Модернизация предприятий часто осуществляется по одной установке за один раз. Но они работают как единое целое. Система охлаждения и сушильная установка могут работать эффективно по отдельности, но при этом упускается возможность, при которой отводимое от первой тепло используется другой. Либо же оборудование может работать в точном соответствии с его исходным предназначением и эксплуатационными требованиями, которые к настоящему моменту уже изменились. Кроме того, это не однократное действие. Повышение эффективности работы предприятия начинается с определения подходящих возможностей, продолжается на этапе комплексного внедрения и зависит от совершенствования производственных процессов с течением времени. Вот это составляющие инициативы GEA Better Journey: Think Better, Build Better и Run Better.
Три проекта в молочной отрасли показывают, что это означает на практике. В компании Arla Foods более глубокий анализ энергетических потоков позволил выявить возможности, выходящие за пределы собственно распылительной сушилки. На предприятии Aurivo системы переработки, нагрева и охлаждения были спроектированы таким образом, чтобы они взаимодополняли друг друга, что практически исключило необходимость сжигания топочного мазута для пастеризации. В Ассоциации производителей молока штата Мичиган (MMPA) данные и постоянная поддержка со стороны экспертов помогают поддерживать и повышать эффективность работы сушилок в течение длительного времени.
Разные предприятия, разные задачи, но один общий подход — рассматривать ситуацию в целом, использовать комплексное решение и постоянно проводить совершенствования по мере изменения производственных потребностей.
Как компания GEA повышает эффективность работы предприятий
Think Better
задавайте правильные вопросы. Рассмотрите все процессы и системы в совокупности, чтобы составить общее представление о ситуации и определить, в каких областях изменения могут принести наибольшую пользу.Build Better
Реализуйте общий подход на практике. Превратите эти идеи в комплексные решения, разработанные с учетом реальных условий производства.Run Better
Совершенствуйтесь с течением времени. Используйте эксплуатационные данные, накопленный опыт и регулярное техническое обслуживание для поддержания высокой производительности, адаптации к меняющимся требованиям и определения новых возможностей.Think Better: постановка правильных вопросов
На заводе по производству сухого молока AKAFA компании Arla в Дании специалисты Arla и GEA вышли за рамки анализа только сушильной установки и рассмотрели завод в целом. Комплексный энергетический аудит, проведенный в 2018 году, выявил следующую возможность: распылительная сушилка потребляла большое количество тепловой энергии, в то время как другие участки предприятия нуждались в охлаждении. Две разные потребности, которые могут стать частью одного решения.
Компании Arla и GEA впервые в мире интегрировали высокотемпературный тепловой насос GEA AddCool® в действующую распылительную сушилку для молока. Теперь тепловую энергию, извлеченную в процессе охлаждения, можно рекуперировать и вновь использовать в производстве. Эта система позволяет сократить потребление природного газа для нагрева воздуха, необходимого для сушки распылением, на 59 процентов; при использовании электроэнергии из возобновляемых источников это сокращает выбросы CO₂ примерно на 1 500 метрических тонн в год.
Лайн Брандт Педерсен (Line Brandt Pedersen), директор по вопросам устойчивого развития цепочки поставок компании Arla Foods, отмечает следующее: «Важный вывод из проекта AKAFA заключается в том, что устойчивое развитие и эффективность, в том числе финансовая, могут быть тесно связаны». Проект начинался с проблемы выбросов, но в конечном итоге предлагаемое решение должно было работать по всем трем направлениям.
Build Better: реализация общей концепции на практике
На предприятии Aurivo в Ирландии применение аналогичного подхода позволило практически полностью отказаться от использования работающих на топочном мазуте бойлеров. В ходе масштабной модернизации молочного предприятия Aurivo в Киллигордоне компания GEA установила пастеризатор более высокой производительности и другое оборудование для обработки жидких продуктов, а также выполнила замену устаревшей холодильной системы. Это позволило разработать системы таким образом, чтобы они дополняли друг друга.
Вместо того чтобы просто отводить тепло, образующееся в процессе охлаждения, компания GEA интегрировала тепловой насос для рекуперации этой тепловой энергию и повышения температуры до рабочего уровня. Горячую воду с температурой около 78 градусов по Цельсию затем можно использовать для пастеризации. «Мы не просто поставили тепловой насос или пастеризатор — мы оптимизировали пастеризатор с учетом эксплуатационных особенностей теплового насоса», — объясняет Кеннет Хоффман (Kenneth Hoffmann), менеджер по продуктам в подразделении тепловых насосов компании GEA. В настоящее время работающие топочном мазуте бойлеры работают примерно один час в неделю — ровно столько, сколько нужно для запуска технологического цикла.
