Glass International Russian Issue May 2016

WWW.GLASS-INTERNATIONAL.COM

Май 2016 I Вып. № 7 на русском языке

СОСТАВНЫЕ ЦЕХА СТЕКЛОВАРЕННЫЕ ПЕЧИ И КАНАЛЫ ПИТАТЕЛЕЙ ИНСПЕКЦИЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ СТЕКЛОТАРЫ

I N T E R N A T I O N A L

ГЛОБАЛЬНЫЙ ОБЗОР СТЕКОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

SOUTH AMERICA 2017 29-30 марта 2017 года, Буэнос-Айрес, Аргентина 29-30 March 2017, Buenos Aires, Argentina

ВСЕОБЪЕМЛЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПО ПЕЧАМ

ОТ ЭЛЕКТРОДОДЕРЖАТЕЛЕЙ ДО ПРОЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА «ПОД КЛЮЧ» СТЕКОЛЬНЫХ ЗАВОДОВ, МЫ ОБЛАДАЕМ СОБСТВЕННЫМ ОПЫТОМ ДЛЯ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ ВАШИХ ПОТРЕБНОСТЕЙ!

Множество инновационных проектов компании Zedtec впоследствии были приняты в качестве отраслевого стандарта.

ОДНА ГРУППА – ПЯТЬ КОМПАНИЙ

Содержание Специальный выпуск на русском языке для бесплатного распространения на выставке «Мир стекла», Москва, Экспоцентр, 6–9 июня 2016 г.

Май 2016 г. Выпуск на русском языке № 7

2

Колонка редактора

4

Новый̆ дизай̆н сай̆та компании Tiama

4

Компания Glass Service разработала систему обогрева канала питателя

4

Bucher Emhart Glass и PSR продлили лицензионное соглашение

6

Обзор производства стеклотары в России за последние 10 лет

Новости отрасли WWW.GLASS-INTERNATIONAL.COM

Май 2016 I Вып. № 7 на русском языке

СОСТАВНЫЕ ЦЕХА СТЕКЛОВАРЕННЫЕ ПЕЧИ И КАНАЛЫ ПИТАТЕЛЕЙ ИНСПЕКЦИЯ И ТЕСТИРОВАНИЕ СТЕКЛОТАРЫ

I N T E R N A T I O N A L

ГЛОБАЛЬНЫЙ ОБЗОР СТЕКОЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

11

Составные цеха

16 8

SOUTH AMERICA 2017

18

12

29-30 марта 2017 года, Буэнос-Айрес, Аргентина 29-30 March 2017, Buenos Aires, Argentina

Фото на обложке: Nikolaus Sorg

Проекты компании Henry F. Teichmann

16

Эгберт Веннингер Составные цеха: проект «под ключ» или просто покупка оборудования? Гансюрген Барклаге-Хильгефорт, Филипп Циппе и Хьюберт Оденвальд Нераскрытые возможности рекуперации тепла в стеклотарной промышленности Ярмо Наппи Точное дозирование стекольной шихты для производства облегченных бутылок

Стекловаренные печи www.sorg.de

18

Стюарт Хейкс Как спасти свою стекловаренную печь

Газовые горелки 21

Эрван Легро Новая горелка Prium Nozzle группы Fives

Каналы питателей Ждем Вас на нашем стенде

24

Дэвид Паркинсон Конструкция и рабочие характеристики систем канала питателя и распределителя

28

Гибкие системы каналов питателей

Стеклоформующие машины Успех компании HEYE в Нидерландах

Автоматизация 32

Компания Pilkington получила выгоды от внедрения интегрированной системы управления

Инспекция и тестирование стеклотары Найдите нас в Linked-In и Twitter

33

36

@Glass_Int

www.glass-international.com

39

Элрой Гарза Повышение качества стеклянной тары премиумсегмента за счет улучшенного инспекционного контроля Чувствующий давление: новый автоматизированный тестер стеклянных бутылок

Интервью номера 39

Shandong Huapeng Glass – ведущий производитель стеклотары в Китае

www.glass-international.com

36

30

1 Glass International на русском языке • Май 2016

Колонка редактора

Greg Morris

www.glass-international.com Редактор: Greg Morris Tel: +44 (0)1737 855132 Email: gregmorris@quartzltd.com Помощник редактора: Sally Love Tel: +44 (0)1737 855154 Email: sallylove@quartzltd.com Редактор-консультант: Александр Гуров

«Мир стекла» в Москве открыт для стекольной промышленности всего мира!

www.glass-international.com

Д

обро пожаловать в мир очередного номера международного журнала Glass International (Великобритания) на русском языке. Этот выпуск журнала специально подготовлен для международной выставки «Мир стекла», крупнейшей выставки в Восточной Европе, которая пройдет с 6 по 9 июня 2016 года в Москве. Мы уверены, что эта выставка стекольной промышленности предоставит Вам множество возможностей развития бизнеса на растущем рынке стекла в России. Мы горды, что журнал Glass International (Великобритания) – эксклюзивный международный медиа-партнер выставки «Мир стекла». Нам чрезвычайно лестно быть в таком привилегированном положении и широко по всему миру демонстрировать успешное развитие этой выставки, ежегодно проводимой в ЦВК «ЭКСПОЦЕНТР» – лучшей выставочной площадки в Москве при поддержке объединенного совета предприятий стекольной промышленности России – «СтеклоСоюза». Пользуясь этой возможностью, хочу отметить, что наш журнал издается при поддержке крупнейших в мире национальных ассоциаций производителей стекла – ЕС, Китая, Бразилии, включая и Россию в лице СтеклоСоюза. В этом специальном выпуске Glass International на русском языке мы постарались представить недавно опубликованные в номерах нашего англоязычного журнала информативные статьи, которые охватывают основные области производства стекла и показывают направления развития отрасли в мире. Эти статьи

подготовлены специалистами ведущих глобальных поставщиков технологий и оборудования, большинство из которых хорошо известны и на российском рынке стекольной промышленности, включая FIC UK, Fives, AGR International, EME, Iris Inspection Machines, Zippe, Heye International, PSR, Sorg, Siemens, Teco, Tiama и др. Журнал Glass International доступен в печатном и цифровом форматах. Мы также еженедельно направляем по электронной почте всем заинтересованным специалистам новостную ленту стекольной промышленности мира. Посетите наш сайт www.glass-international.com и подпишитесь на наш англоязычный журнал или зарегистрируйтесь для бесплатного получения на Ваш почтовый ящик еженедельной ленты новостей. Мы также представлены на Linked-In и Twitter. Журнал Glass International теперь доступен не только в печатном виде, но и в цифровом формате: www.glass-international.com/subscriptions. Сейчас мы готовим наши собственные выставки/конференции, две из которых пройдут в 2017 году. Если вы хотите узнать о них больше, пожалуйста, посетите вебсайт www.glassmanevents.com или пришлите мне запрос по электронной почте. Приглашаем Вас на наш стенд, где будут работать представители из Великобритании и России, представлены майские выпуски журнала на английском и русском языках. Пожалуйста, обращайтесь ко мне, если у Вас есть предложения по сотрудничеству или улучшению нашего журнала. n Грег Моррис, редактор gregmorris@quartzltd.com

Дизайнер: Annie Baker Tel: +44 (0)1737 855130 Email: anniebaker@quartzltd.com Директор отдела рекламы: Ken Clark Tel: +44 (0)1737 855117 Email: kenclark@quartzltd.com Менеджер по рекламе: Jeremy Fordrey Tel: +44 (0)1737 855133 Email: jeremyfordrey@quartzltd.com Производство рекламы: Martin Lawrence Tel: +44 (0)1737 855332 Email: martinlawrence@quartzltd.com ПОДПИСКА Tel: +44 (0)1737 855028. Fax: +44 (0)1737 855034 Email: subscriptions@quartzltd.com Издательский дом Quartz Business Media Ltd, Quartz House, 20 Clarendon Road, Redhill, Surrey, RH1 1QX, England Tel: +44 (0)1737 855000. Fax: +44 (0)1737 855034.

Email: glass@quartzltd.com Website: www.glass-international.com Международный журнал Glass International (Великобритания) издается при официальной поддержке лидирующих в мире национальных ассоциаций производителей стекла: ЕС, Великобритании, Бразилии, Китая, Российской Федерации

Член Федерации производителей стекла Великобритании

Национальная ассоциация предприятий стекольной промышленности Китая

Объединенный национальный союз предприятий стекольной промышленности России

Техническая ассоциация стекольной промышленности Бразилии

Международный журнал Glass International (ISSN 0143–7838) издается на английском языке в Великобритании Издательским домом Quartz Business Media ltd. Журнал распространяется по подписке (10 англоязычных выпусков в год). Стоимость годовой подписки (включая почтовые расходы в Россию): £231.

Портфель Группы Quartz Glass SOUTH AMERICA 2017 29-30 March 2017, Buenos Aires, Argentina

Ежемесячный журнал для мировой стекольной промышленности

Directory 2015 Ежегодный справочник по мировой стекольной промышленности

www.glass-international.com

2 Glass International на русском языке • Май 2016

Выставки Glassman – серия специализированных международных выставок в Америке, Азии и Европе

© Quartz Business Media ltd, 2016 ISSN 0143-7838

• Доступен большой выбор проверенных опций • Расширенный рабочий диапазон • Трех- и четырехкапельный режим • Превосходная температурная однородность • Точность регулирования температуры ±0,5 °С в зоне кондиционирования

• Уникальная комбинация косвенного и прямого воздушного охлаждения

• Металлокерамические наконечники горелок снижают расходы на техническое обслуживание

• VMC система обогрева – улучшенная стабильность газовоздушной смеси

www.glass-international.com

Новости отрасли

4

Новый дизайн сайта компании Tiama Компания Tiama – крупный поставщик решений в области инспекции и контроля качества стеклянной тары, недавно обновила свой вебсайт, впечатляющий лаконичным дизайном и новыми страницами, современной анимацией и соответствующими данными. Дизайн веб-страниц и структура информации были изменены для улучшения обзора и удобства пользователя. Новые окна и цвета теперь отражают общий бренд компании и цветовое решение всех пяти бизнеснаправлений компании. «Мы хотели сделать новый веб-сайт более быстрым, легким в ориентации и более удобным для пользователей. Как лидеру технологии, нашей компании важно сделать информацию о продуктах, услугах и тенденциях легко доступной для всех наших посетителей», - объясняет Урсула Бодри, менеджер по маркетингу и коммуникациям компании. Компания внедрила новый формат окон, чтобы поддерживать свой бренд с помощью отзывчивого вида веб-сайта, который в равной степени доступен для различных платформ, таких как PC, планшет или смартфон. На сайте имеются «журналы в защищенных областях», которые позволяют клиентам в режиме онлайн знакомится с каталогами, связанными с запасными частями, комплектующими и обновлениями. На сайте также можно подписаться на регулярную электронную рассылку новостей компании. n www.tiama.com

Компания Glass Service разработала систему обогрева канала питателя Итальянская компания Glass Service успешно разрабатывает и непрерывно совершенствует свои решения по системам сгорания топлива в выработочных каналах и каналах питателей с газовым обогревом. Конструкция системы обогрева спроектирована и изготовлена на собственном заводе компании Glass Service в Италии в соответствии с самыми высокими европейскими стандартами ATEX, SIL2, PED. Система обычно может быть уста-

новлена в зоне ATEX II при оснащении области нового канала питателя. Для повышения контроля потока воздушно-газовой смеси и коэффициента стабильности горения компания Glass Service внедрила несколько новых решений в области системы смешивания и дозирования. Также разработана новая конструкция пары трубка Вентури для измерения подачи газа на горение/нулевой автоматический регулятор клапанного типа, которая уже была

испытана на одном из заводов крупнейшего производителя стеклянной тары. Стабильность поддержания соотношения воздух/газ в канале питателя является одним из наиболее важных параметров для повышения эффективности стекольного производства. Компания Glass Service уверена, что ее новые решения системы горения позволят обеспечить достижение наилучшей производительности, доступной на рынке. n www.glassservice.it/ru

Bucher Emhart Glass и PSR продлили лицензию Компания Parkinson-Spencer Refractories с 1970 года была лицензиатом компании Bucher Emhart Glass в Великобритании по изготовлению расходных огнеупорных каплеобразующих деталей для питателей Emhart. Первоначально это была одна из четырех гло-

бальных лицензий Bucher Emhart Glass, дающих доступ к оригинальным чертежам и допускам для изготовления огнеупоров Bucher Emhart Glass. Компания Bucher Emhart решила, что такие лицензионные отношения больше не отвечают текущей ситуа-

Лайош Гичи (Lajos Giczi (справа), глобальный менеджер по огнеупорному бизнесу компании Bucher Emhart Glass, и Дэвид Паркинсон

Glass International на русском языке • Май 2016

ции на рынке и, за исключением продолжения лицензии PSR, все другие лицензионные соглашения были прекращены в 2015 году. Дэвид Паркинсон, исполнительный директор PSR, сказал: «Я рад, что компания Bucher Emhart Glass продлила наше лицензионное соглашение, которым PSR пользуется уже в течение последних 45 лет, обеспечивая выгоду себе и огнеупорному заводу Bucher Emhart Glass в Owensville (шт. Миссури, США) за счет взаимного сотрудничества в этой специализированной области огнеупорного производства». В соответствии с новым соглашением, компания PSR будет иметь доступ ко всем последним чертежам компании Bucher Emhart с проектами расходных частей питателей, включая огнеупорную часть дозирующего сопла типа 585 с высокой пропускной способностью. n

Новости отрасли

Обзор производства стеклотары в России за последние 10 лет На заре XXI века рынок стеклотары был одним из наиболее быстрорастущих и перспективных: темпы роста натуральных объемов производства уверенно опережали темпы роста промышленности России в целом. Неудивительно, что в первой половине «нулевых» активно строили новые современные заводы и модернизировали существующие производства.

www.glass-international.com

Рис. 1. Производство стеклотары в России в 2006–2015 годах, млн шт.

6

Но в 2006 году, когда темпы роста производства стеклотары превысили 25 %, эксперты предрекали скорое наступление стагнации (рис. 1). Объемы производства практически сравнялись с объемами потребления, а объемы экспорта – с объемами импорта. В 2008 году производство стеклотары достигло рекордных 13,5 млрд. единиц, а потом до России докатился мировой экономический кризис… Впервые после 12 лет непрерывного роста объемы упали на 16 %. Кризис спровоцировал банкротство и закрытие ряда предприятий, в основном небольших заводов с устаревшим оборудованием и технологиями. Так сказать – наследие советского прошлого. А дальше… Дальше стеклотарный рынок стал стремительно восстанавливаться: открывались новые современные заводы, объемы производства росли, и в 2012 г. российская стеклотарная отрасль побила свой рекорд, выпустив свыше 14 млрд. ед. стеклотары. Однако угроза затоваривания никуда не делась, даже при снижении импор-

Рис. 2. Доля банки в общем объеме производства стеклотары в 2006-2015 годах, %

Рис. 3. Производство пива в России в 20062015 годах, млн л.

Рис. 4. Производство крепкого алкоголя в России в 2006–2015 годах, млн л.

та и наращивании экспорта. В довершении всего российское правительство начало очередную антиалкогольную кампанию. А тут еще и системный кризис в экономике обозначился. В итоге производство стеклотары в стране снижается уже третий год подряд. Если в 2012 г. ее было выпущено 14 124 млн штук, то в 2013 г. уже 12 648 млн, в 2014 г. – 12 108 млн, а в 2015 г. – 11869 млн штук. Как и в 2009 г. падение рынка сопровождается банкротством и закрытием стеклотарных заводов. Только если шесть лет назад закрывались старые мелкие предприятия, то теперь эта участь постигла целые стеклотарные холдинги, некогда входившие в десятку лидеров рынка. Одной из тенденций последних лет является рост доли стеклобанки в общем объеме производства тары (рис. 2). Нечто подобное имело место в кризисный 2009 год. Так как в конце 2008 г. темпы падения спроса на стеклобутылку значительно превышали темпы падения спроса на стеклобанку, то это послужило сигналом для производителей бутылки переориентироваться на выпуск банки. Однако, если в 2009 г. доля стеклобанки выросла до 14,47 %, то в 2015 г. ее доля достигла 15,5 %. Почему? Потому что в кризис спрос на продукты питания более стабилен, чем на алкоголь. Особенно если это отечественные продукты питания. Производство овощных консервов, джемов, детского питания, кетчупов и растворимого кофе, то есть продуктов, которые упаковываются в стеклянную банку растет, паоэтому растет и потребность в стеклобанке. А вот с бутылкой все плохо. Объемы производства падают третий год подряд. Единственное что успокаивает – так это то, что темпы падения постепенно снижаются. Всего по итогам 2015 г. российскими предприятиями было выпущено чуть более

10,03 млрд. стеклобутылок, что на 4,66 % меньше чем годом ранее. Оно и неудивительно. Ведь главный потребитель бутылки – алкогольная отрасль, переживает не лучшие времена. Тут сыграли свою роль и рост цен из-за повышения акцизов, и запрет рекламы на телевидении и радио, и введение ограничения времени продажи алкоголя, и падение доходов населения, и еще много чего… В итоге потребление пива, а стало быть, и его производство, стабильно падает девятый год подряд (рис. 3). Если в 2007 г. в России было сварено 11 472,15 млн л пива, то в 2015 г. – всего 7265,76 млн л, то есть на 36,6 % меньше. Аналогичная ситуация с водкой и другим крепким алкоголем (рис. 4). Если в 2007 г. российскими предприятиями было выпущено 1234,29 млн л коньяка, водки и ликеро-водочных изделий, то в 2015 г. – всего 735,18 млн л (на 40,4 % меньше).

