Анализ энергетических затрат на процессы измельчения в технологии сортового помола

31.10.2014

В современных исследованиях по совершенствованию любых технологий, в частности и технологии производства сортовой муки, особое место отводится снижению энергозатрат. Для Украины вопросы энергосбережения имеют особую актуальность ввиду ряда причин. Первая — превышение, нередко значительное, удельных среднестатистических затрат электроэнергии над европейскими. Вторая — около 60 % электроэнергии вырабатывается на атомных электростанциях, для которых топливо закупается в России.
В многоэтапной технологии сортового помола общие затраты электроэнергии на процессы измельчения слагаются из затрат на каждый этап технологического процесса. Такая методика подсчета позволит определить наиболее энергоемкие этапы технологического процесса, уменьшение затрат в которых даст ощутимый эффект в снижении общего энергопотребления. Поэтому исследования сводятся: к изучению распределения энергопотока по системам измельчения; определению наиболее энергоемких систем, лимитирующих снижение общих энергозатрат, и к анализу соответствия условий реализации процесса особенностям структурно-механических свойств измельчаемого продукта.
Для получения достоверных результатов энергетический анализ процессов измельчения наиболее целесообразно выполнить по данным обобщенного опыта работы мельниц, оснащенных высокопроизводительным оборудованием. Исходные, а также расчетные, технологические и энергетические показатели драных и размольных систем приведены в таблице 3.9.

Проанализируем показатели таблицы с позиции задач, поставленных в работе. Расхождение установленных и потребляемых мощностей наблюдается как на драных, так и на размольных системах. Причем на размольных системах резерв мощности составляет от десятых долей кВт на 1-й размольной системе, до 6,1 кВт — на 4-й размольной. На драных системах незначительный резерв мощности отмечен на первой и четвертой мелкой системах. На остальных системах наблюдается недостаток мощности от 2,0 кВт на четвертой крупной до 4,4 кВт на второй драной.
Наиболее энергонасыщенными системами являются первые две драные и размольные. Причем превышение энергопотока драных систем над размольными достигает 100 %, а размольных над другими значительно выше. Это наглядно представлено на гистограмме рис. 3.1, где весь энергопоток процессов измельчения принят за 100 %.

Удельные затраты электроэнергии первых размольных систем значительно превышают другие размольные и в особенности первые драные (рис. 3.2).
Сопоставление удельных энергозатрат на драных системах с зольностью измельченных продуктов показывает, что с ростом зольности возрастают удельные затраты электроэнергии. О плотности этой связи можно судить по значению коэффициента корреляции равному 0,72. На размольных системах плотность связи анализируемых показателей несколько ниже, коэффициент корреляции равен 0,62.
Степень измельчения на драных системах не коррелирована с зольностью измельчаемых продуктов, с удельными затратами электроэнергии на их измельчение и удельными затратами электроэнергии, отнесенными к единице степени измельчения. Коэффициенты корреляции между ними соответственно равны 0,08; 0,21 и 0,28.
На размольных системах между степенью измельчения, зольностью и удельными затратами электроэнергии существует довольно тесная корреляционная связь. Коэффициенты корреляции соответственно равны 0,70 и 0,84. Между зольностью и удельными затратами электроэнергии на единицу степени измельчения такой связи на этих системах не наблюдается, коэффициент корреляции равен 0,12.

По удельному расходу электроэнергии на единицу степени измельчения можно с некоторой определенностью судить о степени соответствия условий протекания процесса измельчения структурно-механическим свойствам зерна и продуктам его измельчения. Из приведенных в таблице 3.9 данных следует, что в большей степени это наблюдается на драных системах, в особенности на первой, и в меньшей мере на размольных, в особенности на системах первого качества.
Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы: наибольшая часть энергопотока процесса измельчения направлена на две первые драные и размольные системы; удельные затраты электроэнергии на процессы измельчения значительно превалируют на двух первых размольных системах; удельные затраты электроэнергии, как на драных, так и на размольных системах достаточно коррелированы с зольностью измельчаемых продуктов; степень измельчения на размольных системах имеет тесную корреляционную связь с зольностью продуктов и удельными затратами электроэнергии и может рассматриваться как основной показатель процесса (на драных системах такой связи не существует); реализуемый в вальцовых станках способ измельчения по удельным энергозатратам в большей степени соответствует особенностям структурно-механических свойств зернопродуктов на драных системах и в меньшей на размольных; снижение общих энергозатрат на процессы измельчения в технологии производства муки необходимо начинать с первых драных и размольных систем.