Обновите браузер.

Возможно, вы используете устаревшую версию браузера Microsoft Edge. Обновите браузер, чтобы получить доступ ко всем функциям веб-сайта Busch.

Рис. 1. Один из трех кулачковых вакуумных насосов MINK MV 0310 B производства Busch на линии подачи вакуума конвейерной системы компании Jedi Kunststofftechnik. Источник: Busch Vacuum Solutions.

Сокращение затрат на электроэнергию на 70 % благодаря использованию современной вакуумной технологии подачи материала

Основное направление деятельности компании Jedi Kunststofftechnik GmbH, одного из ведущих производителей рулонных, листовых и сеточных материалов из мягкого ПВХ, — обработка мягких материалов из ПВХ. Эти материалы поставляются в больших мешках и для обработки подаются в экструдеры с помощью пневмотранспортной системы всасывания.

Процесс генерации вакуума в транспортировочной системе претерпел изменения и был реорганизован. С начала 2018 года в установках Jedi Kunststofftechnik используются кулачковые вакуумные насосы MINK с частотным управлением, которые с точки зрения энергоэффективности выгодно отличаются от вихревых воздуходувок, использовавшихся ранее. Это позволило сократить объем энергии, расходуемой на генерацию вакуума, на 70 %.

Jedi Kunststofftechnik GmbH

Компания Jedi Kunststofftechnik была основана Марко Ди Мартино (Marco Di Martino) в середине 1990-х годов в городе Айтдорф (Северный Рейн-Вестфалия) и изначально специализировалась на производстве прозрачных промежуточных заготовок из мягкого ПВХ. Сегодня компания, штат которой насчитывает 40 человек, является одним из ведущих мировых производителей рулонных, листовых и сеточных материалов из мягкого ПВХ. Заказчики компании изготавливают из этих материалов ленточные шторы, защитные маты для пола, а также гибкие роликовые смотровые окна и тенты. Материал толщиной от 1 до 12 mm, сворачиваемый в рулоны шириной 2200 mm, изготавливается в три смены и поставляется заказчикам в разные страны Европы.

Пневмотранспортная система всасывания

Производственный процесс осуществляется на пяти экструзионных линиях с одношнековыми экструдерами. Материал, подаваемый из больших мешков, проходит через системы объемного дозирования и осушители, после чего загружается в экструдеры посредством всасывающих систем пневмотранспорта. В прошлом для генерации требуемого количества вакуума в конвейерных системах на четырех экструзионных линиях использовались четыре вихревых воздуходувки. Ввиду большого количества отказов из-за повреждения подшипников и двигателей, а также вследствие загрязнения колес, вихревые воздуходувки представляются ненадежным решением для генерации вакуума.

Требуемая мощность для каждой из четырех вихревых воздуходувок составляет от 12,5 до 15 kW, в зависимости от размера. Эти воздуходувки не были оборудованы устройствами регулирования и работали непрерывно в течение трех смен. С точки зрения энергоэффективности и надежности такое решение не вполне устраивало владельца компании, Марко Ди Мартино. Еще один существенный минус — высокий уровень шума, которым сопровождается работа воздуходувок в производственном зале.

Оптимизация процесса

После обращения заказчика в компанию Busch Vacuum Solutions специалисты Busch провели исследование конвейерной системы. В результате было установлено, что вихревые воздуходувки непрерывно работали на предельной мощности при абсолютном давлении 700 mbar. При таком давлении вихревая воздуходувка обеспечивала всего около 30 % от номинальной скорости откачки. Для устранения этого недостатка использовались мощные воздуходувки с высокими номинальными скоростями откачки; соответственно, объем потребляемой энергии был весьма высок. Значительный перепад давления и, как следствие, низкая скорость откачки приводили к чрезмерному нагреву воздуходувок и их последующим отказам. В результате анализа фактического состояния системы подачи вакуума компания Busch предложила решение в виде нового кулачкового вакуумного насоса MINK MV 0310 B. При абсолютном рабочем давлении 700 mbar в этих вакуумных насосах не снижается скорость откачки. Стандартный привод с частотным управлением позволяет путем изменения частоты вращения автоматически регулировать скорость откачки в зависимости от потребностей системы. Кулачковые вакуумные насосы MINK MV также способны генерировать намного более низкое давление в сравнении с вихревыми воздуходувками — до 150 mbar (abs.).

С начала 2018 года на производственных линиях Марко Ди Мартино работают два кулачковых вакуумных насоса MINK MV 0310 B (рис. 1), которые пришли на смену четырем старым вихревым воздуходувкам. Четыре вихревые воздуходувки в сумме потребляли 55 kW; каждый из кулачковых вакуумных насосов MINK требует всего 8 W при частоте 50 Hz. С запуском пятой экструзионной линии компания Jedi Kunststofftechnik установила еще один насос MINK MV 0310 B. Все три вакуумных насоса работают в каскадной системе управления. Буферный объем 1000 l хранится в двух контейнерах, установленных выше по технологическому потоку. Один из трех кулачковых вакуумных насосов MINK MV автоматически включается при превышении абсолютным давлением в контейнерах отметки 500 mbar. Другие два вакуумных насоса включаются при достижении абсолютного давления 700 mbar и используются для поддержки первого вакуумного насоса. Незначительные изменения давления или скорости откачки компенсируются с помощью частотно-регулируемых приводов.

На практике для поддержания заданного расхода достаточно одного или двух вакуумных насосов MINK. Третий вакуумный насос используется только в моменты пикового спроса. Через шесть месяцев с начала эксплуатации владелец компании Марко Ди Мартино остался чрезвычайно доволен. С одной стороны, удалось уменьшить требуемую мощность системы подачи вакуума (рис. 2) с 55 до 24 kW, хотя сегодня используются пять экструзионных линий вместо прежних четырех. С другой стороны, благодаря частотному управлению новыми MINK MV 0310 B ни один из вакуумных насосов не работает в непрерывном режиме, кроме ситуаций, когда это действительно необходимо. Счет за электроэнергию за 2018 год ясно указывает на заметную экономию: в сравнении с предыдущим годом объем потребленной энергии составил на 160 000 kWh меньше. Рассматривая эти результаты, следует учитывать, что вихревые воздуходувки по-прежнему использовались в начале года, а пятая экструзионная линия была установлена несколько позже.
Если раньше воздуходувки достаточно часто выходили из строя и требовали ремонта, то новые кулачковые вакуумные насосы Busch отработали безупречно. Наряду с сокращением издержек, связанных с простоем и ремонтом оборудования, удалось также увеличить пропускную способность отдельных экструзионных линий. Уровень шума, создаваемого новыми вакуумными насосами, значительно ниже в сравнении с шумом, который раньше создавали вихревые воздуходувки. Марко Ди Мартино утверждает, что насосы, расположенные в производственном помещении рядом с экструзионными линиями, работают абсолютно бесшумно. Объем технического обслуживания кулачковых вакуумных насосов MINK MV сведен к минимуму. Компания Busch рекомендует менять трансмиссионное масло не реже чем через 20 000 часов эксплуатации.