Glass International на русском языке • Май 2016

Рис. 5. Производство шампанских и игристых вин в России в 2006-2015 годах, млн л.

Несколько лучше обстоит дело с шампанскими и игристыми винами, хотя и в этом сегменте тоже наблюдается падение (рис. 5). Правда и сегмент в 4 раза меньше водочного, и в 45 раз – пивного, показавший всего 171,4 млн л по итогам 2015 г. В общем, причины нынешнего спада производства в стеклотарной отрасли сугубо экономические. n Информационно-аналитическая компания ВладВнешСервис www.vvs-info.ru

Действующий завод

Лидер китайского рынка по производству формокомплектов!

Завод Tianjin Mould входит в группу JH

Завод JH первым в Азии внедрил автоматическую линию литья в оболочковые песчаносмоляные формы

Новый завод

Составные цеха

Составные цеха: проект «под ключ» или просто покупка оборудования? Эгберт Веннингер* обсуждает преимущества подхода к строительству нового составного цеха по контракту на условиях «под ключ» в отличие от «только заказа» технологического оборудования. Он объясняет, почему небольшие стекольные заводы, скорее всего, предпочтут подход к поставке цеха по приготовлению стекольной шихты на условиях «под ключ». уществует целый ряд определений инвестиционных проектов на условиях «под ключ» и ожиданий от их реализации в различных отраслях промышленности. При строительстве стекольного завода с составным цехом – одного из основных подразделений завода для приготовления стекольной шихты, контракт на его полное строительство «под ключ» является редкостью. Производитель стекла должен сам разрабатывать земельный участок, управлять инфраструктурой и получать необходимые разрешения на строительство и эксплуатацию промышленного объекта. Однако в некоторых случаях имеет смысл разбить полный проект строительства завода на несколько суб-проектов и иметь одного специализированного партнера для реализации каждого суб-проекта. При понятных ограничениях такой партнер проекта будет заботиться о всех необходимых инженерных разработках, организации поставок и услуг по установке технологического оборудования, а в завершающей части проекта передаст заказчику «ключ» от готового производственного отделения по приготовлению стекольной шихты. Но при таком подходе должны быть четко определены взаимосвязи между смежными суб-проектами и принципы взаимодействия различных игроков на территории предприятия. Для конечного пользователя это снижает количество поставщиков, с которыми он должен иметь дело. Ответственность за реализацию каждого суб-проекта полностью несет партнер инвестиционного проекта.

Рис. 1. Составной цех компании EME

www.glass-international.com

С

8

Рамки решения «под ключ» Стандартный составной цех стекольного завода состоит из фундамента, здания цеха, стальных конструкций

сырьевых бункеров с оболочкой (силосных банок), комплекса технологического оборудования с системой управления (рис. 1). В ходе комплексного освоения земельного участка под строительство стекольного завода производитель стекла находится в регулярном общении с генеральным подрядчиком, который занимается всеми геологическими аспектами проекта и гражданским строительством. Типичный поставщик комплексного составного цеха не связан с выполнением земляных или фундаментных работ, но он может выполнять любые работы на промышленной площадке.

Строительство Объемно-планировочное решение (компоновка оборудования) самого составного цеха заданной производительности является стандартным элементом проектирования, однако его влияние на общестроительные работы и доступность технологического оборудования всегда являются ключевыми элементами проекта и строительства нового составного цеха. Когда дело касается структурного инжиниринга и архитектурно-строительного решения компания EME

Glass International на русском языке • Май 2016

привлекает глобальную сеть своей материнской группы компаний Sorg Group и сотрудничает с национальными инжиниринговыми компаниями, которые хорошо знакомы с местными строительными нормами и правилами, местными условиями эксплуатации построенного завода. При проектировании должны быть учтены требования по сейсмической активности и розе ветров, вопросы пожаробезопасности, экологической безопасности при производстве стекольной шихты и все другие соответствующие строительные нормы и правила. Из-за больших объемов и веса строительных металлоконструкций практически во всех случаях эта часть проекта реализуется с локализацией и привлечением местных подрядчиков и работников. Компания EME при этом заботится о снижении стоимости элементов стальных конструкций и бетона, авансовой оплате труда привлеченных работников и предлагает экономически эффективную концепцию строительства составного цеха. Например, при более низких местных затратах на бетон иногда предпочтительнее строить расходные бункеры (силосные банки) из бетона, а не из стали.

ƦƹǑƾ NJƻƾƿƾƾ ƻƾǘdžǁƾ ƻ LjljLJǁǀƻLJƽNJNjƻƾ ƻNJƾǎ ƻǁƽLJƻ NJNjƾǃDŽƹ

ƫLJdžǃLJƾ NJNjƾǃDŽLJ ƪNjLJDŽLJƻƹǘ NJNjƾǃDŽǘdždžƹǘ LjLJNJnjƽD

ƭDŽLJƹNj NJNjƾǃDŽLJ

ƪNjƾǃDŽLJƻLJDŽLJǃdžLJ ƪNjƾǃDŽLJNjƹljƹ

EME Maschinenfabrik Clasen GmbH

E-Mail: contact@eme.de · www.eme.de

Составные цеха

www.glass-international.com

После этого поставщик составного цеха переходит к роли генерального подрядчика и начинает заключать договоры и управлять поставками для строительства, а также приступает к выполнению строительно-монтажных работ. Привлечение местных исполнителей и партнеров в некоторых странах может помочь избежать высоких местных налогов (таких как НДС) за счет разделения полного контракта на местные и оффшорные части. Этот этап включает в себя контроль качества поставок всех связанных поставщиков до тех пор, пока строительные узлы не поступят на территорию предприятия. На территории строительства работают проектные менеджеры компании EME, которые изо дня в день управляют выполнением работ на строительной площадке, отслеживают процесс и сообщают о его ходе конечному пользователю (рис. 2). По мере приближения строительства к завершению начинается этап установки технологического оборудования (рис. 3). Наблюдатели компании EME будут координировать работу и осуществлять технический надзор на объекте за работой нанятой на месте команды, выполняющей монтаж оборудования и электромонтажные работы с прокладкой кабельных компонентов. Все необходимые подъемно-транспортные устройства, такие как автопогрузчики и грузоподъемные краны, входят в комплект поставки по контракту. Ответственность за ход работ, а также за все необходимые расходы, всегда остается на команде EME. В конце реализации проекта, при вводе его в промышленную эксплуатацию, проверяют работу установленного оборудования, тестируют в режиме эксплуатации каждый производственный элемент дозировочно-смесительного участка, перед сдачей в промыш-

10

ленную эксплуатацию проверяют работу полного составного цеха. Контракт также включает в себя профессиональную подготовку местного персонала: операторов, специалистов технического обслуживания, инженерно-технического персонала. Когда запускается и прогревается новая стекловаренная печь, специалисты компании EME также управляют подготовкой, доставкой и загрузкой сырьевых материалов и кондиционного стеклобоя в стекловаренную печь. Полностью функционирующий комплекс составного цеха официально сдается заказчику в промышленную эксплуатацию. Система возврата стеклобоя также является неотъемлемой частью полного решения.

Услуги по финансированию Клиенты из стекольной промышленности, которые планируют построить составной цех на условиях «под ключ», во многих случаях не только ищут партнера, который поставит и установит технологическое оборудование комплексного составного цеха, но и сможет оказать помощь в финансировании такого суб-проекта. Компания EME успешно реализовала несколько инвестиционных проектов строительства составного цеха, где она предложила также и услуги проектного финансирования. Вместе с надежными банками и международными компаниями страхования кредитных рисков групп Euler-Herms или Coface компания EME может предложить полный пакет финансирования, и клиент не будет иметь никаких дел с этой частью бизнеса. Очевидно, что подход на условиях «под ключ» имеет несколько преимуществ для производителя стекла, но в реальной жизни лишь небольшой процент проектов реализуется таким образом. Первая причина связана со структурой компании, производящей

Рис. 3. Технологическое оборудование составного цеха, поставленное компанией EME

▲ Рис. 2. Персонал компании EME обеспечивает управление проектом на объекте

стекло. Многие стекольные заводы входят в средние или крупные холдинги с глобальным присутствием, которые имеют собственные инженерные подразделения. Такие клиенты могут управлять общестроительными и строительно-монтажными работами сами, поскольку они имеют свою локальную инфраструктуру в регионе строительства стекольного завода. Небольшие производители стекла, скорее всего, предпочтут принять решение о поставке составного цеха на условиях «под ключ», так как они не имеют своих инженерно-технических мощностей и не занимаются строительством новых стекольных заводов на регулярной основе. До тех пор, пока это не выходит за рамки согласованного по контракту объема и бюджета на услуги и поставки, поставщик составного цеха принимает на себя полные финансовые риски и отвечает за своевременный пуск проекта «под ключ». Инженерная поддержка на всех этапах реализации проекта включена в общую цену контракта для заказчика, поэтому поставщик составного цеха также должен учесть в бюджете дополнительные расходы на оплату услуг всех привлекаемых на месте источников поставок. Это является обязательным условием в любом бизнесе, а также закрывает любые будущие вопросы с гарантией, как и общий риск поставок «под ключ». И так, в конце концов, клиент должен сам принять решение, будет ли он готов понести дополнительные затраты на управление проектом и делегирование рисков, или, если он захочет избежать дополнительных повышенных расценок по контракту, самостоятельно реализовать проект строительства напрямую. n *Egbert Wenninger – управляющий директор, компания EME Maschinenfabrik Clasen (Эркеленц, Германия). www.eme.de

Проекты для стекольной промышленности

К

орпорация Henry F. Teichmann (США) является ведущим мировым инжиниринговым разработчиком оборудования для стекольного производства и надежным подрядчиком, посвятившим всю свою деятельность исключительно служению стекольной промышленности. Уже более шести десятилетий компания реализует проекты под ключ, включающие технико-экономическое обоснование и проектирование, закупки и поставки, строительство и управление проектами для клиентов по всему миру. Эти проекты охватывают строительство и модернизацию комплексных заводов по производству листового флоатстекла, стекловолокна и стеклотары, а также специализированных видов стекол: силикатного, боросиликатного, сенсорного, узорчатого, самоочищающегося, хрустального и для сортовой посуды. С 1947 года компания Henry F. Teichmann динамично развивалась реализуя корпоративный принцип: «Удовлетворенные клиенты являются нашим самым важным активом». Компания гордится своей высокой репутацией лидирующего технического разработчика и подрядчика в стекольной промышленности, непрерывно продолжает совершенствовать и внедрять инновационные решения. Основная часть инженерно-технического персонала компании имеет более чем десятилетний опыт работы в стекольной промышленности, а каждый инженер является специалистом в одной из областей выполняемого комплексного проекта. Отдел снабжения и поставок обладает многолетним мировым опытом и знает, где найти для каждого выполняемого комплексного проекта наилучшего по соотношению «цена/показатели» поставщика необходимых видов оборудования и материалов. Заказанное оборудование и материалы проходят строгий контроль на соответствие стандартам качества и безопасности, доставка к месту назначения осуществляется экономически эффективными экспедиторами вовремя и безопасно. Отдел строительства и проведения работ на месте четко следит за выполнением графика и исполнением бюджета при строительстве стекольных заводов и стекловаренных печей, проведении горячих ремонтов печей по всему миру. Разработка комплексного проекта стекольного производства с проведением технико-экономического обоснования, трехмерным компьютерным дизайном на базе технологий виртуальной реальности, поставкой оборудования и управлением строительством, заканчивается пуском в промышленную эксплуатацию на условиях «под ключ». www.hft.com Приглашаем Вас на наш стенд на выставке Мир Стекла!

3D-проектирование стекольных заводов Автоматизированное создание проектов (CAD) с виртуальным обзором на 360° и возможностью “пройти пешком”

ĮŒŐœńőŌţ /-; ŖńŎŊʼn œŔʼnňŏńŇńʼnŖ¯ s ķŕŏŗŇŌ œŒ œŒŕŖńņŎńŐ s ķŕŏŗŇŌ œŒ ŕŖŔŒŌŖʼnŏŠŕŖņŗ s ķœŔńņŏʼnőŌʼn œŔŒʼnŎŖŒŐ

ĬőŊʼnőʼnŔş Ō œŒňŔţňśŌŎŌ ňŏţ ŕŖʼnŎŒŏŠőŒō ŒŖŔńŕŏŌ

Henry F. Teichmann, Inc. 3009 Washington Road U McMurray, PA 15317-3202 U USA

www.hft.com +1 724 941 9550 Fax: +1 724 941 3479

dchen@hft.com

cyoest@hft.com

Составные цеха

Нераскрытые возможности рекуперации тепла в стеклотарной промышленности За последние 15 лет стекольная промышленность резко сократила энергопотребление при производстве продукции из стекла. Гансюрген Барклаге-Хильгефорт*, Филипп Циппе** и Хьюберт Оденвальд** показывают, что еще остаются возможности и для дальнейшего сокращения энергопотребления, но каждый производитель стекла будет жонглировать на экономическом балансе между продлением срока службы стекловаренной печи и возможными дальнейшими техническими усовершенствованиями ее конструкции. омпания Zippe Industrienlagen GmbH («Циппе», Германия) активно работает в стекольной промышленности с 1920 года. С самого начала своей деятельности компания была сосредоточена на области развития составных цехов для производства стекольной шихты и систем подготовки сырья и переработки различных видов стеклобоя. Огромный опыт, накопленный за 90летнюю историю компании с успешной реализацией по всему миру более чем 600 проектов составных цехов, привел к развитию в 1980 году своей собственной промышленной технологии предварительного нагрева шихты и стеклобоя. Первые отраслевые системы предварительного нагрева стекольной шихты/стеклобоя были установлены в 1984 году, с тех пор компания Zippe в качестве поставщика для мировой стекольной промышленности, приобрела огромный практический опыт работы с этими системами. Эффективность систем предварительного нагрева стеклошихты с использованием тепла отходящих газов стекловаренной печи успешно доказана на практике, в некоторых случаях она обеспечивает экономию энергии в размере 15 %. Сегодня технология предварительного нагрева шихты перед загрузкой в стекловаренную печь является безопасной с точки зрения эксплуатационной стабильности. Проблемы прошлого, связанные с забиванием и блокировкой подогревателя материалами шихты, уже полностью исключены в современных комплексах предварительного нагрева шихты. Последние установленные промышленные системы предварительного нагрева шихты и стеклобоя практиче-

www.glass-international.com

К

12

ски не имеют внутренних движущихся частей, поэтому обеспечивают непрерывную и плавную работу всего комплекса оборудования и узлов со стойким противостоянием любому абразивному износу.

Использование энергии Из-за необходимости поддержания высокой температуры при варке стекломассы энергия остается важным компонентом производственных затрат в стекольной промышленности независимо от типа производимой стеклянной продукции. Инженеры и производители всегда заинтересованы в снижении энергопотребления на стекловаренных печах. Важным шагом в развитии промышленного энергосбережения стало изобретение в 19 веке регенеративного процесса предварительного подогрева воздуха для горения, который до сих пор остается основной концепцией большинства стекловаренных печей. Обзор развития регенеративных стекловаренных печей представлен в работе [1]. Как и другие проверенные на практике технические системы, эта концепция постоянно развивается с целью нахождения оптимальных схем для соответствия конкретным условиям применения. В работе [2] проведен исторический анализ изменения энергопотребления в процессе варки стекла, начиная с удельного энергопотребления в конце 1920-х годов на уровне 5600 кВт·ч/т и до снижения этого показателя к уровню около 1000 кВт·ч/т в 2003 году. Последний показатель примерно на 10 % выше значения физического предела, равного 920 кВт·ч/т для стекольной шихты с 70 % стеклобоя.

