Факторы, влияющие на производительность и энергопотребление вакуумного экструдера.

Вакуумный экструдер является основным оборудованием для производства пустотелого кирпича в кирпично-черепичной промышленности, и его производительность напрямую влияет на экономическую эффективность предприятия. Ключевыми факторами, влияющими на работу экструдера, являются четыре элемента: шнековая камера, шнек, головка и выходное отверстие. При правильной настройке этих четырех элементов в соответствии с разными видами сырья, а также при разумной конфигурации производственного процесса, вакуумный экструдер может демонстрировать свою максимальную производительность.

1、Шнековая камера

В настоящее время некоторые производители кирпично-черепичного оборудования считают, что чем короче шнековая камера, тем лучше: это снижает нагрузку на основной двигатель и повышает производительность. Однако для вакуумного экструдера это не всегда так. Длина шнековой камеры определяется исходя из свойств сырья и характеристик готовой продукции. Для сырья с высокой пластичностью камера может быть короче, а для сырья с низкой пластичностью — длиннее. Для полнотелого кирпича камера может быть несколько короче, а для пустотелого кирпича — длиннее. Обычно количество витков шнека в уплотнительном участке должно превышать необходимое количество для создания давления.

2、 Шнек

Длина шнековой камеры не является ключевым фактором, определяющим производительность экструдера. При соблюдении вышеуказанных требований к длине шнековой камеры важным фактором является также расположение шага витков шнека, которое должно быть адаптировано к различным видам сырья. На вакуумном экструдере JKR45/45-2.0 кирпичного завода в Цзешоу (провинция Аньхой) длина шнековой камеры составляет 550 мм, уплотнительного участка — 725 мм, а шаг витков шнека составляет 380, 360×1.76, 380×1/2. Сырьем является равнинный осадочный грунт. Во время испытаний производительность KP1 составила 6 досок в минуту, при этом камера и головка нагревались, а глиняные полосы не обладали пластичностью, оставляя выраженный спиральный след. После анализа было установлено, что причина заключается в неправильном расположении шага витков шнека. После переработки шнека с шагом 380, 330×1.92, 380×1/2, который был удлинен на 4 см до головки, производительность достигла 14 досок в минуту, а температура камеры и головки снизилась. Таким образом, производители кирпично-черепичного оборудования должны разрабатывать различные шаги витков шнека в зависимости от сырья. Перед испытаниями рекомендуется проанализировать состав и пластичность сырья, а затем разрабатывать шнек, чтобы избежать задержек в испытаниях.

3、Выходное отверстие экструдера

Качество изготовления выходного отверстия экструдера напрямую влияет на качество продукции и производительность. Наш подход заключается в том, чтобы разрабатывать выходные отверстия для КП1 и пустотелого кирпича, не предназначенного для нагрузки, с учетом состава сырья, его пластичности и реальной ситуации с обычными выходными отверстиями для полнотелого кирпича. Обычно угловой конус выходного отверстия регулируется в пределах 7–8 градусов, однако при высокой пластичности конус можно немного увеличить, а при низкой пластичности — уменьшить. Например, на одном из кирпичных заводов в Чанше для мягкого сланца с хорошей пластичностью длина выходного отверстия КП1 составила 155 мм, размер выхода — 250×122 мм, размер входа — 300×185 мм. На кирпичном заводе в Цзешоу (провинция Аньхой) для пустотелого кирпича без нагрузки было использовано выходное отверстие из стали δ=30 мм без углового конуса. На другом заводе в Хэсяне с экструдером JKR50/50-2.0 для КП1 с двумя выходами длина 140 мм, выход 250×250 мм, вход 285×285 мм, что также дало хорошие результаты.

4、 Головка экструдер

Формы головок экструдера могут различаться, но их общая структура обычно схожа. Обычно используются два типа головок: для песчаного сырья головка длиннее, для сырья с хорошей пластичностью — несколько короче. Однако переход от круглого сечения к квадратному внутри головки должен быть плавным и гладким. Также существует вариант с внутренним выходом, когда выходное отверстие вмонтировано в полость головки. Такая головка длиннее, и длина и размер выходного отверстия могут быть регулированы в любое время. Кроме того, для пустотелых кирпичей существуют комбинированные головки и головки с вставной основной пластиной. В целом, разнообразие головок отражает разнообразие сырья, используемого в производстве.

