Внедрение эффективной системы охлаждения на металлообрабатывающем заводе

АО «Татпроф» — российская компания по производству алюминиевых профилей методом экструзии.

Предприятие производит алюминиевые профили широкого ассортимента и высокого качества, занимается разработкой, продвижением и продажей алюминиевого профиля, так же изготавливает любой сложный профиль на заказ, в том числе по чертежам заказчика.

Год основания — 1990 г.
Местоположение — Республика Татарстан (г. Набережные Челны).

Продукция завода

Завод занимается производством конструкций из алюминиевого профиля для изготовления окон, дверей, витражей, крыш, вентиляционных люков и пр. любого уровня сложности.

Процесс производства алюминиевого профиля

Принципы производства Производственные системы «Татпроф» (NPS) направлены на обеспечение 0% брака. Производство сертифицировано по стандартам ISO и DIN собственными разработками Smart Extrusion.

Алюминиевые общестроительные профили «Татпроф» изготовляются из первоклассного сырья методом горячего прессования (экструзии) на гидравлических прессах.

Экструзия — технология получения изделий путём продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие головной части экструдера.

Для получения профиля таким методом используют матрицы с разными сечениями, через которые выдавливается выдержанный в определенном температурном режиме металл в специальную ванну с водой.

Водяное охлаждение делает профиль более жестким и прочным. Вода забирает тепло от алюминия, он охлаждается и затвердевает, принимая нужную форму. Дальше горячая вода с помощью насосов подается на градирню, где она охлаждается до заданных параметров и возвращается обратно в ванну.

Основной задачей градирни является беспрерывное охлаждение необходимого количества воды до заданной заранее температуры: 25°С. 

Градирня является ключевым оборудованием для всего технологического процесса производства, от которого напрямую зависит качество изделия и количество выработки продукции.

Эксплуатация этих градирен была очень сложной и в процессе возникало много проблем, которые приводили к многомиллионным убыткам по причине брака и простою производства.

Выброс пара в таких градирнях расположен рядом со всасыванием воздуха вентилятором. Вентилятор затягивал этот пар, что приводило к его обмерзанию.  Повышалась вибрация, привод не выдерживал и вентилятор выходил из строя.

Последствия

Уже через год эксплуатации потребовалась поставка запчастей к градирне. Пришлось закупить осевые вентиляторы на склад и менять их в среднем раз в месяц. Из-за постоянных поломок простаивало все производство, что приводило к огромным убыткам.

Поставщиком был заявлен один температурный режим (45°С/25°С), а фактически градирни не охлаждали температуру до требуемых значений.

Последствия

Недостаточное охлаждение воды градирней приводило к большому количеству брака изделий, временным и финансовым затратам предприятия. Время уходило не на производство профиля, а на обслуживание градирни.

Проблема 3 – некачественные материалы в градирне

Градирни снаружи были выполнены из нержавеющей стали, но все внутренние части и даже рама самой градирни были из обычной черной стали, окрашенные кисточкой. Как известно, черная сталь, особенно в условиях высокой влажности, подвержена быстрой коррозии. В итоге, корпус градирен выглядел как новый, но все остальное проржавело и требовало замены – вентилятор, рама, ороситель, каплеуловитель, система водораспределения.

Последствия

Градирни требовали капремонта и полной замены внутренних частей. Но такие траты времени и финансов были абсолютно нецелесообразны, а длительный простой производства просто недопустим, так как по опыту эксплуатации этих градирен капремонта хватило бы на 2-3 года.

В рамках проводимой в 2016 г. на заводе модернизации производственных мощностей было принято решение удалить старые градирни и купить современные и качественные новые, так как убытки от продолжения применения старых градирен были сопоставимы со стоимостью новой градирни.

Встал вопрос выбора поставщика новых градирен.

Вопрос выбора градирен для охлаждения алюминиевого профиля

Зная, какие проблемы могут возникнуть при выборе некачественной градирни, было принято решение тщательно изучить и проанализировать рынок, а затем провести тендер на поставку оборудования.

Было сформировано техническое задание для тендера, которое включало в себя определенные требования.

Требования к поставщику и оборудованию

К оборудованию

1. Гарантированное глубокое охлаждение. Температурный режим — с 45°С до 25°С. Расход воды 250 м³/ч.
2. Одинаково эффективная работа градирен в любое время года. Гарантированная защита от обмерзания.
3. Высокое качество материалов. Защита от коррозии.
4. Беспроблемная эксплуатация.