Glass International на русском языке • Май 2016

Снижение удельного расхода энергии в процессе варки стекла зависит от многих параметров. Некоторыми из этих параметров являются: повышение доли использования стеклобоя в шихте; повышение герметичности стекловаренной печи для снижения возможного подсоса холодного воздуха; улучшение теплоизоляции корпуса печи; внедрение энергоэффективных крупнотоннажных промышленных печей, в которых экономия энергии обеспечивается за счет снижения доли тепловых потерь через боковые стены. За последние 10–15 лет в отрасли лишь на некоторых печах были отмечены небольшие успехи в дальнейшем сокращении энергопотребления, наблюдался застой в динамике снижении удельного энергопотребления при варке стекла. Это и не удивительно, учитывая физические ограничения и значительные улучшения, которые были достигнуты в предыдущие годы. Тем не менее, приведенные выше показатели соответствуют оптимуму, который может быть достигнут на современных стекловаренных печах, а не фактическим отраслевым стандартам (которые, вероятно, выше этого предела). Стекольной промышленности необходимо ускорить и поддерживать внедрение новейших энергосберегающих печных технологий. Ограничивающим фактором для кругового развития и широкого внедрения этой технологии является стремление продлить срок эксплуатации действующей промышленной печи, что является разумным исходя из простых экономических соображений. Каждый производитель стекла ищет наилучшее экономическое равновесие между периодом непрерыв-

Составные цеха

ной эксплуатации действующей печной установки и внедрением возможных технических усовершенствований за счет ее модернизации или замены на новую печную установку. Из энергетического баланса типичной стекловаренной печи в стеклотарном производстве следует, что более 50 % используемой на ней энергии можно отнести к потерям [3]. Удельное потребление энергии на такой стекловаренной печи (около 1000 кВт·ч/т) близко к показателю термодинамического предела в 920 кВт·ч/т, упомянутого в работе Конрадта [2]. Потери энергии с отходящими дымовыми газами на уровне примерно 30 % являются типичными для большинства стандартных стекловаренных печей при производстве натриево-кальциево-силикатного стекла, хотя на первый взгляд и кажутся довольно высокими. Тепловой КПД любой системы предварительного подогрева воздуха для горения ограничен на уровне около 75–80 % соотношением теплоемкости потока (произведения удельной теплоемкости и объемного расхода) воздуха и отходящих газов [4]. При теплоемкости потока воздуха, по крайней мере на 10 % ниже теплоемкости потока дымовых газов, на действующих промышленных регенераторах наблюдается очевидная разность температур на сторонах воздуха и отходящих газов (около 1250–1350 °С в сравнении с 1000–1100 °С). Вследствие этого температура отходящих газов на выходе из регенератора составляет около 400–550 °С (в конечном итоге с потерей около 30 % теплосодержания дымовых газов печи).

Таблица. Соотношение объемов потоков дымовых газов и водяных паров, выделяющихся в процессе сушки стекольной шихты Производительность стекловаренной печи: Удельное потребление энергии: Эквивалент потребления газа: Общий объем потока отходящих газов: Влажность стекольной шихты: Расход воды: Выделение паров воды: Испарение:

В промышленности предпринималось множество попыток использования теплового потенциала дымовых газов печей во внешних системах (в основном в котлах-утилизаторах для выработки горячей воды на нужды отопления зданий или для выработки электроэнергии). Недостатком этого подхода является перепроизводство тепла с низким коэффициентом годового использования в случае направления тепла на отопление или необходимость значительных исходных инвестиций в электрогенераторы и высокие текущие затраты на их техническое обслуживание в случае выработки электроэнергии. Наилучшим подходом в случае варки стекла стало бы такое применение, которое позволило бы возвращать тепловой потенциал отходящих газов печи обратно в производственный процесс, аналогично проверенному в промышленности способу предварительного подогрева воздуха для горения.

300 т/сутки 1000 кВт·ч/т 1250 м3/ч (природный газ, 10 кВт·ч/м3) 14600 м3/ч (λ = 1,1) 2% 6 т/сутки (или 250 кг/ч) 311 м3/ч (при нормальных условиях, в реальности – 425,3 м3/ч при 100 °C) 156,7 кВт (250 кг/ч, 2257 кДж/кг)

Температура дымовых газов в диапазоне 400–550 °С обеспечивает потенциал для предварительного нагрева загружаемой в стекловаренную печь шихты до температуры 200–300 °С. Теплоемкость потока материалов шихты, как и в условиях процесса предварительного нагрева воздуха, меньше, чем у дымовых газов. Таким образом, часть энтальпии отходящих газов можно вернуть обратно в процесс варки стекла. Экономия энергии будет пропорциональна температуре предварительного нагрева стекольной шихты. Нужно учитывать, что эндотермические реакции компонентов стекольной шихты при нагреве сырьевых материалов начинаются при температуре значительно выше 400 °C (поэтому они не будут проходить в подогревателе шихты, а начнутся только в стекловаренной печи). Повышенная влажность компонентов стекольной шихты из-за смачивания сыпучих материалов шихты в составном цехе для сокращения пылеобразования, будет выведена из шихты на ранней фазе предварительного нагрева. Этот процесс должен быть принят во внимание при разработке компоновки системы по-

Концепция предварительного подогрева шихты С учетом описанных выше условий остается совсем короткий шаг к промышленной реализации процесса предварительного нагрева шихты.

350 320

300 Точка измерения 1

200

150

100

Отходящие газы Материалы шихты

280

260

16

240

14 Экономия энергии (%)

50

220

0

200

▲ Рис. 1. Температурные кривые, полученные в процессе нагрева стандартной стекольной шихты

12

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

▲ Рис. 2. Экономия энергии, температура предварительно нагретых материалов шихты и дымовых газов на выходе в зависимости от температуры дымовых газов на входе в установку Glass International на русском языке • Май 2016

www.glass-international.com

Температура, °C

Точка измерения 2

Температура на выходе, °C

300

250

13

www.glass-international.com

Составные цеха

14

догрева шихты и при расчете потенциальной экономии энергии. Чтобы избежать конденсации водяного пара и протекания реакций с сырьевыми материалами, наилучшим вариантом является система, где влага шихты становится частью потока дымовых газов как можно скорее после испарения воды. В таблице показано соотношение объемов потоков дымовых газов и водяных паров, выделяющихся при сушке стекольной шихты. Еще одним условием, которое необходимо принимать во внимание, является возможность реагирования ингредиентов шихты с водой. В частности, сода-пушонка из-за ее гигроскопичности может поглощать воду с образованием гидратов соды: – при температуре 32,5 °С образуется декагидрат натрия (Na2CO3·10H2O); – в диапазоне температур от 32,5 до 35,4 °С образуется гептогидрат натрия (Na2CO3·7H2O); – при более высоких температурах от 35,4 до 107 °С образуется моногидрат натрия (Na2CO3·H2O). В результате этих реакций наблюдается изменение объемов свободной влаги в соответствующих температурных диапазонах и формирование плоского участка «плато» на кривой нагрева стекольной шихты при температуре 107 °С для окончательного завершения выделения и испарения воды (рис. 1). Часто встает вопрос о поведении сухой стекольной шихты в печи как источника повышенного пылеобразования. Как правило, работа стекловаренной печи на шихте без предварительного нагрева аналогична работе с предварительно нагретой шихтой, потому что первая реакция, которая происходит во время предварительного нагрева шихты, это ее сушка. После нагрева шихты до 107 °С и высушивания компонентов стекольной шихты ситуация с поверхностью пыльного сухого материала в печи становится точно такой же, как и в печи без предварительного нагрева стекольной шихты. Рис. 2 показывает предполагаемую экономию энергии, выходные температуры предварительно нагретых материалов шихты и дымовых газов в зависимости от температуры дымовых газов на входе. На практике можно ожидать экономию потребляемой энергии от 10 до 15 %, в зависимости от конкретной ситуации с соотношением энергии от ископаемых ис-

▲ Рис. 3. Схема компоновки системы предварительного подогрева шихты компании Zippe

точников и электроэнергии в процессе варки стекла. На рис. 3 приведена схема промышленной установки для предварительного нагрева шихты и стеклобоя, установленной компанией Zippe. Она сочетает набор открытых и закрытых каналов, включает загрузочный бункер шихты, ковшовые элеваторы или ленточные транспортеры, вибрационные лотки и систему винтового отводящего конвейера. Подогреватель шихты спроектирован и работает так же, как стандартный загрузчик шихты в передней части стекловаренной печи. Нагретая шихта подается напрямую в печь с помощью стандартного загрузчика шихты с закрытым (герметичным) загрузочным карманом для минимизации образования пыли в печной зоне. Вообще, существуют системы, в которых имеет место прямой контакт между отходящими газами и сырьевыми материалами (открытые каналы), и системы с разделением потоков отходящих газов и компонентов шихты. Дымовые газы из печи подаются в систему предварительного нагрева шихты в нижнем конце и проходят потоком через подогреватель во встречном направлении к поперечному контуру потока шихты. Образующийся водяной пар захватывается потоком дымовых газов в верхней трети теплообменника сразу же после испарения влаги из шихты. Поскольку часть газовых каналов открыта с нижней стороны, то кислотные компоненты отходящих газов (HCI, HF, SOx) и другие продукты ре-

Glass International на русском языке • Май 2016

акции частично поглощаются щелочесодержащими компонентами (сода, известняк и доломит) стеклошихты. Таким образом, система предварительного подогрева шихты также выполняет некоторые функции скруббера. Из-за прямого контакта компонентов шихты и дымовых газов содержание пыли в потоке отходящих газов повышается, поэтому эта технология требует внедрения соответствующих систем пылеулавливания и фильтров (таких как системы осаждения пыли на больших электростатических фильтрах или рукавные фильтры). Они, как правило, применены на большинстве европейских стекольных заводов.

Пример системы на стеклотарном заводе Nampak Glass Последняя система предварительного подогрева шихты и стеклобоя компании Zippe (рис. 4) была установлена на заводе Nampak Glass в Южной Африке. Она стала первой системой предварительного подогрева шихты/стеклобоя на африканском континенте. Проект был реализован в 2014/2015 годах и включает новый составной цех для производства стекольной шихты мощностью 480 т в сутки и систему предварительного подогрева стекольной шихты производительностью 400 т/сутки. Весь комплекс полностью реализован компанией Zippe и оснащен системой глубокой автоматизации цеха с программным обеспечением на базе решения PCS-7. Это означает, что

3500

90

3400

80

3300

70

3200

60

3100

50

3000 40 2900 30

2800 2700

20

2600

10

2500 20Feb15

25Feb15

2Mar15

Газ и наддув, кДж/кг

ренной печи №3 завода Nampak Glass (Йоханнесбург, ЮАР)

весь полный поток шихты может быть оптимально организован, от разгрузки сырьевых материалов, транспортировки, хранения, взвешивания, смешивания и предварительного подогрева до загрузчика шихты в стекловаренную печь. Весь необходимый объем стекольной шихты загружается в печь загрузчиком через один загрузочный карман. Стекловаренная регенеративная печь с подковообразным направлением пламени имеет площадь плавления 133 м2. На печи производят тарное стекло изумрудного и УФ-зеленого цвета с различным соотношением стеклобоя в шихте. Система предварительного подогрева шихты основана на сочетании открытых и закрытых каналов дымовых газов. В частности, в верхней части системы есть открытые каналы для немедленного отвода любого образующегося водяного пара с отходящими газами. Подогреватель шихты с новой системой электростатического осаждения пыли был пущен в промышленную эксплуатацию в марте 2015 года. Результаты экономии энергии от применения системы предварительного подогрева шихты при суточной производительности печи 308 т показаны на диаграмме (рис. 5). Сразу после ввода системы предварительного подогрева шихты удельный расход энергии на печи снизился с 3400 до примерно 2950–3080 кДж/кг. Это эквивалентно снижению удельного энергопотребления от уровня 944 кВт·ч/т до уровня около 820–850 кВт·ч/т, даже ниже приведенного в работе [2] физического предела.

12Mar15 17Mar15 22Mar15

Стеклобой, %

0 27Mar15

Пропорция наддува, %

▲ Рис. 5. Удельный расход энергии, соотношение доли стеклобоя и дополнительного усиления дымососа до и после ввода системы предварительного подогрева шихты

В связи с установкой пылевого фильтра и окислительно-восстановительного влияния системы предварительного нагрева на шихту провели корректировку композиции исходной стеклошихты. Вследствие непосредственного контакта между отходящими газами и сырьевыми материалами шихты сера, выделяющаяся в виде SO2 и SO3, частично захватывается шихтой, что позволило снизить потребление сульфата натрия Na2SO4. Через несколько дней после пуска системы предварительного подогрева шихты и стабилизации баланса на пылевом фильтре, удельный расход сульфата натрия был снижен на 33 % от исходного показателя. Для сохранения условий окислительно-восстановительного хода реакций в шихте повысили содержание углеродсодержащих материалов. При работе с системой предварительного подогрева стекольной шихты окислительно-восстановительное поведение было более стабильным за счет частичной реакции органических материалов шихты в процессе подогрева. Через две недели после пуска в эксплуатацию системы предварительного подогрева шихты на печи провели переход от изумрудно-зеленого к УФ-зеленому цвету стекла. При варке УФ-зеленого стекла содержание стеклобоя было снижено до 56 %. Во время обратного перехода к изумрудно-зеленому цвету стекла стекловаренная печь также постоянно работала с системой предварительного подогрева шихты в линии при пониженном содержании стеклобоя.

С 2010 года компания Zippe успешно ввела в промышленную эксплуатацию несколько новых установок предварительного подогрева шихты. До сих пор остается некоторый нераскрытый потенциал в применении технологий рекуперации тепла дымовых газов с целью дальнейшей экономии энергии и, следовательно, снижения издержек производства. Концепция сочетания открытых и закрытых каналов обеспечила на установке оптимальный эффект в отношении пылеобразования и надежного удаления паров воды из увлажненной смеси сыпучих компонентов стекольной шихты. n Список литературы 1. Michal Cable. The Glass Industry’s Greatest Invention: The Siemens Regenerative Furnace. Presented at the Annual DGG meeting, 2006.

2. R. Conradt. HVG-Mitteilung 2037, 2003.

3. R. Beerkens. Best Practice Study 2008, Container Glass Furnace, 84% cullet, 3.62 GJ/ton. October 1, 2008, NCNG Senter Novem TNO workshop.

4. H. Barklage. Batch preheating on container glass furnaces. 69th conference on Glass Problems, November 4-5, 2008, Ohio, USA.

*Hansjürgen Barklage-Hilgefort, консультант, Glass Technology (Нинбург, Германия); **Philipp Zippe – исполнительный директор; Hubert Odenwald – компания Zippe Industrienlagen GmbH (Вертхайм, Германия). www.zippe.de

www.glass-international.com

▲ Рис. 4. Установка предварительного подогрева шихты на стеклова-

07Mar15

Доля стеклобоя/дымососа, %

Удельный расход энергии, кДж/кг

Составные цеха

15 Glass International на русском языке • Май 2016

Составные цеха

Точное дозирование стекольной шихты для производства облегченных бутылок Ярмо Наппи* описывает жизненно важные элементы процессов дозирования, взвешивания и смешивания компонентов стекольной шихты, каждый из которых необходим для достижения высокого качества облегченных стеклянных бутылок. омпания Lahti Precision (Лахти, Финляндия) является экспертом в области составных цехов стекольных заводов и систем обработки сырьевых материалов во всех секторах стекольной отрасли. Компания Lahti Precision (ранее Raute Precision) ведет свою историю с 1906 года и уже более века производит весы для различных отраслей промышленности. Компания также является глобальным поставщиком систем обработки и дозирования сыпучих и порошковых материалов. Общепризнанно, что составные цеха по производству стекольной шихты являются критически важным компонентом в производстве высококачественного стекла. В стеклотарном секторе процессам дозирования, взвешивания и смешивания также уделяется повышенное внимание, особенно при производстве облегченных бутылок. Важно, чтобы все элементы составного цеха были тщательно подобраны, так как без точного дозирования, взвешивания и смешивания сырьевых компонентов невозможно последовательно достигать однородной стекольной шихты. Тонкая настройка стеклоформующей IS-машины не поможет, если в самом начале производственного процесса допущены отклонения стекольной шихты от заданной рецептуры. В первую очередь весьма важно понять основные определения и метрологические параметры, связанные с взвешиванием.

www.glass-international.com

К

16

Определения Точность взвешивания определяется точностью весов при статических условиях. n Точность дозирования включает точность взвешивания, но на нее также влияют и другие факторы, такие как, свойства установленных тензодатчиков, индикатора веса, системы управления, дозирующего питателя и системы регулирования

его скорости, а также характеристики самого сырья. n Цена деления шкалы (d): наименьшее приращение веса, фиксируемое между двумя соседними отметками шкалы. n Внутреннее разрешение: разрешающая способность весов, которая всегда должна быть, по крайней мере, в четыре раза выше дискретности, показанной на индикаторе шкалы. Современные весы могут иметь внутреннее разрешение до двух млн делений шкалы. n Максимальная нагрузка на весы (Max). n Число делений на шкале: n=Max/d.

Точность взвешивания Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ или OIML) разработала систему оценки точности взвешивания, которая принята почти во всех странах мира. В промышленности используется класс OIML R76, III R76. Он охватывает цены деления шкалы от 1000 до 10000. Для промышленного применения разрешающая способность весов, как правило, составляет n=5000 делений (интервал шкалы L), которая обеспечивает максимальную ошибку 0,01-0,03. Дальнейшее повышение точности затруднительно из-за влияния условий окружающей среды. Точность весов определяется минимальным отклонением между индикацией на шкале и истинной величиной нагрузки. Высокое внутреннее разрешение весов обеспечивает более точный результат измерения. Несмотря на то, что разрешающая способность весов имеет меньший шаг, чем дискретность индикации шкалы, цена деления шкалы отражает способность точного взвешивания. Чем меньше цена деления шкалы (d), тем больше соответствующего весу количество делений шкалы (n). Точность весов отражается в весовой нагрузке числом соответствующих делений шкалы.

