Расчет производительности бетонного завода (БСУ)

Приобретение бетоносмесительного оборудования всегда связано с решением ряда вопросов, один из которых — расчет производительности бетонного завода — является ключевым для определения будущих объемов выпускаемой продукции, прогнозирования дохода предприятия, конкретизации сроков возврата инвестиций в новую установку, создания стратегии развития компании, а также выстраивания эффективной работы при использовании БСУ в качестве одного из этапов технологической цепочки.

Сегодня производители бетонных заводов предлагают покупателю широкий спектр оборудования необходимой производительности и комплектации. Так, на рынке представлены стационарные, перемещаемые и мобильные установки, которые поставляют с разными типами смесителей и агрегатами для подачи инертных материалов. Подбирая комплектацию завода важно понимать, что на общий объем выпускаемой смеси влияют не только отдельные узлы бетоносмесительной установки, но и другие факторы, формирующие ежедневный рабочий процесс.

Факторы, влияющие на производительность бетонного завода (БСУ)

Среди факторов, влияющих на производительность бетонного завода, можно выделить несколько основных, большая часть которых напрямую связана с временем выполнения технологического процесса, а меньшая, но не менее важная, с организацией работы предприятия.

Тип подачи материала. На современных бетонных заводах инертный материал — щебень или гравий, а также песок — поступают на этап смешивания с помощью ленточного конвейера или скипа. При этом в первом случае компоненты смеси попадают в смеситель быстрее, чем при транспортировке с помощью скипа — специального бункера с открытым верхом, который после загрузки в него материала, с помощью тросов медленно поднимается по наклонным рельсам и выгружает компоненты в переходный бункер или сразу в смеситель. Так, подача материала скиповым способом увеличивает время загрузки компонентов, что напрямую влияет на время полного цикла производства смеси.

В некоторых случаях конвейеры проектируют индивидуально, особенно для больших предприятий закрытого типа, где инертные материалы могут храниться на удаленном расстоянии от смесителя. В таком случае время загрузки компонентов увеличивается, но в целом — на типовых заводах, оснащенных ленточными конвейерами, скорость подачи материалов выше, чем на тех, которые поставляются со скипом.

Объем смесителя. Это один из ключевых факторов, влияющих на производительность бетонного завода. Очевидно, что больший объем смесителя позволяет выпускать больший объем бетонной смеси. При этом показатель объема смесителя, указанный в паспорте оборудования, не всегда равен объему выпускаемой продукции за один цикл, прежде всего в силу коэффициента уплотнения компонентов бетонной смеси.

Тип смесителя. Современные бетонные заводы оснащают двухвальным или планетарным смесителем. При использовании первого типа смесь не только быстрее достигает однородности, но и сам процесс выгрузки происходит оперативнее. Более того, если установка оснащена двухвальным смесителем спиральной конструкции, то время перемешивания, необходимое для получения смеси высокого качества, снижается, что позволяет выполнять большее количество циклов производства в час, чем на БСУ с «классическим» двухвальным смесителем.

Вид бетона и использование добавок. В зависимости от того, какой вид бетона (тяжелый, легкий, ячеистый или другой) будет выпускать предприятие, зависит продолжительность смешивания компонентов, что напрямую влияет на длительность одного цикла производства продукции. Время перемешивания определяют опытным путем с учетом результатов испытаний образцов бетона, которые проводят в лаборатории предприятия. Стоит отметить, что при переходе с одного рецепта на другой, необходимо замывать смеситель, а значит при частой смене выпускаемого вида бетона, суточная производительность установки снизится.

Производители добавок, созданных для улучшения свойств бетона, рекомендуют увеличивать время перемешивания компонентов при использовании их материалов. То есть, при постоянном добавлении, к примеру, пластификаторов, происходит снижение суточной производительности оборудования.

Запас компонентов для приготовления смеси. Постоянное наличие материалов на территории предприятия в нужных для стабильной работы объемах, значительно снижает вероятность простоя завода. Так, отсутствие необходимого количества щебня нужной фракции не только уменьшает суточную производительность БСУ, но и создает риск полной остановки работы предприятия на несколько дней.

Автоматизация производства. Так как приготовление смеси носит цикличный характер, производительность бетонного завода c автоматической системой управления всегда будет выше, чем на оборудовании с ручным управлением. Оператор, используя интерфейс программного обеспечения, настраивает работу узлов и агрегатов, после чего завод бесперебойно производит необходимый объем смеси в соответствии с заданными параметрами.

Количество рабочих часов. График работы предприятий, реализующих товарный бетон, индивидуален, но в среднем он составляет не менее 10 часов в сутки. При этом работа может вестись как в одну, так и в две смены — дневную и ночную. В зависимости от того, сколько времени работает бетонный завод, зависит суточная производительность выпускаемой смеси.

Спрос на продукцию. Какая бы номинальная производительность не стояла в паспорте бетонного завода, спрос на продукцию будет определять реальные объемы выпускаемой смеси. К примеру, в зимнее время, когда строительство различных объектов ведется меньшими темпами и спрос на бетон снижается, производительность БСУ также падает.

Таким образом, для расчета производительности бетонного завода используют несколько основных факторов, показатели которых применяют для определения теоретических объемов выпуска смеси в час, в сутки, за год.

