工业效率

从加拿大的一个视图:Tembec Sawmill和Pneu-Logic稳定压力

现代锯木厂:零浪费快速生产

当一些人想到锯木厂时,脑海中就会浮现出粗犷和强悍的人用手锯砍伐树木的景象。然后马吃力地拉着圆木车到锯木厂,在那里蒸汽或柴油驱动锯木厂。我个人总是把Paul Bunyan和Babe(蓝牛)也扔进图片里!

抛开旧的刻板印象,一个人可能会对现代锯木厂围墙后面发生的事情感到惊讶。生产水平是惊人的,原木变成木材的速度大约是每两秒钟一个。根据乔恩·普里查德(Jon Pritchard)的说法,p。Tembec木材产品工程经理说:“不列颠哥伦比亚省的大型锯木厂平均每年生产大约1.5 - 2.5亿板英尺。这相当于每家工厂每年可生产2500节轨道车厢的木材。”

在一家现代锯木厂里,什么都不会浪费。电脑扫描每一个原木,以准确地设置锯和切刀头。这确保了木材的最后板脚挤出每根原木。部分不适合木材生产的原木被切割成纸浆和纸张,用于其他地方的进一步加工。甚至锯末也被使用——它被送到其他工厂加工成诸如中密度纤维板(MDF)之类的面板产品,或加工成用于加热或发电的燃料芯块。

稳定的压缩空气压力支持提高生产速度

Pritchard先生说:“压缩空气在自动化锯木厂中的许多过程中起着重要作用。压缩空气用于在锯材厂移动材料 - 无论是重量数千磅的原木还是放置在堆积的木材层之间的小棍子。压缩空气用于控制原木的运动,因为它们被送入过刀头和锯片。压缩空气用作吹气,以防止光电池清除飞锯齿,作为锯冷却剂的混合器(其中水,油和压缩空气的混合物供给润滑引导的圆锯)。

与许多其他工艺行业不同,锯木厂通常不会使用任何“仪器空气”,因为锯木厂的过程不适合这种控制风格。

绿叶标志

随着锯木厂速度的提高,能否获得恒定压力的压缩空气的重要性也相应提高了。

Jon Pritchard, Tembec木材产品工程经理

据Pritchard先生说:“锯木厂使用的压缩空气大部分是在气缸中——通常从4-10英寸的内径4- 36英寸的冲程。”在几乎所有的情况下,气缸都是由自动控制系统控制的,而且必须在正确的时间进行正确的工作——例如,在正确的时间将原木从传送带上扫下来,扔到另一个传送带上。气缸也用于夹紧给料辊上的原木,这是为了通过一个锯的准确持有。气缸定时是高度敏感的空气压力波动和是否容积是可用的,以完全循环气缸在准确的要求时间。普里查德继续说:“随着锯木厂的速度提高,在恒定压力下获得压缩空气的重要性也相应提高。”

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最终用途:用于锯木厂的气缸

气动气缸遍布锯材厂,对大多数生产过程至关重要。Pritchard先生的Tembec先生善于为我们提供对整个锯木厂的许多空气气缸的详细描述。

木材分拣机上的分流器气缸

木材分拣机具有70个箱,其中木材通过尺寸和长度分类为每个箱子。每个分拣机箱配有一个箱分流缸,即4“孔x 4”行程。该分拣机在每分钟约100件上运行,箱式圆筒必须完全循环,为每件分类。

本偏滤器

每个木材分类仓配备一个仓分流气缸,是4 "孔× 4 "冲程。

无法优化器进给桌子和备用

该机器中心称为“无法优化器”。这是从两个时代的锯割的术语并置:“不能”这个词是从马记录的日子里描述了一个有两个相反的平面锯的日志。“优化器”,现代锯木厂,是指机器中心,具有旨在测量日志,无法或木材的计算机传感器,并决定将其切割最大值的最佳方式。这种双面不需要在它最终切成木材之前有两面锯。通过“无法优化器”来完成恰好在其上放置两个额外的平面的过程。

用计算机控制的激光扫描仪对斜面进行上游扫描,并计算出优化后的平面位置。不能优化进给表的位置斜面通过空气抬高定位销-其中一个可以看到在照片的前景作为最高的销可见。这个销被液压伺服油缸移到侧面来精确定位斜面在运输链上,运输链大致在斜面下的中心。一旦斜面被定位,进料台稍微降低(在气缸上)放置斜面与运输链接触。上方的空气动力压辊也较低,以保持斜面对运输链,它移动通过在背景的削头。每个削片头上有一个200马力的马达。

最后出料辊,后面的斜面优化切屑头,作为一个斜面通过的过程。这些辊是由6 "孔,8 "冲程气缸控制。

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无法通过空气升高的定位销送入桌子的进料。

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斜面优化器外送滚轮由6英寸口径x 8英寸冲程的气缸控制。