Glass International на русском языке • Май 2016

▲ Весы разгрузки с вибрационным питателем, как дозирующее устройство и весовой контроллер WA Lahti Precision

Точность дозирования Точность дозирования определяется комбинацией работы питателя с весоизмерительным устройством, его способностью дозировать количество материала при загрузке или разгрузке. Кроме этого, должна быть принята во внимание вся последовательность процесса взвешивания. Этими элементами цепи являются: n Тензодатчики (класс и качество). n Монтаж тензодатчика (вертикальная сила). n Другие механические компоненты весов (гибкие соединения, пылевые фильтры). n Весовые инструменты. n Система управления процессом. n Дозирующий питатель. n Сырьевые материалы (реологические свойства в потоке). n Влияние окружающих воздействий (вибрации, магнитного поля и воздушной среды). Окончательная точность весовых дозаторов на практике определяется суммой всех элементов цепи. Как правило, в стекольной промышленности принятая точность дозирования составляет от 2 до 5 деле-

Составные цеха

Загрузка или выгрузка? Как уже упоминалось выше, измерение массы материала может быть проведено дискретно либо при загрузке материала, либо при разгрузке заданной дозы. В стекольной промышленности традиционно используют метод фиксации разгруженной массы, поскольку он обеспечивает хорошую точность за счет того, что масса взвешенного материала близка к максимальной нагрузке на весы. С другой стороны, питатели с измерением разгруженной массы измеряют и массу тары, что снижает полезный сигнал. В последние десятилетия наблюдается расширение применения способа взвешивания загруженной дозы за счет улучшения элементов в измерительной цепи и повышения точности дозирования. Несмотря на относительную погрешность, возрастающую с каждой последующей дозой материала, точность способа остается в допустимых пределах. Метод взвешивания при загрузке дозы обеспечивает различные преимущества: n меньшее число делений шкалы; n меньшая шкала разгрузочного устройства, во многих случаях от-

▲ Двухвинтовой дозирующий питатель и бункерные весы с автоматической калибровкой веса порции компании Lahti Precision

дозированная масса материала разгружается прямо в смеситель, что позволяет устранить ленточный транспортер между весами и смесителем; n экономия за счет снижения объема необходимого оборудования и компактного дизайна. С другой стороны, такие дозирующие питатели длиннее, а их производительность выше.

Питатель – весы – управление Производство стекла высокого качества начинается с дозатора, который с высокой точностью отмеряет требуемые компоненты и готовит однородные порции заданного рецепта шихты. Сочетание питания, взвешивания и управления определяет конечный результат дозирования. Правильный выбор дозирующих устройств для каждого вида сырьевых материалов и областей примене-

▲ Компрессионные тензодатчики для работы на сжатие, используемые в бункерных весах для периодического дозирования

ния является весьма важным. Важно не забывать, что точность дозирования обратно пропорциональна скорости дозирования (производительности питателя). Материалы из силосов подаются в расходные бункеры дозировочных линий. Наибольшее распространение для дозирования компонентов стекольной шихты методом загрузки или разгрузки доз получили ленточные, вибрационные и винтовые питатели. Ленточные питатели позволяют регулировать расход материала при дозировании за счет скорости ленты, однако, этому типу транспортировки материалов сопутствует накопление пыли и утечки. Ленточные конвейеры обычно используют при большом расстоянии транспортировки материалов от силоса к весам (свыше пяти метров) и при перемещении сильно абразивных материалов. Питатели вибрационного типа находят широкое применение, но для точного взвешивании должен быть отфильтрован высокий уровень помех из-за вибрации. Они не пригодны для легких сырьевых материалов. Для устранения пыления дозаторы с вибропитателями могут быть заключены в герметичный кожух с прозрачными стенками. Винтовые (шнековые) питатели широко применяют для питания дозаторов стекольной шихты. Для регулирования режима подачи материалов разработаны модификации питателей с двухскоростным режимом выгрузки и с управляемой скоростью вращения винтов. Усовершенствованная конструкция дозатора может включать Окончание статьи на стр. 20▶

▲ Типичные настроечные параметры взвешивания и дозирования современного весового контроллера стекольной шихты

www.glass-international.com

ний шкалы. Другими словами, если полная шкала имеет 5000 делений и принята точность в пять делений, то погрешность дозирования сырья составит менее 0,1 % от наибольшего предела дозирования (НПД). Все вышесказанное относится только к точности дозирования. Показатель относительной погрешности сильно зависит от значения измеряемого веса.

17 Glass International на русском языке • Май 2016

Стекловаренные печи

Как спасти свою стекловаренную печь Стюарт Хейкс* описывает наиболее слабые звенья стекловаренной печи и предлагает ряд эффективных способов проведения локального ремонта печи.

www.glass-international.com

В

18

арка стекла является конкурентным бизнесом и от производственных отделов стекольного завода требуется максимальное продление срока службы стекловаренной печи, чтобы избежать дорогостоящих остановок производства и отсрочить капитальные затраты. Это требование оказывает давление на заводской персонал, особенно там, где общее состояние печи остается приемлемым, но стало известно, что некоторая локальная конкретная область печи ослабла и остро нуждается в ремонте. Для целей настоящей статьи, я не буду рассматривать проблемы, связанные с надстройкой печи и сосредоточусь только на зонах печи, контактирующих со стекломассой. Современное состояние печной технологии таково, что единственным вариантом для ремонта таких локальных областей на рабочем ходу печи, является дополнительное покрытие (наплавка) огнеупорным материалом и/или дополнительное охлаждение. Однако в таком подходе существуют серьезные ограничения, особенно касающиеся двух наиболее важных и критичных областей печи, которые также наиболее склонны к чрезмерному износу. Этими областями, конечно, являются боковые блоки загрузочного кармана на ванных печах с подковообразным пламенем и зона пережима (стена протока), соединяющая варочный и студочный бассейны печи. Обе эти части печи исключительно трудны для наблюдения и проведения в них эффективного ремонта. В прошлом зона пережима была наиболее слабой частью печи, но с развитием более совершенных огнеупоров и дизайна печи эта область стала вторым по значению слабым звеном печи после загрузочного кармана.

Область загрузочного кармана Зона бокового загрузочного кармана является наиболее сложной областью, так как из-за наличия отрицательного угла наклона она не может быть адек-

Водоохлаждаемая барботажная трубка: локальный холодильник

ватно укреплена стальной конструкцией печи. Другими словами, любое крепление в этой области стремится протолкнуть этот блок внутрь печи от прилегающих к нему блоков. Некоторым компаниям удалось преодолеть эту проблему за счет установки в огнеупорный блок расширяющихся болтов, чтобы протаскивать его назад плотно прижав между двумя смежными стенками. Такой подход повышает герметичность вертикальных швов, которые могут раскрываться в период выводки печи и тем самым минимизировать скорость износа на этих вертикальных стыках. Однако этого совсем недостаточно для минимизации износа блока под действием движущихся сырьевых материалов шихты, которые проталкиваются по внутренней огнеупорной поверхности, а также выходящих из ванны продуктов, таких как выделяющиеся газы CO2, SOX, NOX и кислород. Такая агрессивная среда, вместе с постоянно меняющимися тепловыми условиями, вызывает внутренние напряжения в блоке, что и приводит к его повышенному износу. Основная опорная стальная конструкция в этой области печи затрудняет нанесение дополнительного огнеупорного покрытия, а также часто исключает возможность адекватного выравнивания износа за счет воздушного охлаждения. Таким образом, эта зона печи становится наиболее проблематичной с точки зрения попыток дополнительного продления срока службы печи. Кроме этого, зона пережима, которая традиционно является самым слабым

Glass International на русском языке • Май 2016

местом печи, по-прежнему остается главной проблемной областью. Как было указано выше, проведенные улучшения за счет применения более продвинутых и качественных огнеупоров, а также в некоторой степени за счет дизайна и воздушного охлаждения, уже до определенной степени улучшили состояние этой зоны. Тем не менее, зона пережима является наиболее критичной с точки зрения потенциальных протечек стекломассы сквозь кладку печи, поскольку в случае аварийной протечки стекломассы, трудно получить доступ к этой области, и следовательно, провести в ней ремонт. В этом месте, возможно, стоит немного отклониться для краткого обсуждения вопроса, как должна решаться проблема при аварийной протечке стекломассы. Сегодня, когда сделан обоснованный акцент на здоровье и безопасность персонала, не рекомендовано работать слишком близко к месту протечки стекломассы без специальных профессиональных навыков. С развитием автоматизации печей такой обслуживающий персонал стал редкостью. В свое время многие стекольные заводы имели в своем штате специалистов по работе с огнеупорами, которые могли решить такую проблему, но они уже исчезли, а с ними ушли знания и опыт по остановке аварийных протечек стекломассы.

Правильный подход Поскольку я много путешествую по миру, мне ясно, что слишком часто на заводах необходимое для остановки

Стекловаренные печи

ломассы, после чего можно аккуратно убрать кусок замороженного стекла и найти точное место протечки. При этом может происходить некоторое разбрызгивание горячей стекломассы, поэтому охлаждающие фурмы должны быть достаточно длинными, а персонал одет в специальную защитную одежду. В ходе моих поездок по всему миру, я очень редко видел подобное оборудование вблизи печи. Существует, однако, другое решение, позволяющее избежать протечки стекломассы в критических областях. Оно включает «замораживание» стекломассы с внутренней стороны печи еще до наступления протечки.

Охлаждающие трубки Компания FIC (Великобритания) разработала охлаждающие трубки, которые могут быть вставлены через специальные отверстия, просверленные в дне печи, чтобы «заморозить» стекломассу изнутри в любой области ванны и предотвратить протечку стекломассы через треснувшие блоки или места с сильно изношенными огнеупорными участками. Технология таких трубок с водяным охлаждением основана на технологии, используемой в печах для производства листового флоат-стекла, где специальные барботажные трубки вставляются глубоко в стекломассу (как правило, на глубину около 900 мм) и за счет барботирования воздухом обеспечивают перемещение массы со дна ванны к поверхности для повышения эффективности процесса. Очевидно, что такие барботажные трубки с водяным охлаждением

▲ Специалисты компании FIC устанавливают локальные холодильники на стекловаренной печи

должны непрерывно работать в ванне стекловаренной печи. Тем не менее, во время смены оттенка стекла такие барботажные трубки часто приходится опускать вниз и повышать эффективность барботирования, чтобы ускорить процесс осветления. Затем они проталкиваются со значительной нагрузкой обратно в исходное положение для нормальной работы. Компания FIC разработала барботажные трубки, которые не свариваются внутри расплава стекла, что делает их более надежными и продлевает срок службы. За счет непрерывной подачи потока охлаждающей воды такие барботажные трубки могут работать в течение всей кампании печи, обычно от 15 до 20 лет. Компания FIC приспособила такие барботажные трубки (удалив внутренние воздушные отверстия и сделав слепой барботер) для их горячей установки через просверленные в донной части печи отверстия, чтобы подвести эти холодильники близко к существующей внутренней поверхности огнеупорной футеровки и локально «заморозить» там стекломассу. Замороженная стекломасса становится идеальным огнеупорным материалом, работающим без износа в этой локальной зоне стекловаренной печи. «Замораживание» стекломассы в непосредственной близости от блока боковой стенки, в частности, в области загрузочного кармана, описанного ранее, является эффективным способом, гарантирующим, что этот поврежденный огнеупорный блок стал

Glass International на русском языке • Май 2016

www.glass-international.com

оборудование либо отсутствует, либо хранится в удобных для персонала местах около печи. Поскольку большинство заводских работников, возможно, могут увидеть только одну или две перестройки стекловаренной печи за все время их карьеры, то опыт работы с протечками стекломассы практически потерян. Тем не менее, автор статьи с 50летним опытом работы еще помнит такие случаи протечки стекломассы и знает наиболее эффективные методы их остановки. Сегодня существует тенденция находиться подальше от места протечки стекломассы и подавать струю воды прямо в зону растекания стекломассы, предположительно, с целью обеспечения безопасности персонала и минимизации опасности возникновения последующего пожара. Это заблуждение, поскольку подача воды неизбежно приводит к потере основного оборудования (например, вентиляторов охлаждения), а это может еще больше ухудшить ситуацию. На остановку протечки это также будет иметь почти нулевой эффект. По опыту автора, единственным способом эффективно остановить любую протечку стекломассы является подача воды в само место протечки для «замораживания» стекломассы. Другими словами, для того, чтобы остановить протечку стекломассы, необходима водяная фурма («пика») достаточной длины, чтобы работнику оставаться на безопасном расстоянии, но тем не менее, достигать источника протечки для «замораживания» стекломассы. Любая стекломасса, которая просачивается из стыка или трещины, приводится в движение гидростатическим напором стекломассы в печи, а это значит, что «замораживание» стекломассы в этом месте затруднительно. Очень часто после «замораживания» в одном месте, горячая стекломасса начинает вытекать изпод этого «замороженного» стекла и появляются новые протечки. Такие прорывы редко случаются, и так было даже в те дни, когда огнеупоры были значительно более низкого качества, а срок службы печи, как правило, составлял всего четыре года. Единственным способом остановки протечки стекломассы в месте ее возникновения остается введение охлаждающего стержня (фурмы) в место протечки для «замораживания» стек-

19

Стекловаренные печи

полностью безопасным. Такие небольшие водяные холодильники могут быть использованы в любой области бассейна печи, особенно в местах ввода горизонтальных электродов. В этих местах может наблюдаться повышенный износ электродного блока в боковой стенке (либо за счет термического растрескивания, либо при поломке электрода или его работы с неправильным погружением вследствие отказа из-за нарушения режима предварительного нагрева электрода). Компания FIC также предложила устанавливать такие холодильники на стороне пережима для «замораживания» стекломассы вдоль верхней поверхности перекрывного бруса стены протока. Компания предлагает два размера таких холодильников – диаметром 40 и 25 мм, а также, как указывалось ранее, метод горячего сверления для их установки в дне печи. Компания считает, что кроме того, чтобы использовать установку таких холодильников в качестве спасательной операции при прорывах стек-

▶

Окончание статьи со стр. 17

сдвоенные винты для камер «грубой» разгрузки и «тонкой» досыпки материала. Такой «двухвинтовой дозирующий питатель» обеспечивает наивысшую точность фиксации заданной массы выгружаемой порции по сравнению с альтернативными питателями. Иногда утверждают, что винтовые конвейеры подвержены быстрому износу. При правильной конструкции с оптимальными диаметрами износостойких винтов, скоростями их вращения и зазорами между винтом и корпусом, срок эксплуатации шнековых питателей сравним с альтернативными питателями.

www.glass-international.com

Система управления

20

Основная функция системы управления в технике дозирования – считывание аналоговых сигналов от тензодатчиков, точная обработка этих сигналов и регулирование загрузки/разгрузки при весодозировании. Первая задача, считывание сигнала, является относительно простой. Для перевода аналогового сигнала датчика в его цифровой эквивалент используется проверенная технология аналого-цифрового преобразователя. Внутреннее разрешение достигает 2 млн делений и аналоговый сиг-

ломассы, они должны устанавливаться и на новой печи. Если боковой блок загрузочного кармана будет просверлен снизу и водоохлаждаемая трубка вставлена в этот блок, это поможет зафиксировать его в нужном положении и остановить его перемещение во время разогрева и выводки

нал измеряется/преобразовывается каждые 2 миллисекунды. Следующим шагом является обработка сигнала тензодатчика для получения достоверной информации о весе. Это требует применения сложных методов фильтрации помех и влияющих факторов. Даже когда весы спроектированы правильно, всегда в системе присутствуют помехи. Например, механическая конструкция может вибрировать, что снижает точность сигнала тензодатчика. Измерительная система должна отфильтровать сигнал без потери фактического значения. Система измерения должна быстро реагировать на изменения сигнала тензодатчика. Например, свойства материального потока могут меняться в зависимости от влажности. Эти изменения требуют коррекции и проведения настройки системы. Система управления контролирует массу материала «в полете» и самостоятельно реализует автоматическую коррекцию подачи материала в соответствии с предыдущим результатом дозирования, чтобы следовать за изменениями в сырьевом материале. Объединение датчика веса с весовым процессором в одном весоизмерительном устройстве позволяет

Glass International на русском языке • Май 2016

печи. Такая система также могла бы работать в качестве внутреннего холодильника. Это было бы более эффективно, чем внешнее охлаждение. Аналогичным образом, такие холодильники могут быть использованы в зоне пережима, чтобы уменьшить локальный износ. Компания FIC имеет свои проекты и разработки для покрытия этой критической области. Горячая установка таких холодильников при прорывах намного быстрее и дешевле, чем проведение холодного (капитального) ремонта на печи, но может эффективно обеспечить столь необходимое продление срока службы печи, и тем самым исключить необходимость остановки стекольного производства, а также капитальные затраты на ремонт. n *Stuart Hakes, генеральный директор, компания FIC (UK) Limited, Пензанс, Великобритания www.fic-uk.com

устранить любые погрешности датчика или контура управления. В большинстве случаев весовое оборудование должно контролировать поток материала в диапазоне от 100 % до 5 % от номинального значения. Это необходимо для достижения желаемого временного цикла (= быстрый расход) и высокой точности дозирования (= низкая скорость потока). Точное достижение целевых значений обеспечивается реализацией всех описанных выше элементов. В производстве облегченной стеклотары следует исключить ошибки дозирования, превышающие 0,05 % от наибольшего предела дозирования. Стабильная точность однородного состава стекольной шихты является первым шагом на пути обеспечения эффективного производства высококачественной стеклотары, как и при производстве флоат-стекла. Следующий шаг – процесс смешивания, но как получить однородный результат смешивания, это уже тема другой статьи. n *Jarmo Näppi – Вице-президент, Стекольная промышленнность, компания Lahti Precision (Лахти, Финляндия). www.lahtiprecision.com

Газовые горелки

Новая горелка Prium Nozzle группы Fives Практический опыт в сочетании с многочисленными исследованиями позволили группе Fives разработать горелку нового типа Prium Nozzle. Использование такой горелки улучшает качество производства стекла и повышает энергосбережение. Эрван Легро* Горелки со смесительными соплами

Горение типа VSF и пропорциональное управление потоком воздух/газ Система управления воздушными и газовыми потоками и предохранительные устройства такие же, как в горелках с полным предварительным смешиванием, в которых воздух для горения газа принудительно подается вентилятором с переменной скоростью VSF (Variable Speed Fan Combustion), которые первоначально

Рис. 1. Горелка со смесительными соплами Prium Nozzle Mix

были разработаны компанией Fives Stein (группа Fives). Хотя, поскольку нет предварительного смешивания газа и воздуха, то и безопасные головки не требуются. Для обеспечения точного управления соотношением воздушно-газовой смеси в полном диапазоне сгорания газа и возможности использования предварительно подогретого воздуха была разработана технология пропорционального регулирования подачи воздуха для горения и газа. Такая технология гарантирует, что соотношение «воздух-газ» будет фиксированным независимо от скорости горения. Воздух подается с помощью вентилятора с регулируемой скоростью, что обеспечивает подачу воздуха для горения непосредственно в горелку и пропорционально выходу от системы автоматического управления при минимальном использовании энергии. Поток воздуха измеряется с помощью измерительной диафрагмы, и он же используется для управления потоком газа. Система разработана так, чтобы быть совместимой с соответствующими стандартами безопасности в ЕС и США. Каждая зона оборудована своим собственным сдвоенным блоком безопасности с отсечными клапанами в системах газоснабжения и подачи воздуха, разработанными для обеспечения требуемого расхода.

