Нюансы технологических схем

Предлагаем вашему вниманию рассмотреть вопрос - "Нюансы технологических схем", касающиеся не только самих схем в виде графического изображения технологического процесса предприятия, но и особенностей построения последовательности операций и способов эффективной организации технологического процесса. Технологические схемы - это инструмент для оптимизации транспортно-технологических операций с зерном, направленных на минимизацию энергозатрат и сырьевых потерь, а также на получение высококачественной товарной продукции.

В Украине, где сельское хозяйство и зерновая отрасль занимают ведущее место в экономике страны, в частности, продукция растениеводства составляет от 16 до 25% ВВП, вопрос функционирования элеваторного хозяйства является особенно актуальным.

Основные операторы зернового рынка в Украине:

• Увеличивают объемы хранилищ (склады, контейнерные площадки и т.д.).
• Развивают отдельные участки железной дороги как основного транспорта доставки грузов в морские порты.
• Развивают инфраструктуру речного транспорта.
• При поддержке государства и иностранных инвесторов выполняют углубление судоходных каналов.
• Строят причалы увеличенной длины.

Портовые операторы стремятся обрабатывать суда с максимально возможным водоизмещением. Растет спрос на транспортно-технологические системы производительностью 1500...2000 т/ч, тогда как еще 10 лет назад на рынке Украины были системы с максимальной производительностью 1200 т/ч.

Конкуренцию выигрывает тот, кто может перегрузить максимальный объем зерна за минимальный срок с низкими операционными затратами. Как известно, с ростом объема партии зерна, удельные затраты на ее транспортировку снижаются.

Аналогичная ситуация и со строительством зернохранилищ: стоимость на 1 т размещенного зерна для заготовительного элеватора, оборудованного сушилками и зерноочистительным оборудованием, вместимостью 30 000 т почти вдвое выше, чем стоимость на 1 т размещенного зерна на элеваторе с аналогичным технологическим оборудованием (линии приема/отпуска, сушилки, зерноочистки) вместимостью 50 000 т.

Улучшение логистики и средств планирования доставки грузов вместе с появлением транспортно-технологических систем производительностью 1500...2000 т/ч актуализировало потребность портовых терминалов в возможности перегрузки зерна в суда без использования зернохранилищ (прямой вариант).

Кроме того, терминалы стремятся оснащаться сушилками и сепараторами, чтобы обеспечить себе возможность приема зерна любого качества. Конечно, речь не идет о производительности очистки/сушки всего объема заготовки/отпуска зерна или очистки/сушки в потоке приема/отпуска, но наличие одной-двух линий сушки/очистки с максимально возможной на сегодня производительностью оборудования (для сушилок это примерно 120 т/ч при сушке пшеницы с 19% до 14%, для сепараторов - около 500 т/ч) является очень актуальным для портового терминала. Портовые элеваторы пытаются обеспечить себе возможность выполнения функций, более характерных для заготовительных элеваторов, а следовательно, и конкурировать с такими элеваторами.

Еще одной тенденцией является изменение вместимости зернохранилищ, где наблюдаются два совершенно разных подхода: с одной стороны, терминалы стремятся иметь как можно больше хранилищ относительно небольшого объема (4...5 тыс. т, т.е. примерно вместимость одного трюма судна), что позволяет эффективно размещать зерно (максимально использовать емкость силосов), с другой стороны, терминалы концентрируются на крупных партиях монокультуры (формируя крупные партии зерна, относительно однородного по качеству, часто загружая свои хранилища на 50...60%).

Традиционные технологии элеваторной промышленности Украины построены преимущественно на технологических приемах конца прошлого века:

• Элеватор с рабочей башней как центр всех операций.
• Максимально целесообразное использование транспортировки зерна самотеком.
• Минимально целесообразное количество подъемов зерна.
• Минимальная длина технологических маршрутов.
• Наличие на предприятии зернохранилищ различной вместимости.

Использование, при необходимости, открытого хранения зерна, например, под навесами.

На сегодня, по сравнению с концом прошлого века, технологическая школа Украины почти не изменилась, изменилась техника.

Рыночные требования к скорости и стоимости строительства привели к тому, что в конструкциях силосов металл заменил железобетон, что вызвало изменения в компоновочных решениях, поскольку железобетонные силосы преимущественно имели диаметр 6 м, а металлические - до 32 м.

Неизменным остался принцип максимального использования транспортировки зерна самотеком. Это также связано с развитием техники: в изготовлении самотечных труб черный металл заменили на современные износостойкие материалы и сплавы; современные методы и технические средства для монтажа и обеспечения работоспособности оборудования стали более доступными и позволяют организовывать самотек значительной длины с минимальным их обслуживанием.

