и тем самым позволит снизить его удельный расход на 45 кг. условного топлива на тонну годного литья.

Достигаемая при этом годовая экономия кокса представ­ ляется весьма значительной.величиной, измеряемой в денеж­

ном выражении около 0,75 млн рублей, при этом срок окупае­ мости капитальных затрат может составить всего лишь

3—5 месяцев.

Применение кислорода в ваграночной плавке

Применение дутья, обогащенного кислородом в ваграноч­ ном процессе, является значительным средством в деле рацио­ нализации энергопотребления вагранки и в настоящее время получает все большее распрстранение в практике литейного производства. Применение кислорода в ваграночной плавке содействует резкому увеличению производительности вагран­ ки, улучшению качества чугуна и снижеййю брака литья. Од­ новременно с этим, применение кислородного дутья вследст­ вие повышения температуры процесса приведет к снижению потерь тепла и расхода топлива при значительном перегреве

27

металла. Повышение концентрации кислорода в дутье резко

уменьшает объем продуктов горения кокса и может дать зна­ чительное сокращение потерь тепла с отходящими газами.

Поэтому аналогично доменному процессу, кислород находит все большее применение в литейном деле, как фактор интен­

сификации процесса и экономии топлива.

Применение кислорода в ваграночной плавке возможно двумя способами:

а) путем смешения с дутьевым воздухом (обогащенное

Дутье); б) путем ввода через специальные сопла тонких (острых)

струй кислорода в топочную камеру (кислородный наддув).

1480° против 1370°—1380° при обычных плавках; расход кок­

са снижается до 9—10% в рабочей калоше вместо 12% при обычной плавке. За счет более высокого перегрева чугуна

уменьшается брак (по шлаковым раковинам) и повышаются

механические свойства чугуна. Применение кислородного над­ дува обеспечивает экономию топлива на 12%, а уменьшение брака литья на 30—40%. KpoMfe того, применение кислорода в дуй>е позволяет использовать топливо пониженного качест­ ва (с зольностью до 25—2’7%).

Сравнительные технико-экономические показатели этих двух способов применения кислорода показаны в таблице 15.

28