Блок плоскопламенных горелок Блок плоскопламенной горелки спроектирован для работы в сочетании с горелками со смесительными соплами. Блок этой горелки был разработан в соответствии с наружными размерами стандартного блока горелки для канала питателя, который обычно включает три горелки с предварительным смешиванием. Блок горелок с длинным плоским пламенем имеет преимущества, которые были учтены в процессе проектирования, давая более эффективную теплопередачу от пламени к стекломассе и каналу питателя. Группа Fives разработала эксклюзивный блок горелки, на который ожидается получение патента в ЕС и США.

▲ Рис. 2. Простой стандартный огнеупорный горелочный блок компании Fives

Glass International на русском языке • Май 2016

www.glass-international.com

В горелках со смесительными соплами смешивание необходимого для горения количества воздуха с газом проводится в сопле. До смешивания в сопле горелки воздух и газ подаются раздельно, в системе может быть использовано пониженное давление газа и воздуха, при этом обратное воспламенение смеси не происходит. Газовые горелки со смесительными соплами имеют более широкий диапазон работы, чем другие типы горелок, например, они также могут работать с предварительно подогретым воздухом, что позволяет экономить энергию. Поскольку предварительно подогретый воздух для горения хранится и подается в сопло отдельно, то исключаются условия для перегрева системы управления подачей газа. Горелки со смесительными соплами Prium Nozzle Mix могут быть объединены с системой рекуперации тепла Prium (рис. 1). Они изготавливаются из нержавеющей стали для обеспечения максимального энергосбережения. Система горелок со смесительными соплами Prium Nozzle Mix может быть разработана с учетом конкретных требований клиентов. Эти горелки могут быть объединены с одним из нескольких типов разработанных группой Fives огнеупорных блоков горелок, чтобы обеспечить эффективную теплопередачу и равномерное теплораспределение (рис. 2).

21

Газовые горелки

а)

б)

▲ Рис. 3. Результаты моделирования работы новой горелки со смесительными соплами показали повышение температуры на 40 °C поверхности стекломассы при том же расходе газа

В сочетании со смесительной горелкой Prium Nozzle Mix блок горелки Prium обеспечивает улучшенное тепловое распределение в канале питателя, тем самым повышая температуру поверхности стекломассы на 40 °С при том же количестве топлива, подаваемого через традиционную конфигурацию FH горелки/блока горелки (рис. 3).

www.glass-international.com

Система с рекуперативными горелками

22

При определенных обстоятельствах некоторые зоны нагрева и нагрева/ охлаждения канала питателя конструируются так, чтобы включить рекуператор в систему отвода отходящих газов. Отводимые в дальнем конце зоны через вертикальный дымоход отходящие газы проходят через рекуператор, где предварительно нагревают воздух для горения, в результате обеспечивается экономия топлива на 15 % или более. Рекуперация – процесс предварительного нагрева воздуха для горения с помощью тепла отходящих продуктов сгорания. Хотя рекуперация используется в промышленности в различных формах на протяжении уже многих лет, использование этого процесса для такого небольшого оборудования, как питатели, лишь недавно стало жизнеспособным под влиянием роста энергозатрат. В рекуператоре используется труба из нержавеющей стали на вы-

ходе дымовых газов и труба большего диаметра, коаксиально расположенная вокруг нее. Область между внутренней и наружной трубами позволяет свободно циркулировать холодному воздуху сгорания (с температурой около 40 °С), но при этом она достаточно ограничена для того, чтобы тепло, проводимое через внутреннюю трубку, обеспечивало предварительный нагрев воздуха до заданной температуры (в диапазоне от 300 до 500 °C) к моменту выхода воздуха из рекуператора и входа его в сопло горелки. Прохождение горячих отходящих газов через внутреннюю трубку немного ограничено для обеспечения достаточной теплоотда-

чи. Важно, чтобы не была превышена рабочая температура для нержавеющей стали. Для поглощения начальных высоких температур отходящих газов используют огнеупорную футеровку или применяют удлиненную секцию, что также предотвращает потери тепла за счет прямой лучистой теплопередачи от канала питателя к рекуператору. Промышленный опыт показал, что через определенный период времени отходящие из стекловаренной печи дымовые газы могут накапливаться в виде отложений на внутренней поверхности трубчатого рекуператора. Группа Fives предусмотрела установку небольшого резервуара под дымоходом, чтобы собирать эти продукты и не позволять им блокировать выходную зону.

Fives также использовала технологию увеличения вставок во внутренней трубе рекуператора для повышения эффективности рекуперации тепла дымовых газов. Труба подвода воздуха от рекуператора к соплу горелки имеет немного большую площадь поперечного сечения, чтобы компенсировать температурное расширение холодного воздуха при его нагревании. Оно может составлять до 40 % при типичных температурах.

Преимущества Преимущества горелки типа Prium Nozzle Mix и рекуперативно-горелочного блока с плоским пламенем и рекуперацией тепла отходящих газов

Выход подогретого воздуха (300 °С)

Вход воздуха

Glass International на русском языке • Май 2016

Вход газа

Вход холодного воздуха (40 °С)

▲ Рис. 4. Система рекуперативной горелки Prium FH

Газовые горелки

обеспечивают сокращение потребления газа на 10 % по сравнению с горелками с предварительным смешиванием и стандартным горелочным блоком для обеспечения эквивалентного теплового входа и распределения температуры. Существует возможность дополнительного сокращения потребления газа на 15% за счет предварительного подогрева воздуха для горения в зоне рекуператора. Основные преимущества системы горелки Prium Nozzle Mix включают в себя расширение диапазона работы и более высокий уровень безопасности эксплуатации, поскольку раздельно подаваемые газ и воздух (или кислород) смешиваются только в сопле. Такие горелки могут быть объединены с блоком плоскопламенных горелок Prium для улучшения распределения и повышения экономии тепловой энергии, а также могут быть объединены с системами рекуперации тепла отходящих газов для предварительного подогрева воздуха для горения, тем самым обеспечивая дополнительное снижение расхода газа (рис. 4). Процесс горения может быть обогащен кислородом, чтобы обеспечить дополнительную подачу тепла в зону (полезно для колеровочных секций, высокотемпературного производства и/или линий с длительным временем выдержки стекломассы). Процесс горения также может быть преобразован в режим с полным кислородно-газовым сжиганием (не доступно при плоскопламенном блоке горелок Prium). Но результатом любой из этих комбинаций становится более надежное обеспечение канала питателя с лучшей тепловой однородностью и улучшенным качеством стекла, и в то же самое время увеличение производительности. n

Furnaces International: узкоспециализированный журнал на английском языке для широкого спектра специалистов по различным видам промышленных печей во всем мире! Журнал содержит последние отраслевые новости в мире, статьи и отчеты компаний о технологических особенностях и технических характеристиках, связанных со всеми аспектами печного рынка.

Основные освещаемые в журнале тематики: • Термическая обработка • Индукционная технология • Вакуумная печная техника • Тепловые процессы • Управление технологическими процессами • Тестирование и оценка продукции • Технология графитовых печей Журнал издается только в цифровом формате и отправляется по бесплатной подписке в электронном виде прямо на почтовый ящик более 50 тысяч специалистов в мире из разных секторов алюминиевой и стекольной промышленности, черной металлургии. Подпишитесь сегодня на бесплатную рассылку: www.aluminiumtoday.com/furnaces/subscribe

www.glass-international.com

*Erwan Legros, компания Fives Stein (Дидкот, Великобритания), группа Fives www.fivesgroup.com Контакты: www.fivesgroup.com Представительство «ФИВ» в Москве Тел.: + 7 495 745 56 47 E-mail: fivesrussia@fivesgroup.com

23 Glass International на русском языке • Май 2016

Каналы питателей

Конструкция и рабочие характеристики систем каналов питателя и распределителя Дэвид Паркинсон* выделяет четыре важнейших критерия, которые необходимо учитывать при выборе системы питателя, описывает особенности системы питателей типа System 500. омпания Parkinson Spencer Refractories («Паркинсон-Спенсер Рефракториз», Великобритания) – лидирующий поставщик систем питателей и распределителей (выработочных каналов) для мировой стекольной промышленности. Питатели и распределители обеспечивают точное кондиционирование стекла по температуре и вязкости перед процессом формования. Каждая система изготавливается на заказ и проектируется для удовлетворения требований по эффективности охлаждения линии производства стекла с учетом конкретных условий работы стеклоформующей машины. Как разработчик и поставщик современных систем питателей и распределителей компания PSR сталкивается в отрасли со многими установленными системами, которые явно не отвечают полностью своему назначению. Ошибки случаются либо потому, что представленная конечным пользователем исходная информация была неверной или произошли изменения, либо потому, что поставщик ошибся с рабочими характеристиками поставленного клиенту оборудования из-за его некомпетентности или желания повлиять на стоимость. Целью этой статьи является анализ четырех характерных параметров конструкции, которые оказывают существенное влияние на работу питателей и распределителей. Три из них являются расчетными характеристиками системы, которые компания PSR определяет с целью установления правильных рабочих характеристик любой системы питателя или распределителя на стадии подготовки ответа на запрос котировок для выбора поставщика. Четвертый элемент – конструктивная особенность, которая влияет на эффективное функционирование системы питателя или распределителя. Этими важными конструктивными элементами являются: время вы-

для поддержания заданных параметров процесса кондиционирования стекломассы.

www.glass-international.com

К

24

Падение уровня стекломассы

Внешний дымоход газов горения

Зона нагрева

Внешний дымоход газов горения

Зона нагрева

Продольное воздушное охлаждение

▲ Рис. 1. Система питателя компании PSR типа System 500

держки, потеря глубины стекломассы, охлаждающая способность и автоматизация.

Время выдержки Время пребывания стекломассы при кондиционировании в канале питателя является простым инструментом, но при этом весьма полезным для оценки пригодности питателя или распределителя соответствовать рабочим параметрам системы. Значение этого параметра определяют простым расчетом необходимого периода кондиционирования стекломассы в канале питателя для достижения требуемой температуры и надлежащей тепловой однородности на выходе. Для бесцветного стекла типичное время выдержки должно находиться в диапазоне 40–120 минут, а для цветного стекла составлять 50–120 минут. Недостаточное время пребывания стекломассы в питателе при кондиционировании приводит к малому отводу тепла и недостаточному охлаждению для обеспечения требуемого уровня съема стекла, в то время как продолжительное пребывание приводит к излишним энергозатратам

Glass International на русском языке • Май 2016

Уровень (глубина) стекломассы по длине канала питателя падает, в распределителе, он как правило, ниже чем на входе выработочной части. Это падение уровня зависит от следующих факторов: n длины, ширины и глубины канала питателя, в частности глубины входного питателя; n удельного съема стекломассы питателя; n температуры стекломассы и, следовательно, ее вязкости. Производители стекла не должны игнорировать этот важный параметр системы. Он может просто оказаться заметным при работе с повышенным съемом стекломассы питателя, но чрезмерно низкая глубина стекломассы может стать причиной нестабильной работы капельного фидера. Компания PSR проводит расчеты потери уровня стекломассы индивидуально по каждому запросу котировок питателя и, по мнению компании, рекомендуемая потеря уровня не должна превышать 25 мм. Падение глубины может быть частично сглажено за счет наклона питателя (не более 19 мм). При этом следует избегать чрезмерного наклона из-за опасности перетекания стекломассы через стенки канала в случае снижения съема стекломассы питателя. Следует также избегать частых корректировок такого наклона, чтобы не повредить шарнирные соединения на входе питателя. Влияние падения глубины может быть снижено путем расчета правильных рабочих характеристик питателя на стадии проектирования. Этот расчет позволяет установить правильную длину, ширину и глубину питателя, которые обеспечат наилучшую комбинацию для требуемых темпера-

Каналы питателей

Выход продуктов горения

Выход продуктов горения

Выход продуктов горения

Нагрев

Нагрев

Нагрев

Нагрев

Охлаждение

▲ Рис. 2. Схема работы питателя PSR System 500 в цикле высокой эффективности охлаждения (все заслонки открыты)

▲ Рис. 3. Схема работы питателя PSR System 500 в режиме максимального подогрева газами горения (боковые заслонки закрыты)

тур и удельных съемов стекломассы проектируемого питателя. Некоторые производители стекла с целью улучшения температурной однородности на цветных стеклах работают с пониженной глубиной стекломассы, но это может привести к росту падения уровня и снижению производительности капельного фидера. Чтобы предупредить такое падение уровня, должен быть спроектирован питатель большей ширины или установлен более производительный капельный фидер.

водность стекломассы янтарного цвета примерно на 16 % ниже по сравнению с бесцветным стеклом; зеленого стекла – на 28 % ниже; темно-зеленого стекла – на 34 % ниже.

Эффективность охлаждения Эффективность охлаждения стекломассы – способность питателя или распределителя отводить тепло от поступающей стекломассы с учетом влияния следующих факторов: n температурного диапазона стекломассы на входе; n требуемого температурного диапазона капли (или на выходе); n необходимого диапазона удельного съема стекломассы питателя; n цвета стекла.

В распределителе ключевым параметром является температура стекла над стояком протока. Температура входа в каждый питатель должна определяться индивидуально с учетом обеспечения максимума комбинированной тяги между ним и стояком протока. После расчета минимально достижимой температуры входа при максимальном съеме для каждого питателя определяют его охлаждающую способность. Она должна обеспечивать получение минимальной требуемой температуры капли при максимальной температуре входа в питатель и максимальном съеме стекломассы этого питателя. Полученная расчетом охлаждающая способность питателя должна также обеспечивать стабильность температуры капли при соответствующей тепловой однородности стекломассы. В расчете необходимо учитывать мощность нагрева, чтобы быть уверенным, что система позволит обеспечить максимальную температуру капли (или на выходе) при минимальном съеме стекломассы этого питателя. Система также должна поддерживать температуру в периоды работы «без нагрузки» во время остановок.

Расчет охлаждающей способности питателя должен выполняться при его максимальной производительности. Этому соответствуют следующие условия: n наивысшая входная температура; n наиболее низкая температура капли (или на выходе); n максимальный удельный съем стекломассы (расход в канале).

Автоматизация

Затем этот параметр оценивают для всего ассортимента необходимых цветов стекла. При этом необходимо учесть, что коэффициент теплопроводности бесцветного стекла выше, чем у цветного стекла. Так, теплопро-

Автоматизация системы охлаждения и движения шиберных заслонок оказывает существенное влияние на работу питателя и распределителя. Мы считаем само собой разумеющимся, что большинство современных систем питателя оснащено систе-

мами автоматического управления процессом горения, но при этом удивительно, почему на множестве существующих установок по-прежнему управляют вручную внешними заслонками выпускных дымоходов и системой охлаждения. За последние годы многие наши клиенты подтвердили, что они получили существенную экономию топлива (свыше 50 %) после преобразования традиционного ручного управления заслонками вытяжных отверстий дымоходов и системой охлаждения питателей с продольным принудительным воздушным охлаждением на систему автоматического управления охлаждением PSR System 500, причем такая экономия была достигнута без каких-либо существенных модификаций в системе горения.