В общем, шнековая камера, шнек, головка и выходное отверстие — это основные факторы, влияющие на производительность вакуумного экструдера. Оптимальная комбинация этих компонентов в зависимости от сырья позволяет достичь наилучшей производительности экструдера. Поэтому для каждой производственной линии важнейшим этапом является предварительное исследование, а для различных клиентов необходимо сначала изучить характеристики их сырья, чтобы затем определить оптимальное проектное сочетание. Кроме того, операторы, проводящие испытания, должны обладать хорошими навыками и качествами, чтобы в процессе испытаний эффективно решать возникающие проблемы, предоставлять лучшие решения, удовлетворять клиентов и обеспечивать работу вакуумных экструдеров и других вспомогательных машин на их максимальной производительности, что способствует созданию хорошей экономической эффективности для предприятия.

Экструдер (включая не-вакуумный и вакуумный экструдеры) является основным оборудованием на кирпичной производственной линии. Статья рассматривает установку компенсации реактивной мощности на месте, а также правильный выбор вакуумного насоса.

Обсуждение основных мер по энергосбережению экструдеров в аспектах проектирования шнека, шнековой камеры и других компонентов.
(1)Установка компенсатора реактивной мощности на месте в экструдере может способствовать энергосбережению

Установка энергоэкономящего компенсатора на главном цепи подключения электродвигателя экструдера позволяет повысить коэффициент мощности электродвигателя (обычно COSΦ можно повысить до 0,95), что может сэкономить более 15% энергии, особенно в местах с низкой нагрузкой и когда электродвигатель находится далеко от трансформатора, где эффект экономии энергии более выражен.

(2)  Вакуумный экструдер должен правильно выбирать вакуумный насос.

Из-за того, что некоторые кирпичные заводы долгое время использовали неэффективные методы управления, ранее для вакуумных экструдеров выбирались насосы большой мощности, что приводило к значительным потерям энергии. Из-за плохой герметичности обычно для вакуумного экструдера диаметром 450 мм требовался вакуумный насос мощностью 22 кВт, при этом вакуум часто не достигал требуемого уровня. В последние годы некоторые производители кирпичного оборудования улучшили герметичность вакуумной системы, а производительность вакуумных насосов значительно повысилась. В настоящее время механический вакуумный насос мощностью 5,5 кВт полностью удовлетворяет потребности вакуумного экструдера диаметром 500 мм и даже большего, обеспечивая стабильное поддержание высокого вакуума на протяжении долгого времени.

(3)  Экструдер должен использовать оптимизированный дизайн шнека.

Шнек является основным компонентом экструдера, и его качество играет решающую роль в производительности машины. В некоторых экструдерах достаточно внести некоторые изменения в шнек и другие компоненты, чтобы снизить потребление энергии на 20–30%, при этом производительность за час может увеличиться на 20–30%. Эффект экономии энергии впечатляющий.

(4)  Улучшение шнековой камеры экструдера может снизить энергозатраты.

Длина шнековой камеры также является важным фактором. Некоторые кирпичные заводы считают, что чем длиннее шнековая камера, тем лучше, и делают её очень длинной. В результате это не только приводит к значительным энергозатратам и нагреву камеры, но и снижает качество кирпичей. Обычно длина закрытого участка шнека не должна превышать трех шагов витков — длина больше не имеет смысла.

(5)  Экструдер работает с наибольшей эффективностью при оптимальной скорости вращения

Некоторые кирпичные заводы считают, что чем выше скорость вращения экструдера, тем выше производительность, и таким образом, энергозатраты на каждую тысячу кирпичей будут ниже. Однако на самом деле, при одинаковом сырье и рабочих условиях существует только одна оптимальная скорость вращения. Эксперименты показали, что экструдер работает с минимальными энергозатратами и высокой производительностью при оптимальной скорости. После превышения этой скорости производительность не увеличивается, а энергозатраты значительно возрастают.

(6) Усиление управления производством также может способствовать энергосбережению экструдеров

На некоторых кирпичных заводах оборудование, сырьё и производственные процессы одинаковы, но энергозатраты на каждую тысячу кирпичей значительно различаются, и основная причина этого — плохое управление. Например, в процессе производства иногда подача сырья бывает слишком мала, и экструдер не получает достаточно материала, что снижает производительность; иногда подача слишком велика, экструдер "перегружается", часто требуется остановка для очистки, что снижает производительность за час. На некоторых заводах не согласованы передние и задние этапы производства: либо сырьё не подаётся вовремя, либо кирпичи не успевают быть транспортированы, что приводит к частым остановкам и снижению производительности, а соответственно, увеличению энергозатрат. Кроме того, на некоторых заводах не проводят своевременное обслуживание: если втулки шнековой камеры изношены, их не заменяют, а зазоры между шнеком и втулкой достигают 20 мм, но не проводят сварочные работы. Все эти факторы увеличивают энергозатраты на работу экструдера и втулки.