Энергетические характеристики поточной линии производства пилопродукции

УДК

DOI:

Аннотация

Известно, что характер потребления электроэнергии производством в целом определяется характером ее потребления отдельными механизмами. Процесс получения пиломатериалов в лесопильном цехе осуществляется на отдельных поточных линиях, поэтому потребление энергии цехом в целом определяется как сумма расходов электроэнергии отдельными линиями. В целях снижения потребления и повышения эффективности использования электроэнергии прежде всего необходимо обеспечить работу поточных линий в энергетически эффективных режимах. Эта задача может быть решена с помощью анализа зависимости потребления энергии линией от различных факторов, изменяющихся в процессе получения пиломатериалов. Целью настоящей статьи явилось построение энергетических характеристик поточной линии пиломатериалов как энергетических характеристик группы механизмов, входящих в состав линии и связанных между собой единым технологическим процессом. Работа поточных линий связана с воздействием на них различных случайных факторов, поэтому энергетические характеристики имеют неоднозначный характер зависимости от технологических факторов и должны быть получены как корреляционные связи. Для их построения поточная линия представлена в виде многофазовой системы массового обслуживания, для которой использован метод имитационного моделирования протекания технологического и энергетического процессов. На основании исследований разработана имитационная модель технологического процесса лесопиления с учетом случайных факторов. Для технологического потока лесопиления получены энергетические характеристики как корреляционные связи, позволяющие оценить основные параметры энергопотребления в зависимости от производительности потока. Наличие энергетических характеристик позволит более качественно подходит к вопросу планирования удельных расходов энергии по каждому типоразмеру сортиментов и производству в целом. Установлено, что энергетические характеристики основных показателей электропотребления поточной линии носят нелинейный характер. Показано, что процесс моделирования и получения энергетических характеристик можно упростить, если учесть, что в общем энергопотреблении поточной линии более 92 % приходится на долю энергоемких механизмов: одного окорочного станка, двух лесопильных рам и двух обрезных станков. Поэтому анализ энергопотребления поточной линии, определение наиболее рациональных режимов ее работы со сравнительно высокой степенью точности удобно и целесообразно проводить по упрощенным энергетическим характеристикам, не искажая при этом реально существующие закономерности этого потребления, и по значительно меньшему числу исходных данных.         

Сведения об авторах

© С.П. Агеев, д-р техн. наук, доц.

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова,

Ключевые слова

Литература

1. Агеев С.П. Вероятностные характеристики процессов электропотребления приемников лесопильного производства // Лесн. журн. 2004. №2. С. 92–100. (Изв. высш. учеб. заведений).

2. Агеев С.П. Энергетическая характеристика электропривода ленточного конвейера // Вестн. АГТУ. Сер. Энергетика. Вып. 63. 2006. С. 105–111.

3. Агеев С.П. Математическое моделирование процессов распиловки древесины // Изв. СПб ЛТА. Вып.179. 2007. С. 142–152.

4. Агеев С.П. Закономерности распределения длительности рабочих циклов лесопильных рам // Изв. СПб ЛТА. Вып.180. 2007. С. 203–208.

5. Агеев С.П. Энергетическая характеристика электропривода механизма окорки роторного окорочного станка // Лесн. журн. 2007. №3. С. 93–99. (Изв. высш. учеб. заведений).

6. Агеев С.П. Энергетическая характеристика механизма резания лесопильной рамы // Лесн. журн. 2009. №1. С. 95–100. (Изв. высш. учеб. заведений).

7. Агеев С.П. Энергетическая характеристика электропривода механизма резания лесопильной рамы // Лесн. журн. 2009. №2. С. 96–101. (Изв. высш. учеб. заведений).

8. Агеев С.П. Многофакторная модель электропотребления поточной линии производства пилопродукции // Лесн. журн. 2013. №1. С. 122–130. (Изв. высш. учеб. заведений).

9. Агеев С.П., Мелехов В.И. Математическая модель участка рамной распиловки древесины // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы междунар. науч.-техн. конф., 9–11 дек. 2008 г. Вологда, 2009. С. 56–58.

10. Агеев С.П., Мелехов В.И. Вероятностная модель производственного процесса лесопильного цеха // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: материалы междунар. науч.-техн. конф., 9–11 дек. 2009 г. Вологда, 2010. С. 91–93.

11. Бусленко Н.П. Математическое моделирование производственных процессов. М.: Наука, 1964. 362 с.

12. Фергин В.Р. Методы оптимизации в лесопильно-деревообрабатывающем производстве. М.: Лесн. пром-сть, 1975. 216 с.

13. Ферстер Э., Ренц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. М.: Финансы и статистика, 1983. 302 с.