Объясняется это следующим образом. Питатель PSR типа System 500 (рис. 1) включает продольное принудительное конвекционное воздушное охлаждение рабочей зоны под центральной областью свода питателя. Стекломасса охлаждается за счет излучения тепла в охлажденную воздухом нижнюю поверхность перекрывного сводового блока, форма которого разделяет систему охлаждения в центре и систему горения по бокам. Поток охлаждающего воздуха регулируется автоматически с помощью двухстворчатого клапана в воздуховоде, а после прохождения воздуха вдоль питателя он отводится через центральное отверстие с регулируемой заслонкой в конце каждой зоны. При этом горелки, расположенные по боковым сторонам канала питателя, нагревают боковые области потока стекломассы, а газы горения отводятся через боковые выходы дымохода при установленных в нужное положение боковых заслонках. Движение всех трех заслонок выпускных отверстий регулируется автоматически с помощью электропривода. Тем же движением, которым открывается двухстворчатый клапан, одновременно перемещается центральная заслонка потока охлаждающего воздуха и боковые заслонки системы горения. Рис. 2 представляет схему работы питателя PSR System 500 в режиме максимальной эффективности охлаждения. Горение и расход топлива в

Glass International на русском языке • Май 2016

www.glass-international.com

Выход охлаждающего воздуха

25

Положения заслонок устанавливаются вручную

Положения заслонок устанавливаются вручную

Каналы питателей

этом цикле будут минимальными, а подача охлаждающего воздуха будет регулироваться автоматически для достижения необходимой температуры стекломассы. Поток охлаждающего воздуха также будет поддерживать необходимое давление внутри канала питателя, обеспечивая отвод продуктов горения через боковые выпускные отверстия. Рис. 3 показывает работу питателя в режиме максимального нагрева газами горения при минимальном потоке охлаждающего воздуха. В этом цикле боковые заслонки внешних дымоходов горения автоматически плотно закрываются, центральная заслонка системы охлаждения также закрывается клапаном до положения «минимум» (режим «продувки»), но в ее нижней части имеется минимальная выемка, достаточная для отвода про-

Сравните работу такой автоматически управляемой системы с ручным управлением положением шиберных заслонок на типичном традиционном питателе (рис. 4). Дымоходы также используются для охлаждения стекла за счет излучения и отражения тепла от поверхности стекломассы к более холодной поверхности огнеупорного блока или в цеховую атмосферу в зависимости от положения заслонок. Если заслонки установлены слишком низко (как на рис. 5), то давление внутри канала питателя повышается и продукты сгорания будут вытесняться через зазоры и смотровые отверстия в верхней структуре канала питателя. При экстремальных обстоятельствах растущее давление внутри питателя может превысить уровень давления в системе подачи газа, что может привести к обратному воспламенению (и даже взрыву) смеси воздух/газ в горелочном трубопроводе. Если заслонки установлены слишком высоко (как на рис. 6), то произойдет падение внутреннего давления и при отрицательном давлении внутри канала питателя холодный

▲ Рис. 5. Работа питателя с ручным управлением заслонками при слишком низком положении заслонок

▲ Рис. 6. Работа питателя с ручным управлением заслонками при слишком высоком положении заслонок

▲ Рис. 4. Типичный традиционный питатель с ручным управлением заслонками системы охлаждения

www.glass-international.com

дуктов горения только через центральный выход дымохода. Расход топлива остается эффективным, так как при закрытой заслонке внутри канала питателя будет поддерживаться положительное давление, что обеспечит сохранение продуктов сгорания и подогрев основного потока стекломассы по всей ширине питателя газами горения. В нормальном режиме работы питателя система автоматически регулирует необходимую интенсивность охлаждения между этими двумя режимами для обеспечения заданной температуры и оптимальной термической однородности стекломассы.

26 Glass International на русском языке • Май 2016

воздух будет подсасываться внутрь через швы, смотровые и вытяжные отверстия. Это приведет к снижению температуры по боковым сторонам стекломассы и потере контроля температуры. Поэтому скорость горения должна быть повышена, чтобы снизить подсос холодного воздуха и компенсировать нежелательный охлаждающий эффект. Но при этом, поскольку процесс горения регулируется автоматически для достижения требуемой температуры, то при ручном управлении положением заслонок они в действительности никогда не будут установлены в правильное положение и всегда будут установлены выше, чем необходимо. Таким образом, внутреннее давление в питателя будет слишком низким, эффективность горения будет повышаться, чтобы компенсировать негативное влияние подсоса холодного воздуха, а расход топлива будет высоким. После установки нашей автоматизированной системы управления охлаждением на традиционных каналах питателей многие клиенты в промышленности подтверждают экономию топлива до 50 %, и это без модернизации системы горения. Не учитывая затраты на огнеупоры, которые должны заменяться периодически независимо от типа установленной системы, срок окупаемости инвестиций для перехода от ручного управления охлаждением и положением заслонок к системе автоматического управления охлаждением и заслонками компании PSR, как правило, не превышает двух лет.

Заключение Я выделил четыре важнейших критерия проекта: время выдержки, падение уровня стекломассы, охлаждающая способность и автоматизация. Если на питателе или распределителе не будут правильно реализованы первые три рабочих характеристики, то они останутся работоспособными, но иногда при определенных обстоятельствах будет снижаться эффективность производства. Отказ от реализации четвертого элемента – автоматизации, может стать дорогостоящей и продолжающейся ошибкой на всем сроке продолжения эксплуатации питателя и распределителя. Многие производители стекла готовы терпеть неудобства от чрезмерного снижения уровня стекломассы

или недостаточной эффективности охлаждения, возможно, потому, что они проявляются только в условиях работы на максимальной тяге или при определенных экстремальных условиях эксплуатации. Также понятно, что можно сразу же провести сравнение исходных капитальных затрат между предложениями различных поставщиков, но при этом практически невозможно сразу адекватно оценить их эффективность в долгосрочной перспективе. Поэтому часто выбор поставщика по проекту основывается на сравнении исходных краткосрочных затрат, без учета долгосрочной эффективности производства. Однако в сегодняшней конкурентной производственной среде часто даже небольшой дополнительный процент прироста эффективности производства становится границей между получением прибыли и убытками. Относительно легко оценивая и фиксируя возможные проблемы еще на стадии проектирования, можно при некотором повышении исходных инвестиционных затрат на момент установки обеспечить явные преимущества, которые будут сохраняться в течение последующих кампаний, как и в текущей деятельности. n *David Parkinson – владелец семейной компании Parkinson Spencer Refractories Ltd. (Великобритания). www.parkinson-spencer.co.uk Сокращенная версия доклада, представленного на 39-й конференции по стеклу АСЕАН. Полный текст на английском языке доступен на веб-сайте конференции: www.aseanglass.org

ПАРКИНСОН-СПЕНСЕР РЕФРАКТОРИЗ ЛТД – это частная компания с ограниченной ответственностью, которая является собственностью семьи Паркинсонов и находится под ее управлением. Производство огнеупоров и собственных сложных разработок для стекольной промышленности сосредоточено на одном участке в г. Галифакс (Великобритания). В компании работает около 90 сотрудников, 50 из которых заняты производством огнеупоров. Стекольная промышленность – это единственная промышленность, которой мы служим с момента существования компании. Компания также является одним из главных и передовых поставщиков систем питателей и выработочного канала для стекольной промышленности во всем мире, а наши способности проектировать и изготавливать огнеупоры, а также системы собственной сложной разработки, являются уникальными. Система питателя и выработочного канала является соединительным звеном между стекловаренной печью и системой образования капли, обеспечивающим точное кондиционирование стекла по температуре и вязкости перед процессом формования. Ждем Вас на нашем стенде выставки «Мир стекла»

Каналы питателей

Гибкие в работе системы питателей Компания Horn Glass Industries («Хорн», Германия) обсуждает концепцию своей последней стекловаренной печи и показывает, как элементы ее конструкции помогают в производстве облегченных стеклянных бутылок и повышении гибкости стеклотарного производства. ▲ Рис. 1. Общий вид новой печи типа GCS301 компании Horn Glass Industries, Германия

теклянные бутылки конкурируют с пластиковыми ПЭТ бутылками в отрасли упаковки безалкогольных и алкогольных напитков. Основным преимуществом ПЭТ бутылок является их малый вес, поэтому стеклотарная промышленность успешно отвечает на этот вызов путем производства облегченных стеклянных бутылок в качестве альтернативы ПЭТ бутылок. Технология узкогорлого прессовыдувания NNPB (Narrow Neck Press and Blow) обеспечивает уменьшение веса стеклотары при сохранении всех потребительских свойств продукции (включая прочность) за счет более равномерной толщины стенки. Облегченное тарное стекло позволяет снизить расход стекломассы и производственную себестоимость, минимизировать затраты на транспортировку и бой при розливе. Производство таких бутылок на высокоскоростных секционных стеклоформующих машинах требует полного понимания процессов формования стекла методом узкогорлого прессовыдувания NNPB. Вязкость жидкой капли стекломассы в области сливной чаши питателя должна быть как можно более однородной, чтобы получить равномерную толщину стенки в процессе формования стеклотары. Эта цель может быть достигнута только путем минимизации колебаний температуры и повышения тепловой однородности капли стекломассы, поступающей из

www.glass-international.com

С

28

стекловаренной печи на стеклоформующую машину. В конце канала питателя (фидера), прежде чем стекломасса входит в фасонную чашу с очком, измеряют ее тепловую однородность и проводят численную оценку по различным, определенным для условий каждого заказчика, формулам. Этот, так называемый «К-фактор», должен быть выше 98 % по всему ассортименту производства и различным цветам стекла. Вторая тенденция связана с расширенным применением принципа производства и поставок на условиях «точно в срок», который позволяет экономить на транспортировке и стоимости хранения продукции. В этих условиях под напором конкуренции со стороны новых производственных мощностей действующие стеклотарные заводы должны повышать требования к характеристикам своих фидеров относительно диапазона их пропускной способности (тяги). Это приводит к необходимости расширения номинального диапазона между минимальной и максимальной нагрузкой, что сопровождается более широким температурным диапазоном подаваемых капель. Недавно разработанная новейшая конструкция фидера типа «GCS» серии 301 («Glass Conditioning System») является ответом компании Horn Glass Industries на повышение отраслевых требований относительно гибкости и производительности работы каналов питателей (рис. 1). Такие ка-

Glass International на русском языке • Май 2016

налы доступны со стандартной шириной от 26" до 56".

Дизайн верхней структуры Возвращаясь к основам, отметим, что фидер типа GCS301 теперь имеет блочные огнеупорные покрытия специальной вогнутообразной формы (рис. 2). Существует строгое разделение между центральной частью и внешней зоной канала питателя. Объем над более холодной стекломассой в пограничной области канального блока имеет вогнутую форму, как и во внутренней зоне, чтобы направлять охлаждающий воздух через центральную зону. Принцип работы фидера завершают боковые продольные каналы дымохода и проход для охлаждения излучением в центральной зоне. С помощью этих боковых и центральных продольных каналов отходящие газы могут распределяться над всей поверхностью стекломассы или управляемо направляться только в требуемые области (центральную зону или пограничные зоны) в каждой отдельной секции питателя (за исключением зоны выравнивания, которая имеет плоскую крышку).

Изоляция и отопление Сниженная толщина изоляционных слоев приводит к быстрым изменениям температуры, требуемых для смены условий работы фидера. Вопреки общему убеждению, что сокращение изоляции приводит к повы-

▲ Рис. 2. Блоки верхнего покрытия канала питателя с вогнутой формой для направления охлаждающего воздуха вдоль центральной части канала питателя

шению энергопотребления, в стекольной промышленности добились пониженного расхода энергии, благодаря точному вводу энергии там, где это требуется. Более холодная стекломасса во внешних зонах канала питателя требует подвода в эти внешние зоны дополнительной энергии для того, чтобы сбалансировать разницу температур между внешней и внутренней зонами и повысить однородность температуры по ширине. Для этой цели канал питателя оснащают блоком верхней структуры вышеописанной конструкции, чтобы физически разделить левые и правые внешние зоны над поверхностью стекломассы и обеспечить раздельный нагрев стекломассы (рис. 3). Центральная секция этого блока крышки выполнена глубже и, таким образом, находится ближе к поверхности стекломассы, чем внешние зо-

ны. Это обеспечивает уклон блока крышки от внешних сторон к центру. Регулярно установленные горелки с тонким пламенем обогревают стекломассу по всей длине канала питателя. Передача тепла от газового пламени происходит как методом конвекции, так и посредством излучения. От наклонной крышки покрывающего блока излучение газового пламени отражается в направлении внешних зон поверхности стекломассы и усиливает их подогрев. В наклонной верхней структуре отходящие газы движутся с сильной турбулентностью, так что тепло передается посредством конвекции от дымовых газов к поверхности стекломассы с повышенной скоростью в более холодные внешние зоны стекломассы.

Охлаждение В питателе типа GCS для охлаждения более горячей стекломассы в цент-

Рис. 3. Питатель стекломассы типа «GCS» серии 301 с прямым и косвенным принудительным воздушным охлаждением верхней структуры

ральной зоне канала применяют различные системы охлаждения. Для этой цели используют все три вида охлаждения: открытое тепловое излучение, прямое и косвенное принудительное охлаждение верхней структуры с помощью подачи охлаждающего воздуха. В то время как охлаждение за счет радиации используется в каждой секции канала питателя, косвенное охлаждение (без прямого контакта воздуха со стекломассой) применяется только для коротких каналов питателей при значительной тяге и высоком выходе по тоннажу. В питателях с частыми сменами заданий работы и необходимостью быстрой адаптации и стабилизации температур в верхней структуре может быть дополнительно установлена система прямого воздушного охлаждения. Система позволяет напрямую подавать охлаждающий воздух через центральную зону или распространять его по всей поверхности стекломассы за счет регулирования дымохода, таким же образом, как направляются отходящие газы. Вышеупомянутые системы охлаждения применяют в зависимости от тоннажа канала питателя, температуры на входе и требуемой температуры подаваемых капель различных размеров и их количества за один цикл. Поэтому каждая концепция питателя должна быть точно адаптирована к конкретным требованиям производителя тарного стекла. Компания Horn Glass Industries установила более 30 единиц фидеров типа GCS серии 301 на нескольких заводах в Европе и мире. Все клиенты отметили полную удовлетворенность уровнем управления и функциональностью системы, а также сообщили о снижении энергопотребления на 25–30 % по сравнению ранее установленными системами питателей. На нескольких заводах достигнутый индекс тепловой однородности превысил 99 %. Это свидетельствует о том, что питатель стекломассы типа GCS301 является идеальным промышленным решением, обеспечивающим полное соответствие высоким требованиям стеклотарной промышленности в плане повышенной гибкости работы и производительности. n Компания Horn Glass Industries, Плёсберг, Германия. www.hornglass.com

www.glass-international.com

Каналы питателей

29 Glass International на русском языке • Май 2016

Стеклоформующие машины

Успех компании HEYE в Нидерландах Благодаря работе новой секционной стеклоформующей IS-машины типа Speedline компании Heye International («Хайе», Германия) на стеклотарном заводе в Нидерландах производительность выпуска пивных бутылок емкостью 660 мл была увеличена на 15 %.

очетание повышенной скорости и высокого качества стеклотары было обеспечено за счет двух основных составляющих: компетентной, хорошо организованной и амбициозной заводской команды, а также нового оборудования, которое используется на заводе. Самые высококачественные материалы и высокоточные производственные процессы обеспечивают сочетание высоких скоростей с минимальным износом узлов, в результате чего нормативный срок эксплуатации машины IS увеличен до 15 лет. Также для ответа на вызовы высоких температур стеклотарного производства были разработаны мощные современные методы охлаждения.

IS-машины типа Speedline являются весьма гибкими в работе, что и позволяет производить широкий ассортимент стеклотарной продукции (бутылки различного веса, емкости и формы) на той же стеклоформующей машине Heye с серво-плунжерами и серво-ножницами. Период перехода от двухкапельного (DG) питания к трехкапельному

(TG) и обратно был сокращен за счет применения гибкой системы доставки LoadMaster с быстрой переналадкой между производственными процессами формирования стеклотары (методами двойного выдувания BB, широкогорлого прессовыдувания PB, узкогорлого прессовыдувания NNPB). Короткие, запланированные остановки реализуются с использованием датчиков и методов мониторинга позиции загрузки, которые помогают устранить сбои в работе и свести к минимуму потери времени из-за непроизводственных простоев. Кроме этого, для смазки черновых форм возможно использование робота Heye Robot, что позволяет избежать потерь стеклянных контейнеров и повышает производительность машины. Конструкция IS-машины типа Speedline полностью отвечает требованиям управления рисками, основанного на методологии анализа видов рисков критических элементов и их потенциальных последствий HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point). Проведение такого анализа рисков позволило существенно повысить безопасность работы машины. С многоуровневой концепцией и многими функциями безопасности, уже включенными в базовую поставку машины, опционные элементы безопасности также обеспечивают контроль положения приемного стола при обработке каждой бутылки, что позволяет избежать накопления стекломассы и внеплановых простоев секции. Интеллектуальная централизованная система смазки с точно контролируемым расходом и температурой подаваемого масла снижает расход смазочных материалов и повышает чистоту производства. n

www.glass-international.com

С

▲ Защитная решетка Speedline

30 Glass International на русском языке • Май 2016

Компания Heye International, Обернкирхен, Германия. www.heye-international.com

WE ARE GLASS PEOPLE

НОМЕР ОДИН В СКОРОСТИ И КАЧЕСТВЕ СКОРОСТНАЯ ЛИНИЯ МАШИН ИС ХАЙЕ

ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ В ВЫСОКОМ КАЧЕСТВЕ НА МНОГО ЛЕТ ВПЕРЕД Высокая безопасность и удобство в эксплуатации для защиты персонала и оборудования Четкий интерфейс для быстрой установки и замены частей Новый дизайн, удовлетворяющий требованиям стандартов HACCP Гибкость благодаря модульной конструкции Та же самая сердцевина – те же самые сменные детали

www.heye-international.com

Автоматизация

Компания Pilkington получила выгоды от внедрения интегрированной системы управления Компании Siemens и IconSys поставили интегрированное технологическое решение системы управления на заводе компании Pilkington в Великобритании, которое позволило повысить производительность и эффективность работы. едавно завершенная модернизация системы автоматизации управления ключевой линией по производству листового закаленного стекла компании Pilkington UK в Великобритании обеспечила повышение производительности и надежности, улучшение качества продукции, снижение отходов и повышение эксплуатационной эффективности. Проект объединил ранее фрагментированный портфель технологий прежних версий, чтобы обеспечить систему комплексного управления с целостным обзором, которая привела к улучшению основных показателей производства на важной производственной линии крупнейшего производителя листового стекла в Великобритании.

