Непрерывное производство

Непрерывное производство — это поточный метод производства, используемый для производства , производства или обработки материалов без перерывов. Непрерывное производство называется непрерывным процессом или процессом с непрерывным потоком , поскольку обрабатываемые материалы, будь то сухие сыпучие материалы или жидкости, постоянно находятся в движении, претерпевают химические реакции или подвергаются механической или термической обработке. Непрерывная обработка противопоставляется серийному производству .

Непрерывная обычно означает работу 24 часа в сутки, семь дней в неделю с нечастыми остановками на техническое обслуживание, например, раз в полгода или ежегодно. Некоторые химические заводы могут работать без остановки более одного-двух лет. Доменные печи могут работать без остановки от четырех до десяти лет. ^[1]

Общие процессы

Ниже приведены некоторые распространенные непрерывные процессы:

Нефтепереработка
Химикаты
Синтетические волокна
Удобрения
Целлюлоза и бумага
Доменная печь (чугун)
металла Выплавка
Электростанции
Переработка природного газа
Санитарная очистка сточных вод
Непрерывная разливка стали
Линии обработки полосы: напр. линии травления; прокатные станы-тандемы ; линии электролитического лужения и цинкования
Вращающиеся печи для обжига извести или цемента
Флоат-стекло
Производство сухих макаронных изделий

Производственные рабочие на непрерывном производстве обычно работают вахтовым методом .

Процессы осуществляются непрерывно как по практическим, так и по экономическим причинам. Большинство этих отраслей очень капиталоемки, и поэтому руководство очень обеспокоено потерями рабочего времени.

Остановка и запуск многих непрерывных процессов обычно приводит к получению некачественного продукта, который необходимо переработать или утилизировать. Многие резервуары, сосуды и трубы нельзя оставлять заполненными материалами из-за нежелательных химических реакций, осаждения взвешенных материалов или кристаллизации или затвердевания материалов. Кроме того, циклическое изменение температуры и давления при запуске и остановке определенных процессов (линейных печей, котлов, доменных печей, сосудов под давлением и т. д.) может вызвать усталость металла или другой износ в результате циклического изменения давления или термического цикла.

В более сложных операциях существуют последовательные процедуры остановки и запуска, которые необходимо тщательно соблюдать, чтобы защитить персонал и оборудование. Обычно запуск или выключение занимает примерно несколько часов.

В непрерывных процессах используется управление процессом для автоматизации и контроля рабочих переменных, таких как скорость потока, уровень в резервуарах, давление, температура и скорость машины. ^[2]

Полунепрерывные процессы

Многие процессы, такие как сборочные линии и легкое производство, которые можно легко остановить и перезапустить, сегодня считаются полунепрерывными. При необходимости они могут работать в одну или две смены.

История

Старейшим непрерывным процессом является доменное производство чугуна . Доменную печь периодически загружают рудой, топливом и флюсом и периодически выпускают расплавленный чугун и шлак; однако химическая реакция восстановления железа и кремния и последующего окисления кремния является непрерывной.

Полунепрерывные процессы, такие как машинное производство сигарет, при их появлении назывались «непрерывными».

Многие современные непрерывные процессы изначально были пакетными операциями.

Кромфордская мельница 1771 года, спроектированная Ричардом Аркрайтом , была первой фабрикой, которая использовала непрерывный процесс от сырья до готового продукта в серии операций.

Fourdrinier Бумагоделательная машина , запатентованная в 1799 году, была одним из первых промышленной революции непрерывных производственных процессов эпохи . Он производил непрерывное полотно бумаги, которое формовали, прессовали, сушили и сматывали в рулон. Раньше бумагу изготавливали в виде отдельных листов. Бумагоделательная машина повлияла на другие непрерывные процессы, такие как непрерывная прокатка железа, а затем и стали. ^[3]

Еще одним ранним непрерывным процессом была Оливера Эванса мельница (около 1785 г.), которая была полностью автоматизирована.

Раннее химическое производство и нефтепереработка осуществлялись партиями, пока управление процессом не было достаточно развито, чтобы обеспечить дистанционное управление и автоматизацию непрерывной обработки. Процессы начали действовать непрерывно в 19 веке. К началу 20 века непрерывные процессы были обычным явлением.

Отключения

Помимо выполнения технического обслуживания, остановки также происходят при внесении изменений в технологический процесс. К ним относятся установка нового оборудования в основной технологический процесс или подключение или создание условий для подключения подпроцессов или оборудования, которое может быть установлено во время работы процесса.

Планирование остановки сложных процессов может занять недели или месяцы. Обычно для координации и планирования проводится серия встреч. Обычно в них участвуют различные отделы, такие как отделы технического обслуживания, энергетики, проектирования, безопасности и эксплуатации.

Все работы выполняются в соответствии с тщательно составленным графиком, который включает в себя различные задействованные профессии, такие как слесари-трубопроводчики, слесари, электрики, механики, рабочие и т. д., а также необходимое оборудование (краны, мобильное оборудование, воздушные компрессоры, сварочные аппараты, строительные леса и т. д.), а также все расходные материалы (запасные части, сталь, трубы, проводка, гайки и болты), а также средства для электроснабжения на случай, если электричество также будет отключено в результате отключения электроэнергии. Часто часть работ выполняют один или несколько внешних подрядчиков, особенно если устанавливается новое оборудование.