К поставщику

1. Только поставка «под ключ» — проектирование ВОЦ, поставка комплекса оборудования, монтаж и пусконаладка. Один поставщик должен нести ответственность за всю систему и отвечать за комплекс оборудования, его эффективную работу и обслуживание в дальнейшем.
2. Сжатые сроки поставки. Нужно было запустить производство до начала сезона, поэтому сроки должны быть максимально быстрыми.

Поставщики градирен

В тендера приняли участие несколько компаний:

Поставщик российских градирен		Поставщик российских градирен		Поставщик европейских градирен (Италия)		Поставщик российских градирен NCT

Были рассмотрены технико-коммерческие предложения всех компаний, проведен сравнительный анализ и переговоры с каждым поставщиком.

В результате отбора был выбран поставщик градирен NCT – компания «Энергия холода», потому что только она отвечала всем заявленным требованиям.

Строительные градирни и градирни NCT

У завода «Татпроф» были сжатые сроки, так как нужно было запустить производство к сезону, а строительство градирен — это очень долгий процесс, который занимает более 5-6 месяцев, а в современном мире важны скорость и качество и все меньше Заказчиков используют строительные градирни.

Поставка и монтаж градирен NCT занимает всего 12 недель.

Цена строительных градирен (точнее комплекта, без сборки) была ниже, но итоговая сумма, учитывающая затраты на возведение и сборку градирен, дополнительную обвязку градирен была гораздо выше, чем цена комплексного предложения NCT.

В строительных градирнях используется вентилятор, который откачивает влажный воздух, что влечет за собой обмерзание на лопастях вентилятора и его дальнейшую поломку. Хотя осевой вентилятор отличается пониженным электропотреблением, он обладает гораздо меньшим напором воздуха.

В градирнях NCT предусмотрена специальная защита от обмерзания зимой (ТЭНы, выносной поддон, специальный конструктив и пр.).

Итальянские градирни и градирни NCT

Градирни обоих производителей отвечали всем необходимым требованиям – глубоко охлаждали, не обмерзали зимой, были надежны и просты в эксплуатации.

Но поставщик итальянских градирен предложил только градирни, а компания «Энергия холода» предложила комплексное решение – проектирование, поставку, монтаж, пусконаладку, сервисное обслуживание.

К тому же, цена градирен NCT была значительно ниже итальянских градирен. Поэтому выбор был остановлен в сторону компании «Энергия холода», как единственного поставщика, удовлетворяющего всем заявленным требованиям.

Поставка оборудования

Две мокрые градирни NCT VR2:

• общая мощность охлаждения – 5,8 МВт;
• общий объем охлаждаемой воды — 250 м³/ч;
• температурный режим: 45°С/25°С.

Шкаф управления с частотным регулированием.

Система химводоподготовки NCT W2C.

Сложности

Поставка оборудования заняла 12 недель, после чего специалисты компании приехали для его монтажа и пусконаладки. 

В процессе пусконаладки возникли сложности с системой химводоподготовки, так как антискалянты и биоциды взаимодействовали с веществами, используемыми в процессе производства алюминиевого профиля. Проблему решили подбором альтернативных антискалянтов и биоцидов.

Процесс работ

Специалисты компании «Энергия холода» посетили объект для проведения обследования и составления предварительной спецификации на основании требований завода «Татпроф».

Затем отдел проектирования разработал рабочую документацию на проектирование водооборотного цикла предприятия.

Проектирование разделов:

• холодоснабжение (ХС);
• конструкции металлические (КМ);
• конструкции железобетонные (КЖ);
• автоматизация (АХС);
• электрооборудование и электроосвещение (ЭОМ).

Проектирование градирни

Работы по проектированию градирни для завода велись в 3D-среде, что значительно сократило сроки работ, повысило их качество и позволило вносить корректировки в проект с высокой скоростью.

Результат

В результате специалистами компании ООО «Энергия холода» в кратчайшие сроки было выполнено обследование старых градирен, выполнение проекта, поставка новых градирен и проведение монтажных и пусконаладочных работ. Также была внедрена система дистанционного мониторинга и диагностики через интернет, благодаря которой в дальнейшем были предотвращены аварийные ситуации.
Итоги Благодаря эффективной системе холодоснабжения на предприятии добились беспрерывного цикла производства, что позволило увеличить выработку продукции и исключить брак изделий, возникающий из-за недостаточной температуры охлаждающей воды. Так как теперь вся работа оборудования стала полностью в автоматическом режиме, удалось минимизировать трудозатраты на обслуживание градирен. Спустя год завод «Татпроф» заказал еще одну градирню NCT для своего нового производства.
До		После