Кроме того, при проектировании пришлось учесть работу действующего молокозавода; тщательная координация имела крайне важное значение. «Одно из наших главных опасений касалось риска длительных простоев и невозможности выполнять заказы наших клиентов», — вспоминает Стивен Карлин (Stephen Carlin), технический директор компании Aurivo. Он сообщил, что в процессе ввода в эксплуатацию не было зафиксировано никаких перебоев в переработке молока или снижения качества продукции.
В результате масштабной модернизации выбросы CO₂ на предприятии в Киллигордоне снизились на 80 процентов. В процессах переработки, нагрева и охлаждения энергопотребление снизилось примерно на 12 процентов, при этом часовая производительность по переработке молока выросла на 80 процентов, а ежегодная экономия на эксплуатационных расходах превысила 347 000 евро.
Даже хорошо спроектированное предприятие не может самостоятельно поддерживать свою оптимальную работу. Ассортимент продуктов, объемы производства и условия эксплуатации постоянно меняются, а это означает, что оптимизация должна быть непрерывной.
Run Better: совершенствование с течением времени
На предприятии MMPA в Овиде, штат Мичиган, высокая текучка операторов приводила к нестабильной работе распылительной сушилки. Усовершенствованная система управления технологическим процессом GEA OptiPartner позволила снизить зависимость производительности от конкретного оператора путем объединения математической модели сушилки с эксплуатационными данными в режиме реального времени. Система автоматически регулирует такие рабочие параметры, как температура и расход воздуха, и выполняет большую часть постоянной тонкой настройки, необходимой для поддержания параметров производства на уровне, близком к оптимальному.
Повышение эффективности проявилось на всех этапах технологического процесса — производительность выросла, а удельное энергопотребление сушилки снизилось на 6,4 процента. Эти улучшения поддерживаются с момента установки OptiPartner в 2021 году. При этом система не является статичной. Она может меняться по мере изменения рецептуры, перенастройки оборудования или смены производственных приоритетов.
Компания GEA объединяет OptiPartner с Performance Care — сервисом по подписке, поддерживающим непрерывную оптимизацию. Выделенный специалист компании GEA на протяжении длительного времени работает с предприятием, используя данные о производительности для оптимизации эксплуатационных параметров, устранения неисправностей и определения новых возможностей. Специалист по цифровой оптимизации компании GEA Кристина Уд (Kristina Uhd) отмечает следующее: «Наша работа, по сути, начинается уже после ввода в эксплуатацию». А для технического директора MMPA Гаспера Каландрино (Gasper Calandrino) именно это непрерывное взаимодействие играет ключевую роль: «Для нас большой плюс заключается в том, что у нас есть ресурс, который постоянно следит за работой системы и параметрами процесса».
Следующая возможность
Эти проекты наглядно демонстрируют реальные эксплуатационные показатели предприятия на сегодняшний день. Предприятие — это не просто комплект оборудования, это постоянно изменяющаяся система взаимодействующих процессов. Предприятие, которое было оптимизировано пять лет назад, сегодня может выполнять несколько иные задачи.
Кроме того, не каждое усовершенствование требует крупномасштабной установки нового оборудования или использования нового алгоритма. На протяжении всего срока эксплуатации предприятия могут появляться новые возможности благодаря техническому обслуживанию, модернизации оборудования, его доработке или просто благодаря пересмотру технологического процесса, разработанного много лет назад. Ввод в эксплуатацию — важный этап, но это далеко не последнее решение, определяющее эффективность, которое может потребоваться предприятию.
И работа со всеми тремя заказчиками продолжается. Компании Arla и GEA изучают возможность поэтапной интеграции дополнительных распылительных сушилок на предприятии AKAFA. В компании Aurivo проект перешел из этапа реализации в этап эксплуатации, при этом компания GEA обеспечивает постоянное обслуживание, мониторинг и оптимизацию. А в компании MMPA опыт применения передовых технологий управления процессами при эксплуатации распылительной сушилки указывает на следующую возможность — распространение этого подхода на испарители.
В каждом случае один шаг обеспечивал переход к следующему. Повышение эффективности работы предприятия не достигается за счет одной-единственной технологии или решения. Это достигается за счет объединения процессов всего предприятия. В совокупности эти три проекта демонстрируют, как взаимосвязаны между собой инициативы Think Better, Build Better и Run Better: понимание всего предприятия в целом определяет, что будет построено, а опыт его эксплуатации подсказывает, на что следует обратить внимание далее.
Поскольку производство никогда не стоит на месте, работа по его совершенствованию также никогда не прекращается.