Ссылка на английскую версию:

Energy Characteristics of the Flow Line of Sawn Timber Manufacture

S.P. Ageev, Doctor of Engineering, Associate Professor

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russia; е-mail:doctor.mart11@mail.ru

It is known, the nature of electricity consumption generally is determined by the nature of consumption of its individual mechanisms. The process of obtaining sawn timber at sawmill is on separate flow lines. Therefore, energy consumption in total energy expenditure is defined as the sum of individual lines. In order to reduce consumption and improve energy efficiency it is necessary to ensure the employment of flow lines in a sustainable, energy-efficient modes. This can be achieved through dependency analysis of energy consumption by line from a variety of factors, evolving in the process of getting sawn timber. The purpose of this article was to build the energy characteristics of the flow line of sawn timber as an energy performance of mechanisms within the line and connected by a single processing. Work of the flow line is connected with the impact on them of various random factors, so energetic characteristics are straightforward depending on technological factors and therefore they are received as correlations. To its building the flow line is presented as а multistage queue, for which is used the simulation modeling of technological and energy processes. As a result of the studies was developed the simulation model of sawmilling processing considering random factors. For sawmilling workflow energy characteristics have been received as а correlations that measure main parameters power consumption depending on the flow capability. The energetic characteristics availability will allow better planning of energy discharge intensity for each type of logs and production in general. It has been found that the energy characteristics of the main indicators of power consumption of the flow line are non-linear. It has been shown that the process of modeling and energy characteristics reception can be simplified if we take into account that the total energy consumption of the flow line more than 92% of which are energy-intensive mechanisms: barking machine, two saw mills and two cutting machines. Therefore, analysis of energy consumption of the flow line, determination of the most efficient modes of work with a relatively high degree of precision are conveniently and advisably conducted by fast-track energy characteristics, without distorting the real patterns and at a significantly smaller amount of basic data.

Keywords: flow line of sawn timber manufacture, productivity, power consumption, discharge intensity of the electric power, queueing system, simulation model.

REFERENCES

1.Ageev S.P. Veroyatnostnye kharakteristiki protsessov elektropotrebleniya priemnikov lesopil'nogo proizvodstva [Probability Characteristics of Power Consumption Processes of Saw-mill Receivers]. Lesnoy zhurnal, 2004, no. 2, pp. 92–100.

2.Ageev S.P. Energeticheskaya kharakteristika elektroprivoda lentochnogo konveyera [Energy Characteristic of the Electric Drive of Belt Conveyor]. Vestnik Arkhangel'skogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2006, vol. 63, pp. 105–111.

3. Ageev S.P. Matematicheskoe modelirovanie protsessov raspilovki drevesiny [Mathematical Modelling of Processes of Wood Sawing]. Izvestiya SPb LTA, 2007,
vol. 179, pp.142–152.

4. Ageev S.P. Zakonomernosti raspredeleniya dlitel'nosti rabochikh tsiklov lesopil'nykh ram [Distribution Patterns of Duration Timber Frames Cycles]. Izvestiya SPb LTA, 2007, vol. 180, pp.203–208.

5. Ageev S.P. Energeticheskaya kharakteristika elektroprivoda mekhanizma okorki rotornogo okorochnogo stanka [Energy Characteristic of Electric Drive of Barking Mechanism of Rotor Debarking Machine]. Lesnoy zhurnal, 2007, no. 3, pp. 93–99.

6. Ageev S.P. Energeticheskaya kharakteristika mekhanizma rezaniya lesopil'noy ramy [Energetic Characteristic of Cutting Mechanism of Frame Saw]. Lesnoy zhurnal, 2009, no. 1, pp. 100–95.

7.Ageev S.P. Energeticheskaya kharakteristika elektroprivoda mekhanizma rezaniya lesopil'noy ramy [Energy Characteristic of Electric Drive for Cutting Mechanism of Saw Frame]. Lesnoy zhurnal, 2009, no. 2, pp. 96–101.

8. Ageev S.P. Mnogofaktornaya model' elektropotrebleniya potochnoy linii proizvodstva piloproduktsii [Multifactor Model of a Sawmill Production Line Electric Energy Demand]. Lesnoy zhurnal, 2013, no. 1, pp.122–130.

9. Ageev S.P., Melekhov V.I. Matematicheskaya model' uchastka ramnoy raspilovki drevesiny [Mathematical Model of Frame Sawing Wood]. Aktual'nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: Mat. Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii
9–11 dekabrya 2008g [Actual Problems of the forestry complex development: Proc. Int. Sci. Tech. Conf. 9-11 December 2008]. Vologda, 2009, pp. 56–58.

10. Ageev S.P., Melekhov V.I. Veroyatnostnaya model' proizvodstvennogo protsessa lesopil'nogo tsekha [Probabilistic Model of the Production Process of Wood Shop]. Aktual'nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: Mat. Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii 9–11 dekabrya 2009g. [Actual Problems of the Forestry Complex Development: Proc. Int. Sci. Tech. Conf. 9-11 December 2009]. Vologda, 2010,
pp.91–93.

11. Buslenko N.P. Matematicheskoe modelirovanie proizvodstvennykh protsessov [Mathematical Modelling of Industrial Processes]. Moscow, 1964. 362 p.

12.Fergin V.R. Metody optimizatsii v lesopil'no-derevoobrabatyvayushchem proizvodstve [Optimization Methods in Sawmill Wood Processing Production]. Moscow, 1975.
216 p.