Н

www.glass-international.com

Уровни эффективности

32

Сочетание технологии автоматизации Siemens с системой управления IconSys и большим опытом работы в стекольном секторе обеспечило поставку эффективной системы управления, которая обеспечивает полный контроль над производством, что позволяет производителю лучше удовлетворять потребности рынка в листовом закаленном стекле высочайшего качества, а также повысить общие уровни эффективности производства. Обновление решения управления для загруженной производственной линии листового стекла было трудной задачей, так как требовалось принять во внимание различные потребности управления на каждой стадии производства до выхода готовой продукции, включая печь, станцию промывки и измерительные станции, а также требования к транспортировке листов стекла между различными этапами производства. Интеграцию системы также необходимо было провести бы-

стро и в течение подходящего периода в загруженном графике производства стекла, не затрагивая ежедневные операции. Стив Мартин (Steve Martin), руководитель группы стекольного сектора компании Siemens UK & Ireland в Великобритании, сказал: «Существующая система управления не обеспечивала точного управления, необходимого для удовлетворения жестких требований и допусков, на которые была нацелена компания Pilkington UK. Точность производственного процесса была низкой из-за устаревшего оборудования, которое при поверке оказывалось все более проблематичным. Линия имела фрагментированный портфель технологических решений, что в некоторых случаях ставило под угрозу усилия по оптимизации производства. Подход «Totally Integrated Automation» компании Siemens стал основой технологии, которая и обеспечила окончательный успех этого решение. Мы работали с компанией IconSys, которая

Glass International на русском языке • Май 2016

разработала и изготовила новую систему управления работой существующей линии производства листового стекла, а вместе с тем соответствовала требованиям к качеству продукции, сокращению отходов, повышению надежности и эффективности, которые мы поставили для этого проекта». Ник Даррал (Nick Darrall), исполнительный директор компании IconSys, пояснил: «В настоящее время не только улучшилось управление производством стекла на всех стадиях, но и обеспечен быстрый доступ к основным данным для информационной поддержки производственных решений и постоянного мониторинга работы линии. Теперь ПК позволяют операторам легко идентифицировать любой из сотен листов стекла, проходящих через производственный процесс, и одновременно выполнять заказы для нескольких клиентов по всему миру. Интегрированная комбинация ПЛК, Окончание статьи на стр. 35▶

Инспектирование стеклотары

Повышение качества стеклянной тары премиум-сегмента за счет улучшенного инспекционного контроля Элрой Гарза* делится новейшими разработками компании Iris Inspection Machines (Франция) в области инспекционных машин и программного обеспечения, показывает преимущества, позволяющие удовлетворять требованиям по точности, устанавливаемым производителями для сегмента люкс-премиум стеклянной тары. ир полого стекла движется вперед ускоренными темпами. Ежегодно появляются жизненно важные улучшения в сфере качества, дизайна, процессов и инспекции, направленные на повышение безопасности стеклотары для потребителей. Высокие стандарты, востребованные сегодня стекольной промышленностью, расширились по всему миру, благодаря интернационализации и международной стандартизации в различных областях производства стеклотары. Кроме того, безопасность упаковки для потребителя стала одним из элементов прав человека даже в развивающихся странах, что потребовало обеспечения более высокого качества продукции. Каждый год в развивающихся странах создаются новые неправительственные организации, целью которых является защита безопасности потребителей. Инспекционный контроль качества стеклотары и стандарты, которые обеспечивают безопасность каждой произведенной бутылки, совершенствовались с той же скоростью, как развивался и сам рынок. Рынок стеклотары динамично развивается с точки зрения разнообразия формы, цвета, размера, дизайна стеклянных изделий и усложнения логотипов. На сегодняшний день новые инспекционные машины, разработанные компанией Iris Inspection Machines, могут с помощью видеокамер обнаруживать видимые и невидимые глазу опасные дефекты, точно «масштабируя» их для идентификации даже мельчайших дефектов. Эти улучшения включают современные оптические возможности видеообработки, которые позволяют в высоком разрешении проводить

М

▲ Рис. 1. Экран Multi-Model инспекционной машины Evolution 12 с шестью различными инспектируемыми продуктами (по высоте, форме, размерам и т.д.) на одной и той же линии

компания Iris также разработала новое усовершенствованное оборудование, которое предназначено для выполнения жестких требований производителей к точности размеров и качеству стеклянных изделий премиум и люкс-премиум (лакшэри) сегментов на основе наивысшего уровня совершенства. Автономные модели Evolution Ultimate и Evolution Dim обеспечивают дополнительные полезные функции для пользователей бесконтактных инспекционных машин на базе камер серии Evolution.

Инспекция стекловидных включений Инспекционная машина Evolution Ultimate была задумана для выявления прозрачных стекловидных включений (в виде нитей или капель) в высококачественных асимметричных флаконах и бутылках нестандартной сложной формы, требуемых для применения в парфюмерии и косметике, упаковке ликеров премиум-класса и подарочных предметов роскоши, а также для высококачественной посуды.

Glass International на русском языке • Май 2016

www.glass-international.com

осмотр с углом обзора 360° и анализ качества каждой бутылки. Новейшие электронные и программные разработки помогают машине самой распознавать качество инспектируемой стеклотары, чтобы забраковать изделие с дефектами или сохранить качественное изделие в линии. Программное обеспечение Multi-Model позволяет машине Evolution одновременно инспектировать до семи различных видов стеклотары любой формы и цвета (рис. 1). Программное обеспечение Selector, как и многие другие новейшие разработки научно-исследовательского отдела компании Iris, позволяет обнаруживать деформацию бутылки, высоту и некоторые другие геометрические размеры (рис. 2). Оно точно выявляет все виды критических и некритических дефектов, обеспечивая производителю стеклотары дополнительную эффективность. Помимо внедрения важных аппаратных и программных усовершенствований на своих установленных бесконтактных инспекционных машинах Evolution 12 и Evolution 5,

33

Инспектирование стеклотары

возможностей контроля качества поверхности, предоставляемых этим оборудованием. Они помогают выявлять тонкие поверхностные пузыри, которые потенциально могут вызвать проблемы с загрязнением (внутри контейнера или снаружи), а также привести к телесным повреждениям, если не будут обнаружены до поступления к клиенту.

Решение по измерению размеров ▲ Рис. 2. Возможности проведения внутренних измерений, предоставляемые программным обеспечением Selector

▲ Рис. 3. Дефект с низкой контрастностью (апельсиновая корка), обнаруженный инспекционной машиной Evolution Ultimate

www.glass-international.com

▲ Рис. 4. Зона инспекционного контроля венчика горловины (наружного диаметра, высоты и плоскостности торца венчика) на машине Evolution Dim

34

Типичные обнаруживаемые дефекты включают в себя стекловидные включения, обусловленные качеством стекломассы и процессами формования, прозрачные поверхностные пузыри в стекле, стекловидные включения в виде нитей (свили или «кошачьи царапины») и капель (шлиры), апельсиновой корки, мелкой волнистости из-за контакта с формующими поверхностями с пониженной температурой (кованости), складок, швов и морщин (рис. 3). Несмотря на успехи, достигнутые в последние годы в технологии бесконтактной инспекции стеклянных контейнеров, существующие инспекционные машины были не в состоянии обеспечить в стеклотарной промышленности качественную инспекцию прозрачных (стекловидных) дефектов в высококлассных стеклянных изделиях. Решение Evolution Ultimate было задумано в рамках реализации текущей программы научных исследований и разработок инспекционных машин Iris, чтобы удовлетворить этот

запрос производителей. Оно включает в себя усовершенствованное оптическое решение для обнаружения мелких дефектов в виде небольших пузырей (мошек) в стекле и крошечных несовершенств, возникающих от смазочных материалов для форм. Инженеры компании Iris работали над окончательным усовершенствованием концепции машины Evolution Ultimate с одним из ведущих специалистов Франции в производстве парфюмерной стеклотары. Это обеспечило внедрение автоматизированного инспекционного решения в режиме онлайн, пришедшего на смену предыдущих промышленно отработанных, но трудоемких методов. Это нововведение стало возможным за счет применения последних достижений в области камер, светотехники и технологии линз, в сочетании с интеллектуальными усовершенствованиями программного обеспечения. Кроме того, специализированные производители фармацевтической стеклотары получили выгоду за счет

Glass International на русском языке • Май 2016

Также стало доступно решение для измерения в режиме онлайн геометрических размеров стеклянной тары для фармацевтической и парфюмерной промышленности, обеспечивающее преимущества невиданной точности. Оборудование Evolution Dim обеспечивает преимущества бесконтактной инспекции с полным обзором на 360° без поворота изделия на производственной линии. Хотя инспекционная машина Evolution 12 и включает в себя некоторые элементы измерения геометрических размеров, показатели точности измерения не так высоки, как требуется некоторым производителям стеклянных контейнеров премиум и люкс-премиум классов. Машина Evolution Dim была разработана для более точного удовлетворения этих потребностей за счет применения инновационной оптической системы и четырех камер (три для боковой стенки и одна специально для венчика горловины), чтобы также проводить точные измерения внешнего профиля венчика горлышка бутылки. Машина позволяет точно измерять высоту флакона, а также минимальные и максимальные диаметры, овальность и бочкообразность корпуса. Обнаруживаемые дефекты включают крошечные деформации контейнера, овальные боковые стенки, деформацию диаметра или другие незначительные геометрические отклонения корпуса, выгнутые или утопленные боковые стенки, выход высоты за допустимые по спецификации пределы. Машина Evolution Dim вычисляет вертикальность (перпендикулярность) каждого контейнера для измерения размеров корпуса или смещения горловины. Примеры выявляемых дефектов включают наклон или неперпендикулярность стеклянного изделия, сдвиг горловины и овальность торца

Инспектирование стеклотары

Зрительный образ для инспекции Диапазон Evolution был расширен за счет применения нового процессора ПК, большого сенсорного HD-экрана (21,5”), HD-камер и нового программного обеспечения. Применение компанией Iris новой конструкции блока видеообработки позволило сократить затраты на техническое обслуживание за счет новой конструкции и упрощенной сборки.

▶

Окончание статьи со стр. 32

контроллеров, приводов, устройств ввода/вывода, SCADA, двигателей и камер обеспечивает целостную систему управления работой линии по производству листового стекла с высокой эффективностью на всех этапах».

Точный анализ Проект был завершен без каких-либо перебоев в существующей производственной программе завода, компания Pilkington сообщила о выгодах, полученных в своей повседневной деятельности. Доступность ключевых данных для проведения анализа при любых возни-

В самом процессоре ПК применено меньше компонентов, а на передней панели предусмотрен прямой доступ оператора к жесткому диску ПК. Улучшенное охлаждение является еще одной важной особенностью машины. Большой сенсорный HD-экран с диагональю 21,5” и высокой четкостью обеспечивает более быстрый переход к различным экранам на мониторе, меньшее число переходов между экранами, мгновенное отображение параметров, быструю настройку, ускоренную оптимизацию и упрощение тонкой настройки. Экран позволяет полностью отображать с высоким разрешением полный зрительный образ инспектируемой тары, полученный с помощью камер высокого разрешения без необходимости увеличения. Это обеспечивает реалистичный вид контейнеров и обнаруженных дефектов, позволяет лучше идентифицировать мелкие дефекты, а также более глубоко понимать поведение машины. Камеры с высоким разрешением стали на 400 % мощнее, чем раньше,

обеспечивая более четкие и точные изображения, а также улучшенную идентификацию и классификацию различных типов дефектов (например, мелких камней и пузырей), более точное определение формы контейнеров и отличные возможности для инспекционного контроля темных стекол. Камеры также имеют повышенную динамику с точки зрения подавления шумовых помех, тем самым улучшая качество получаемых изображений. Поэтому компания Iris считает, что инспекционное оборудование Evolution – быстрое, мощное и удобное в применении, предлагает производителям стеклотары расширенный и точный инспекционный контроль стеклянных изделий сложной формы с эксклюзивным дизайном. Комплекты необходимого оборудования также доступны для модернизации всех уже работающих машин Evolution предыдущих моделей. n

кающих проблемах или изменениях показателей качества позволяет команде менеджеров более эффективно исключать потенциальные причины возникновения каких-либо проблем. Эта информация также наполняет и поддерживает прогностические стратегии технического обслуживания и обеспечивает надежное производство. Сегодня достигнуты и превышены требования к качеству продукции в соответствии с запросами рынка, в то же время измеримое сокращение отходов на производственной линии способствовало повышению эффективности процесса и экономии производственных расходов.

Деррен Гиттинс (Derren Gittins), исполнительный директор Pilkington UK в восторге от результатов модернизации системы управления. Он заявил: «Мы искренне ценим наш партнерский подход в работе с Siemens и IconSys. Их совокупный опыт в стекольной промышленности и ориентация на поддержку качества гарантировали, что реализация проекта проходила гладко, без каких-либо нарушений наших производственных обязательств, а последующая интеграция технологий управления по всему заводу обеспечивала преимущество с точки зрения доступа к основным данным в режиме реального времени, так что мы можем принимать обоснованные решения». В результате интеграции системы управления компания Pilkington UK, работающая в рамках глобального конкурентного сектора, теперь может лучше достичь свои оптимизированные целевые показатели по производительности и эффективности, а также удовлетворить потребности своей клиентской базы по всему земному шару. n

▼ Pilkington получила выгоды от повышения эффективности использования энергии

*Elroy Garza, Area Sales Manager, Iris Inspection Machines, Брон, Франция www.iris-im.com

Siemens UK, Фримлей, Великобритания www.siemens.co.uk/entry/en/

www.glass-international.com

венчика. Высокоточная камера для инспекции венчика интегрирует точные измерения минимального и максимального диаметра венчика, высоты венчика, высоты кольца венчика и плоскостности венчика (рис. 4). Машина оснащена высокоточной оптикой, позволяющей проводить точные измерения. Машина также оснащена HD-камерами с высоким разрешением и HD-экраном, удобным пользовательским интерфейсом, построенным для этой машины. Аппаратное и программное обеспечение совместимо с другими машинами Evolution.

35 Glass International на русском языке • Май 2016

Инспектирование стеклотары

Чувствующий давление: новый автоматизированный тестер стеклянных бутылок Новая автоматизированная установка для испытаний стеклотары внутренним гидростатическим давлением компании AGR International (США) обеспечивает получение точных результатов для управления характеристиками сопротивления внутреннему гидростатическому давлению и допускаемым отклонениям вместимости стеклянной тары при заполнении с возможностью тестирования до 270 стеклянных бутылок в час. втоматизированная установка для контроля сопротивления стеклотары внутреннему гидростатическому давлению SPT2 (Sampling Pressure Tester) компании Agr International предлагает непревзойденный уровень возможностей для контроля и испытания образцов продукции в стеклотарной промышленности (рис. 1). Установка SPT2 является кульминацией развития на базе более чем 40-летнего опыта компании в производстве установок для испытаний прочности стеклотары внутренним гидростатическим давлением, которые помогают стеклотарным заводам в улучшении характеристик производимой стеклотары и повышении безопасности упаковки алкогольных и безалкогольных напитков у потребителей стеклотары. В дополнение к высокой точности измерений и тестирования надежный в работе новый тестер SPT2 может контролировать до 270 бутылок в час (повышение пропускной способности по сравнению с существующими на рынке подобными предложениями на 35 %). Это является ключевым преимуществом новой системы, которое обеспечивает экономию затрат на проведение испытаний и повышение эффективности стеклотарного производства. Для достижения такого уровня пропускной способности в конструкции SPT2 используется двухпозиционная станция, одновременно реализующая операции измерения вместимости стеклотары и испытания на сопротивление внутреннему гидростатическому давлению.

www.glass-international.com

А

36

Рис. 1. Автоматический тестер Agr SPT2 ◀разработан для эффективного и точного измерения вместимости и сопротивления внутреннему гидростатическим давлению образцов стеклотары на одной компактной испытательной установке

Роботизированная система транспортировки образцов тары с сервоприводом обеспечивает оптимальное позиционирование и прохождение бутылок через систему. Встроенное регулирование по замкнутому контуру управляет прохождением бутылок по всей системе и автоматически контролирует весь процесс испытаний для обеспечения эффективной обработки бутылок и высокой пропускной способности системы. Возможность совмещения нескольких линий подачи образцов тары – другая дополнительная особенность этой испытательной установки.