截止锯站“log kicker”

来自截止锯站的皮带输出,进入的树木长度日志切割成20英尺长的标准木材长度。一旦将日志切割,它们就会进入位置,以通过过程中的下一步进入,这是剥离它们。“log kicker”在正确的时间内推动皮带的移动注销,以落在“传输甲板”上的另一个输送机上,该输送机横向移动。使用的气缸是8“钻孔x 12”行程气缸。

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在截止锯站的“log kicker”,使用8“钻孔x 12”行程的气缸。

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这种应用在剥皮机类似于切断锯站。这个特殊的“原木踢脚器”将原木从皮带上扫下来,皮带接收从剥皮工那里剥下来的原木,并将它们存放在“原木箱”中,准备变成木材。这个踢脚器是一个8 "口径x 12 "冲程的气缸。剥皮机的速度大约为每分钟300到400英尺,具体速度取决于剥皮的原木的大小,而“踢木器”每分钟必须循环10到20次。

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剥皮机的“log kicker”使用的气缸直径为8英寸,冲程为12英寸,每分钟循环10至20次。

按住滚轮的双倍长度慢跑进给

另一个气缸施加在“双长度慢速”的进给滚动上。它是一台机器,具有较小的“长度”的日志信息,因此是“双长度”指定。这里正在发生的事情是,日志在宽链上携带(带有附着的摇篮),将日志传输到切碎头。当日志进行下一个双长度进入时,架空卷筒序列向下将其牢固地保持在链子上而不会干扰。然后,它们在将日志的末端“掉落”之前,它们轻轻抬起日志。该日志通过计算机控制的日志扫描仪传递,该扫描仪感测日志的直径每英寸或那么沿着日志的长度,也可以感测如果日志是直的或弯曲的。处理此信息(如无法优化器)以决定切割日志以进行最大木材恢复的最佳方法。该进缺系统的速度约为每分钟600英尺。空气汽缸负责确保每十几个左右的每一架倒塌辊轻轻放下,精确地关闭(关闭每个日志)。每分钟约20个日志通过该机器处理。

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气缸上的压紧辊为双长度慢跑进料。

锯木厂修剪器上的活栅栏

The live fence is a device associated with the sawmill trimmers, where the sawn lumber undergoes a trimming operation to cut any defect off the ends of the lumber and trim it to normal lengths such as 8’,10’, 12’ up to 20’. This process is automated, with scanning systems looking for lumber defects and deciding the precise location to trim the lumber. The live fence automatically positions each board “endwise” so that it is properly positioned when it passes through the trim-saws. One design of live fence uses a set of three, 4” bore “stacked air cylinders” to achieve 8” of motion in 1” increments with combinations of cylinders with 1”, 2” and 4” strokes. The cylinders have meter-out flow controls. It is important to achieve accurate speed control of the cylinders without operating them too fast. The boards travel through the trimmer at 100 boards per minute, and this set of stacked cylinders must follow at that same rate.

一个加工中心的输出

切屑机中心的输出,使原木的前两面切屑,形成双面斜面原木由一种独特的链携带,其顶端有尖刺(称为“尖链”),它积极地握住原木。此外,斜面必须被支持在侧面和顶部,因为它旅行出机器。橡胶轮胎和头顶的金属轧辊都是空气控制的。

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这个机器中心的橡胶轮胎和上方的金属轧辊都是空气控制的。

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该设备用于确保日志在现有机器中心中描述的“尖锐链”施加到“尖锐链”上。它是一个双活塞,6“孔圆筒,其连接到非常厚的高架饲料辊。当滚轮通过滚轮时,滚轮向下旋转到对数的前端,撞击到足够硬,以至于将其刺穿到尖锐的链上。双活塞装置使得辊在小日志上没有如此努力。汽缸的一部分在一个小的日志方法时延伸,减少了气缸的总冲程,以最小化对日志的损坏。

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一个双活塞,6”孔气缸刺穿一个“锋利的链”到原木。

丑陋的滚

丑陋的辊刚刚在倒峰辊的下游,在8,上面有8个,并位于稳定日耳时,就像进入切碎头一样。它由6“孔气缸控制。

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丑陋的滚动,就在拇指滚动的下游,是由一个6英寸内径的气缸控制。

典型的锯木厂压缩空气系统

大多数现代锯材厂都是全电动的,一般在2-10个MVA尺寸的电力变电中喂食。根据Pritchard先生的说法,“压缩空气是锯木厂中最大的单一电力用户。典型的大型BC Sawmill将有600-1000马机的安装空气压缩机。“大多数安装的空气压缩机都是油淹水旋转螺杆压缩机。Pritchard先生评论说:“这些空气压缩机坚固耐用,可靠,但在零件负荷下不是非常有效。”