Формулы для расчета производительности бетонного завода (БСУ)

Для расчета теоретической производительности бетонного завода применяют формулу:
Vч = 2/3 Q × n,
где Vч — теоретическая производительность бетонного завода, м³/ч
Q — объем смесителя, м³
n — количество циклов производства смеси, осуществляемых установкой за один час

Так как общий объем загружаемых компонентов на входе в смеситель больше, чем объем смеси на выходе — в силу уплотнения при смешивании — то перед показателем Q ставят дробь «2/3». То есть произведение дроби и показателя объема смесителя соответствует объему бетонной смеси, выпущенной за один цикл. Для примера, если в технических характеристиках БСУ указан объем смесителя 1,5 м³, то на выходе будет получен 1 м³ готовой продукции.

Чтобы определить количество циклов производства смеси за один час, необходимо определить количество времени, затраченное на каждом этапе создания продукции без учета дозирования компонентов, так как оно происходит автоматически во время выполнения смешивания и выгрузки бетона:

n = 3600/(t1+t2+t3+t4),
где n — количество циклов производства смеси в час
t1 — время, затраченное на загрузку материала в смеситель, сек.
t2 — время, затраченное на смешивание компонентов, сек.
t3 — время, затраченное на выгрузку готовой продукции из смесителя, сек.
t4 — время, затраченное на переход смесителя в режим готовности для дальнейшей работы, сек. Данный показатель применяется в соответствии с индивидуальными особенностями модели смесителя.

Число «3600» в формуле для определения циклов производства смеси в час, означает количество секунд, содержащихся в одном часе.

Таким образом, предварительно рассчитав количество циклов производства готовой смеси в час, можно определить теоретическую производительность бетонного завода. К примеру, если время подачи инертного материала по ленточному конвейеру составляет 15 сек., этап смешивания осуществляется за 30 сек., а выгрузка — за 25 сек., то в одном часе содержится:

n = 3600/(15+30+25) = 51,43 цикла.
Округлим до целого числа — 51 цикл. Тогда, условно производя смесь на БСУ с двухвальным смесителем объемом по паспорту 3,2 м³, рассчитаем теоретическую производительность установки за один час: Vч = 2/3 × 3,2 × 51 = 108,8 м³/ч.

Умножив полученный результат на количество рабочих часов в сутки, например на 10 часов, получаем суточную производительность бетонного завода, равную 1088 м³/сут.

Соответственно, для определения теоретической годовой производительности нужно умножить суточную производительность на количество рабочих дней в году в соответствии с производственным календарем. К примеру, если работу бетонного завода планируют осуществлять в течение 330 дней в году, то годовой объем выпущенной продукции составит: 1088 × 330 = 359 040 м³.

Если для примера использовать БСУ с подачей инертных материалов с помощью скипа, то время загрузки t1 увеличится до 40 сек., что приведет к уменьшению количества циклов производства смеси за один час:
n = 3600/(40+30+25) = 37,89 цикла. Округлим до 38 циклов. Тогда теоретическая производительность установки за один час будет равна:
Vч = 2/3 × 3,2 × 38 = 81 м³/ч.

Следовательно, суточная производительность с учетом 10 рабочих часов составит 810 м³/сут., а годовой объем выпущенной продукции с учетом 330 рабочих дней в году — 267 000 м³.

Применяемые формулы для расчета производительности бетонного завода используют для определения теоретического количества выпуска смеси. Как видно из двух расчетов — для БСУ с подачей материалов с помощью конвейера и БСУ с подачей материалов с помощью скипа — в годовом исчислении разница в объеме выпускаемой смеси составляет более 90 000 м³, и это только с учетом изменения одного числового показателя в расчетах.

Очевидно, что бетонный завод не может выпускать смесь в полном соответствии с данными, полученными теоретическими путем. Этому способствуют различные обстоятельства: снижение спроса, незапланированные ремонтные работы, модернизация оборудования, перебои с поставкой компонентов смеси, и другие.

Для того, чтобы полученные результаты расчетов были приближены к реальным условиям работы, иногда из итоговых чисел вычитают от 20 до 30% в зависимости от индивидуальных условий работы конкретной организации. Тем не менее, представленный метод расчета производительности бетонного завода позволяет определить потенциальные возможности для роста предприятия, спрогнозировать срок возврата инвестиций, а также эффективно выстроить технологические цепочки при использовании смесительной установки в качестве одного из этапов создания готовой продукции.

Если Вы планируете купить бетонный завод производительностью до 300 м³/ч, то обратите внимание на БСУ от компании NFLG: серию Modul — установку с подачей инертного материала с помощью ленточного конвейера, поставляемую как в открытом, так и в «зимнем» исполнении, реализованном в серии Modul+; серию Skip — компактную установку с подачей инертного материала с помощью скипа; серию Profi — установку, созданную специально для предприятий, осуществляющих производство железобетонных изделий; серию MIG — мобильную установку на колесах. При этом любой бетонный завод по желанию заказчика оснащается двухвальным или планетарным смесителем, а при необходимости — дополнительно комплектуется современной системой промывки смесителя.

Выбор компании NFLG в качестве поставщика оборудования — гарантия индивидуального подхода для обеспечения высокой производительности вашего предприятия.