Рассмотрим изменения в принципах построения технологических схем, к которым привел рост уровня техники в Украине.

Например, в статье "Норийная башня элеватора - логика применения", опубликованной на сайте интернет-портала Elevatorist, приводятся аргументы в пользу использования централизованной норийной башни:

• Норийная башня - это необходимое условие для построения функциональной технологической схемы элеватора.
• Уменьшение длины маршрутов перемещения зерна (уменьшение транспортеров, количества и длины норий, самотечных труб).
• Улучшение дубликатности функций в случае поломки.
• Безопасность и удобство обслуживания головок норий, клапанов и самотеков.

К приведенным аргументам следует также добавить, что размещение большинства оборудования в одной норийной башне приведет к концентрации большинства потребителей электроэнергии в одном месте, что положительно повлияет на длину и стоимость кабельно-проводниковой продукции и средств контроля и автоматизации.

С другой стороны, в статье "Элеватор может обойтись без рабочих башен" описывается технология, использующая "самонесущие" нории и транспортные системы. В такой технологии учтен опыт минимизации повреждения зерна. Для этого максимально сокращена длина самотечных труб, отсутствуют разделители потока, которые сильно повреждают зерно, и почти отсутствуют повороты зерновых потоков. Кроме того, распределена нагрузка на оборудование элеватора. Почти нет оборудования, на которое приходится более 50% нагрузки оборота элеватора. Использование безбашенной технологии позволяет снизить общую массу металлоконструкций в 2-3 раза по сравнению с традиционными компоновками элеваторов, а также снизить энергозатраты при эксплуатации.

Еще один вариант технологии, пришедшей в Украину из США, предусматривает организацию технологического процесса с использованием отдельно стоящих норий и системы самотеков.

Рассмотрим преимущества и недостатки трех подходов к организации технологического процесса:

Технологическая схема, реализованная на принципе центральной рабочей башни:

Преимущества:

• Размещение норий и зерноочистительного оборудования на небольшой площади.
• Концентрация потребителей электроэнергии.
• Гибкость технологической схемы.
• Взаимозаменяемость оборудования, что позволяет избежать остановки производства.
• Удобный монтаж, ремонт и обслуживание технологического оборудования и самотеков без использования кранов.

Недостатки:

• Высокие капитальные вложения.
• Сложность конструкции.
• Высокая установленная мощность.

Технологическая схема, реализованная на принципе безнорийных башен:

Преимущества:

• Низкие капитальные вложения.
• Короткие транспортные и самотечные линии.
• Возможность реализации процесса с минимальной установленной мощностью оборудования.
• Энергосбережение.

Недостатки:

• Неудобный монтаж, ремонт и обслуживание оборудования.
• Отсутствие взаимозаменяемости оборудования.
• Рассеянность потребителей электроэнергии.
• Высокие затраты на организацию ремонтной базы.

Технологическая схема, реализованная на принципе отдельно стоящих норий и системы самотеков:

Преимущества:

• Низкие капитальные вложения.
• Возможность использования минимального количества норий.
• Использование транспортировки зерна самотеком.
• Поэтапная модернизация без остановки производства.

Недостатки:

• Неудобный монтаж, ремонт и обслуживание оборудования.
• Отсутствие взаимозаменяемости оборудования.
• Высокая мощность отдельных норий.

Каждый из трех подходов к организации технологического процесса элеватора имеет свои крайности. Как определить, какая технологическая схема является оптимальной? Ответ прост: технологическая схема должна соответствовать поставленным задачам и обеспечивать необходимый объем операций.

На этапе формирования задания на проектирование важно определить функционал технологической схемы в соответствии с условиями площадки строительства и плановой деятельности.

Поэтому специалисты проектного управления Grain Capital анализируют задание на строительство элеватора, предоставленное заказчиком, на соответствие эффективному использованию существующих производственных мощностей и прилегающей инфраструктуры. Результат анализа - это баланс между пожеланиями заказчика и возможностями участка.

Примеры успешной реализации проектов показывают, что правильная технологическая схема - это та, которая соответствует требованиям безопасности, нормам строительства и технологическим стандартам, обеспечивает полный объем функций и бесперебойную работу даже при выходе из строя отдельного оборудования, является удобной для проведения ремонта и экономически выгодной.

В итоге, выбор технологической схемы зависит от приоритетов и стратегии развития заказчика.