Безопасность

Совещания по безопасности обычно проводятся до и во время остановок. Другие меры безопасности включают обеспечение адекватной вентиляции в горячих зонах или зонах, где кислород может истощиться или могут присутствовать токсичные газы, а также проверку сосудов и других закрытых помещений на наличие достаточного уровня кислорода и отсутствие токсичных или взрывоопасных газов. Любые машины, на которых будут проводиться работы, должны быть отключены от электросети, обычно через стартер двигателя, чтобы они не могли работать. Обычно на стартер двигателя устанавливают висячий замок, который может разблокировать только лицо или лица, которым угрожает опасность при выполнении работ. Другие средства отключения включают в себя снятие соединений между двигателем и оборудованием или использование механических средств для предотвращения перемещения оборудования. Клапаны на трубах, соединенных с сосудами, в которые будут входить рабочие, приковываются и запираются в закрытом состоянии, если только не приняты какие-либо другие меры, гарантирующие, что ничего не пройдет через трубы.

Непрерывный процессор (оборудование)

Непрерывное производство можно дополнить использованием непрерывного процессора . Процессоры непрерывного действия предназначены для непрерывного смешивания вязких продуктов за счет сочетания процессов смешивания и транспортировки. Лопасти внутри смесительной камеры (цилиндра) установлены на двух вращающихся вместе валах, которые отвечают за смешивание материала. Цилиндры и лопасти имеют такую форму, что лопасти создают между собой самоочищающееся действие, сводя к минимуму скопление продукта, за исключением обычных рабочих зазоров движущихся частей. Бочки также можно нагревать или охлаждать для оптимизации цикла смешивания. В отличие от экструдера, зона смешивания пустого объема процессора непрерывного действия одинакова по всей длине цилиндра, обеспечивая лучшее перемешивание и практически полное отсутствие повышения давления. Процессор непрерывного действия дозирует порошки, гранулы, жидкости и т. д. в смесительную камеру машины. Несколько переменных позволяют универсальному процессору непрерывного действия выполнять самые разнообразные операции смешивания: ^[4]

Температура ствола
Скорость мешалки
Скорость подачи, точность подачи
Время удерживания (зависит от скорости подачи и объема продукта в смесительной камере)

Непрерывные процессоры используются в следующих процессах:

Компаундирование
Смешивание
Замешивание
стрижка
Кристаллизация
Инкапсуляция
Упаковка

Процессор непрерывного действия имеет неограниченные возможности смешивания материалов, но он доказал свою способность смешивать:

Пластмассы
Клеи
Пигменты
Композиты
Конфеты
Жвачка
Вставить
Тонеры
Арахисовое масло
Спагетти/Макароны
Отходы

Ссылки

^ «Американский институт железа и стали» . Архивировано из оригинала 9 декабря 2014 г. Проверено 19 ноября 2012 г.
^ Бенетт, Стюарт (1986). История техники управления 1800-1930 гг . Институт техники и технологий. ISBN 978-0-86341-047-5 .
^ Миса, Томас (1995). Нация стали: создание современной Америки 1965–1925 гг . Балтимор и Лондон: Издательство Университета Джонса Хопкинса. п. 243 . ISBN 978-0-8018-6502-2 .
^ Зиглер, Грегори Р.; Агилар, Карлос А. (2003). «Распределение времени пребывания в двухшнековом смесителе непрерывного действия с однонаправленным вращением методом ступенчатого изменения». Журнал пищевой инженерии . 59 (2–3). Эльзевир: 1–7.

Источники и дальнейшее чтение

Р. Х. Перри, Ч. Ч. Чилтон, Д. У. Грин (ред.), Справочник инженеров-химиков Перри (7-е изд.) , McGraw-Hill (1997), ISBN 978-0-07-049841-9
В каждой крупной отрасли обычно есть один или несколько отраслевых журналов, в которых постоянно публикуются статьи о работе предприятий, новом оборудовании и процессах, а также советы по эксплуатации и техническому обслуживанию. Торговые журналы — один из лучших способов быть в курсе последних событий.

[1] «Американский институт железа и стали» . Архивировано из оригинала 9 декабря 2014 г. Проверено 19 ноября 2012 г.

[2] Бенетт, Стюарт (1986). История техники управления 1800-1930 гг . Институт техники и технологий. ISBN 978-0-86341-047-5 .

[3] Миса, Томас (1995). Нация стали: создание современной Америки 1965–1925 гг . Балтимор и Лондон: Издательство Университета Джонса Хопкинса. п. 243 . ISBN 978-0-8018-6502-2 .

[4] Зиглер, Грегори Р.; Агилар, Карлос А. (2003). «Распределение времени пребывания в двухшнековом смесителе непрерывного действия с однонаправленным вращением методом ступенчатого изменения». Журнал пищевой инженерии . 59 (2–3). Эльзевир: 1–7.

[1]

[2]

[3]

[4]