Glass International на русском языке • Май 2016

Интеллектуальная система управления установкой SPT2 и универсальные головки-держатели для зажима бутылок за венчик обеспечивают автоматическую настройку линии для испытаний стеклянных бутылок разных размеров и с разными типами венчика. Эта возможность, в сочетании с высокой производительностью, позволяет испытывать различные виды бутылок, поступающих из нескольких производственных линий, а также, в случае необходимости, вручную загружать партию образцов бутылок для их тестирования без какойлибо перенастройки системы.

Инспектирование стеклотары

С повышенной пропускной способностью и возможностью тестирования бутылок из нескольких линий новая испытательная установка SPT2 предоставляет пользователям необычайную гибкость и обеспечивает экономию в их программах испытаний стеклотары. Повышенная пропускная способность SPT2 также позволяет производителям стеклянных бутылок более часто отбирать образцы для тестирования и в результате этого еще на ранней стадии выявлять любые отклонения тары, связанные с сопротивлением внутреннему давлению и вместимостью, оперативно реагировать на базе упреждающего подхода до возникновения производственной проблемы.

Автоматическое тестирование внутренним давлением Автоматическая установка для испытаний стеклотары внутренним гидростатическим давлением Agr SPT2 разработана для обеспечения надежной и конкурентоспособной альтернативы процессу отбора образцов бутылок вручную и их ручного тестирования

для определения вместимости и сопротивления внутреннему давлению. При интеграции в производственную линию автоматическая испытательная установка SPT2 может быть настроена на прием и тестирование образцов бутылок, отбираемых на регулярной основе для проведения испытаний на протяжении всего производственного цикла. После того, как бутылки поступили на станцию SPT2, они автоматически испытываются (рис. 2) гидростатическим давлением на прочность и вместимость (заполнение до краев горловины). Получаемые данные испытаний могут в цифровом виде через интерфейс загружаться в режиме реального времени в заводскую базу данных и системы управления производством. Поскольку установка SPT2 может автоматически работать в непрерывном режиме 24/7 без необходимости вмешательства оператора, то все испытания могут проводиться непрерывно по заранее определенной программе, независимо от времени суток или доступности заводского персонала.

Дополнительная опционная система измерения объема (вместимости) на установке SPT2 предлагает производителям стеклотары альтернативу для исключения затрат времени и труда персонала, занятого в проведении объемных измерений в лаборатории. Установка SPT2 может автоматически оценивать вместимость тары одновременно с испытанием стеклотары на сопротивление внутреннему гидростатическому давлению, а также собирать, хранить и обрабатывать

Glass International на русском языке • Май 2016

www.glass-international.com

▲ Рис. 2. Автоматическая установка SPT2 компании Agr International позволяет одновременно тестировать вместимость и сопротивление внутреннему давлению образцов бутылок на производстве с лабораторной точностью

В сердце установки SPT2 находится продвинутая система генерации внутреннего гидростатического давления, которая позволяет точно задавать гидростатическое давление внутри контейнера с постоянной скоростью нарастания давления до 69 бар (1000 psi) и заданным временем поддержания достигнутого давления (с пересчетом в 1-минутный эквивалент воздействия давления). В дополнение к возможности испытаний характеристик высокопрочных контейнеров установка SPT2 также позволяет проводить высокоточные испытания стеклянной тары под низким давлением. Возможности системы управления гидростатическим давлением на SPT2 позволяют обнаруживать малейшие утечки низкого давления и отличать их от перерывов в заполнении с низким давлением. Конструкция установки обеспечивает возможность точно контролируемого повышения гидростатического давления на протяжении всего цикла испытания, которое полностью отвечает жестким требованиям к испытаниям, определенных в стандарте США на испытания стеклянной тары ASTM C–147. Стандартный метод испытаний стеклотары на сопротивление внутреннему гидростатическому давлению (Standard Test Method for Internal Pressure Strength of Glass Containers ASTM C-147) и международный стандарт ISO 7458 требуют, чтобы в испытуемой бутылке создавалось нарастающее с постоянной скоростью и в точно определенной манере давление. Установка SPT2 предлагает возможность выбора режима повышения внутреннего давления в бутылке до заранее определенного уровня давления (проверочный тест/тестирование) или до разрушения бутылки с отображением предельного давления (реального и пересчитанного в 1-минутный эквивалент воздействия).

37

Инспектирование стеклотары

полученные данные испытаний для оценки показателей и отклонений вместимости тары (объем на метке заполнения, точка заполнения при заданном объеме и переполнение). Контроль всех требуемых параметров проводится без задержек, свойственных проведению подобных испытаний в лабораторных условиях. «Принятая на установке SPT2 система объемных измерений является более точной и воспроизводимой, чем любой другой метод измерения объема стеклотары на рынке», – считает руководитель производства Судха Кристи (Sudha Christy). «После интенсивных испытаний и всесторонних исследований мы определили, что применяемая нами для измерения расхода технология объемного вытеснения с принудительным наполнением (positive-displacement technology) обеспечила высокую точность измерений и повторяемость результатов при этих испытаниях, в которых нуждается современная стеклотарная промышленность. С помощью этой PD-технологии мы смогли обеспечить необходимую точность, преодолеть проблемы и неточности, характерные для испытательных установок на базе расходомеров или сложных и непостоянных гравиметрических методов. Кроме того, на точность измерения не оказывает влияния качество или плотность воды», – заключил он.

www.glass-international.com

Простая интеграция

38

Автоматическая система SPT2 может быть установлена в линию выборочного конвейера, на котором без вмешательства оператора будут испытываться образцы стеклотары, а также организован интерфейс обмена информацией и легкое интегрирование с коммерческими системами управления производственным процессом. Автоматическая установка SPT2 также спроектирована для совместной работы с OmniLab – высокопроизводительной автоматизированной системой выборочного контроля стеклотары компании Agr. Интеграция SPT2 с системой OmniLab (рис. 3) позволяет комплексно и точно измерять все необходимые по стандарту геометрические размеры стеклотары, массу изделий, толщину стенок, проводить испытания внутренним давлением и измерения вместимости контейнеров. Все полученные данные связаны с номером пресс-

▲ Рис. 3. Интеграция Agr SPT2 с системой OmniLab позволяет комплексно измерять геометрические размеры стеклотары, массу изделий, толщину стенок, проводить испытания внутренним давлением и измерения вместимости контейнеров с предоставлением единого обобщенного отчета

формы и предоставляются в виде единого обобщенного отчета. Автоматический тестер SPT2 – это последнее поколение автоматизированных систем испытаний стеклотары внутренним гидростатическим давлением, поставляемых компанией Agr для стеклотарной промышленности. История развития автоматизированных станций для испытаний стеклотары внутренним гидростатическим давлением компании Agr восходит к 1979 году, когда Agr первой в мире развила концепцию автоматического отбора образцов стеклотары из производственной линии и их тестирования на прочность и безопасность внутренним давлением на регулярной плановой основе. Эта концепция обеспечила возможность реализации в ходе стеклотарного производства непрерывного мониторинга прочности и сопротивления производимой стеклотары внутреннему давлению. Она также автоматически обеспечивает формирование статистически значимого уровня выборки данных о максимальном внутреннем давлении, которое способна выдержать стеклотара, который нельзя реализовать практически и экономически эффективно на базе лабораторных исследований. За прошедшие 40 лет компания Agr поставила мировой стеклотарной промышленности более 2100 автома-

Glass International на русском языке • Май 2016

тических установок для испытаний стеклотары внутренним давлением. Автоматический тестер SPT2 – дальнейший шаг в развитии тестирования с более высокой пропускной способностью и повышенной точностью объемных измерений. Директор компании Agr Боб Кауден (Bob Cowden) сказал: «Наша команда по развитию продуктов ответила на вызов отрасли и обеспечила полное соответствие испытательной установки сложным требованиям относительно диапазона внутреннего гидростатического давления, универсальности транспортировки и позиционирования образцов стеклотары, объемных измерений и точной диагностики работы всей системы». Автоматическая установка SPT2 и система OmniLab являются частью широкой линейки продуктов компании Agr, предназначенных для установки в производственных линиях, заводских испытательных лабораториях и системах управления качеством продукции в стеклотарном производстве и в секторе упаковки различных алкогольных и безалкогольных напитков. n Компания Agr International, Батлер, шт. Пенсильвания, США www.agrintl.com

Интервью номера

Г-н Чжан Де Хуа (Zhang De Hua) – председатель и генеральный директор крупнейшего в Китае производителя стеклотары и посуды Shandong Huapeng Glass с семью стекольными заводами в провинциях Шаньдун, Ляонин, Шэньси, Аньхой и Цжэцзян

Shandong Huapeng Glass – ведущий производитель стеклотары в Китае

Г

основным поставщиком стекольной продукции для известных международных сетей супермаркетов: Metro, Wal Mart, Carrefour, Trustmart и многих других.

GI: Что Вы можете сказать о нынешнем китайском рынке стеклотары? В стекольной промышленности Китая наблюдается активный процесс консолидации, введение новых природоохранных требований затрудняет выживание небольших и устаревших стеклотарных заводов. Поэтому завтрашнюю стекольную промышленность страны формируют современные лидеры стеклотарного рынка.

GI: Не могли бы вы представить вашу компанию Shandong Huapeng Glass и стратегию ее развития? Группа Shandong Huapeng является одним из лидеров Китая в производстве стеклянной тары и крупнейшим национальным производителем столовой посуды из хрустального стекла. Мы воспользовались сегодняшней эволюцией отрасли и открыли новые заводы по всему Китаю, сегодня у нас уже семь стеклотарных заводов. Стратегия нашей компании наGlass International на русском языке • Май 2016

www.glass-international.com

руппа Shandong Huapeng Glass (Китай) со штаб-квартирой в провинции Шаньдун включает стеклотарные заводы Huapeng Glass (Heze), Liaoning Huapeng Guangyuan Glass, Anqing Huapeng Changjiang Glass, Shanxi Huanpeng Shuita Glass. Она специализируется на проведении научных исследований, производстве и продаже всех видов сортового стекла, стеклянной посуды и тары среднего и высшего сортов. Основные линии по производству стеклотары и стеклянной посуды, оснащенные автоматизированными инспекционными машинами для строгого контроля в режиме онлайн, являются самым современным оборудованием мирового уровня, которое было импортировано из США, Италии, Германии, Франции и Бельгии. Компания также имеет свой инженерно-исследовательский центр и центр технологических разработок изделий из стекла. В общей сложности 37 видов стеклянной посуды, производимой на заводах, получили патенты на дизайн, выданные ведомством интеллектуальной собственности, а качество продукции достигло лидирующего уровня на внутреннем рынке и высоко позиционируется на международном рынке. Компания является

39

Интервью номера

▲ Общий вид штаб-квартиры и стеклотарного завода группы Shandong Huapeng Glass (Китай) в провинции Шаньдун

www.glass-international.com

«Современное инспекционное оборудования французской компании Tiama помогло нам достичь самых высоких стандартов качества выпускаемой продукции, которая поставляется нашим требовательным клиентам по всему миру и обеспечивает безопасность продукта для потребителя»

40

▲ Современные инспекционные машины компании Tiama (Франция), установленные на заводе Huapeng Glass в Шаньдун

правлена на обеспечение повышенного качества выпускаемой продукции на внутреннем рынке и наращивании объемов международных продаж. Для этого мы приняли решение использовать импортное оборудование международного стандарта и установить современное инспекционное оборудование мирового класса. В 2015 году мы существенно усовершенствовали одну комплексную новую производственную линию, оснастив ее современными инспекционными машинами компании Tiama типа MCAL4 (боковые стенки и размеры), MULTI4 (венчик и дно) и MX4 (карусельная технология) с системами ATLAS (бесконтактной инспекционной проверки). В 2016 году компания Huapeng установит еще 12 инспекционных машин типа MCAL4, MULTI4 и MX4 с системами ATLAS. GI: Какие преимущества обеспечило заводу Shandong Huapeng инспекционное оборудование компании Tiama? Мы добились существенного улучшения контроля качества, например, мы резко сократили количество трещин в поставляемых изделиях из стекла. Стандарты производства и общее качество выпускаемой продукции существенно выросли. Мы используем самую передовую технологию инспекции качества – систему ATLAS, которая обеспечивает высокую повторяемость и точность обнаружения дефектов, недостижимые в прошлом. Мы также проводим мониторинг и инспекцию толщины стекла в нашей столовой посуде, в результате чего исключили возможность поставки разбитых или треснутых стеклянных изделий нашим клиентам. Мы получили высокую оценку от наших самых требовательных североамериканских зарубежных заказчиков.

GI: Насколько важно автоматизированное оборудование для вашей компании? Автоматизация очень важна для нашей компании, поскольку это напрямую связано с обеспечением качества. Наши клиенты очень требовательны к качеству продукции и автомати-

Glass International на русском языке • Май 2016

зированное оборудование помогает нам достигать поставленных целей по производительности при одновременном улучшении качества нашей продукции.

GI: Какова основная линейка выпускаемой вами продукции? Завод Shandong Huapeng позиционирует себя как один из лидеров по производству банок для упаковки пищевой продукции, бутылок любой формы для розлива вина, ликеров и оливкового масла. Мы производим стеклотару для внутреннего рынка Китая, но значительная часть нашей продукции поставляется на экспортные рынки, включая страны региона АТЭС. Поставляемые в этот регион стеклянные контейнеры требуют повышенного уровня качества, поэтому вся наша продукция проходит строгий инспекционной контроль на производственной линии. Современное инспекционное оборудование французской компании Tiama помогло нам достичь самых высоких стандартов качества выпускаемой продукции, которая успешно поставляется нашим требовательным клиентам по всему миру и обеспечивает безопасность продукта для потребителя.

GI: И, наконец, что вы можете сказать о производстве столовой посуды в компании Huapeng? Да, это верно, Huapeng Glass является лидером по производству хрустальных бокалов для вина и бокалов из хрустального стекла без свинца. Мы поставляем нашу продукцию многим известным пятизвездочным гостиницам в Китае, а также экспортируем ее по всему миру, нашими основными рынками являются Южная Корея, Япония, Россия, США, Канада. n Shandong Huapeng Glass, Шаньдун, Китай http://en.huapengglass.com Tiama, Vourles, около Лиона, Франция www.tiama.com

, Tomorrow s Technology Today

Лидеры стекольной промышленности всего мира обращаются к компании FIC со своими проектами по электрическому бустингу/подогреву стекловаренных печей E-стекло. Установки мощностью до 3500 кВт в кисло- Дисплейное стекло. Многочисленные установродно-пламенных печах для дополнительного роста тоннажа и улучшения качества стекла с устранением нарушений в линии.

ки с мощностью до 1000 кВт для варки TFT/LCD стекла с использованием электродных блоков из оксида олова для достижения исключительного качества стекла.

Стеклотара. Различные установки для бесцветного

Электрические печи. Разработка новых конструкций стекловаренных печей для большинства видов производимого стекла, в том числе матового стекла. Полная технологическая цепочка для высококачественной плавки от сырьевых материалов до выхода стекломассы из питателей, включая решение всех проблем эксплуатации. Обслуживание по устранению неисправностей всех видов существующих конструкций печей.

и цветного стекла мощностью до 2500 кВт для увеличения производства и улучшения качества.

Флоат-стекло. Установки бустинга с конструкций от одной зоны 1000 кВт до 3 зон 6000 кВт – для повышения чистого выхода, поддержания выхода тонированного стекла, энергозамещения и сокращения выбросов. Барботажные установки.

www.fic-uk.com Tel +44 (0) 1736 366 962 Fax +44 (0) 1736 351 198 Email general@fic-uk.com

FIC (UK) Limited Long Rock Industrial Estate, Penzance Cornwall TR20 8HX, United Kingdom

, The World s Number One in Furnace Technology

Присоединяйтесь к нам для …

Одного угла обзора недостаточно

ВЕРТИКАЛЬНОЕ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ ДЛЯ ПОЛНОЙ ИНСПЕКЦИИ СТЕКЛОТАРЫ Каждый угол покрывается двумя HD камерами. Верхние камеры анализируют более высокую часть бутылки, от горловины до плечиков бутылки. Нижняя камера анализирует нижнюю часть бутылки, от донной части до плечиков бутылки. Вертикальное перекрытие обеспечивает 100%-ное инспекционное покрытие даже для бутылок некруглой формы с острыми местами переходов от плечиков в корпус. Камеры высокого разрешения стали на 400% мощнее, обеспечивают более четкие и точные изображения, а также улучшенную идентификацию и разделение между различными типами дефектов (например, мелких камней и пузырей), более четкое определение формы контейнеров и отличные возможности для инспекционного контроля бутылок из темного стекла.

Возможно, наиболее точное инспектирование пустотелого стекла - www.iris-im.com