锯木厂的供暖通常很差,而且由于经过工厂处理的原木是从户外运来的,所以它们可能会很冷。当压缩空气遇到冰冻时,压缩空气中的水就会发生不好的事情——它会结冰。普里查德先生说:“即使在零度以上的温度下,大量的空气通过气阀膨胀到气缸中,也会导致气阀冻结和气缸性能差的问题。”出于这个原因,在能源效率之前,锯木厂的第一级复杂技术是安装空气干燥器,以提高空气系统对冰冻环境温度的免疫力。干燥器的类型通常在不列颠哥伦比亚锯木厂是干燥剂型压缩空气干燥器,可以提供压缩空气干燥到- 40华氏压力露点。

Tembec的管道平锯机压缩机系统的描述

运河平原锯木厂建于1971年,多年来经历了各种形式的升级。它的压缩空气系统始于四台油浸式旋转螺杆空气压缩机,直到1990年代早期才有了很少的改变。空气能源效率并不是一个问题——所有的压缩机都是独立运行的,调节阀控制每个压缩机的输出。20世纪90年代初,事情开始发生变化,当地电力公司BC Hydro赞助了压缩空气效率研讨会。空压机转换为开关操作,采用PLC对空压机进行初步的序列控制。

安装了干燥剂类型的空气干燥器来解决冷冻水分的问题,但制造商的主张是相信的,该系统在三年不合格的操作后不得不废弃。一个新的外部加热,双塔,干燥器安装在1999年与一个非常大的预过滤。干燥器和过滤器的压降小于2psi的设备规格在第二次运行时很容易满足。

当BC Hydro“e-Points”项目到达Tembec时,Canal Flats的压缩机室就处于这种情况,以进一步提高压缩机室的效率。压缩机室由:

  • 四台非常老的150马力油淹旋转螺杆压缩机
  • 一台100马力油淹螺杆压缩机
  • 所有5台空气压缩机的调节阀系统都被拆除了,它们要么满载运行,要么卸载运行,要么关闭运行。
  • 以前提到的基本PLC系统
  • 一个外部加热的双塔式干燥器,带露点控制和入​​口过滤器
  • 水冷式空压机后冷却器确保压缩空气在引入烘干机之前低于70华氏度
  • 压缩机油冷却器在冬季为锯木厂提供建筑热量,在夏季为水冷却。

简陋的PLC控制使得工厂的压力波动很大,从工厂停止的低75 psi到耗电的120 psi。工厂人员不确定如何处理这个问题,但是传统的增加压缩机的方法是讨论的选项之一。

节省能源的项目以PNEU-LOGIC开头

在当地省级电力公司BC Hydro的帮助下,Tembec团队的目标是在运行空压机时消除空气压力的大波动,从而降低系统的能源成本。该公司引入了压缩空气管理系统公司,以帮助实现该项目的目标。

第一件事,肺逻辑建议是一个轻微但重要的改变工作范围。有一件事被忽视了,那就是在一个比之前考虑的更低的压力下运行工厂的机会,并将压缩机分离成基本负载单元,在较低的压力下运行,以及为需求控制器提供能量存储空气的配平单元。这一变化,其成本中性的最初范围,为进一步的重大能源削减铺平了道路。

空气接收器和需求控制器

运河平地项目首先制造了一个需求控制器,并购买了一个10,000加仑的直立空气接收器作为一个装饰接收器。普里查德表示:“我们知道需求控制器将消除钢铁厂的压力波动。”他继续说,“一种看待需求控制器和大储罐的方式是,两者的结合代表了一个计算机可控的,空气来源立即可用,如果有一个额外的气流进入工厂的突然需求。”这种在短时间内快速、大批量地输送压缩空气的能力是需求控制器成功的关键。一个正常的空压机不能对需求的突然增加做出快速反应,因为如果它已经在运行,它必须重新装载,所以油浸式旋转螺杆压缩机对需求事件的反应可能需要15-30秒。

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Dusty Smith, P.E,(气动逻辑公司的工程总监)站在一个空气接收器前,该接收器可以帮助输送大量压缩空气,以满足突发的处理需求。

管理整个系统

选择了PNEU-Logic PL-4000压缩机测序控制系统来管理整个系统。PL-4000通过智能控制需求控制器,空气接收器和空气压缩机的操作和使用来充当需求控制器的备用。

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气动逻辑PL-4000压缩机序列控制系统由气动逻辑首席项目工程师Eric Bessey P.E编写,管理来自Tembec每个压缩机房间的40多个传感器的数据。

普里查德说:“我们投资安装了需求控制器和管道设置,以允许任何压缩机被设置为基本负载和微调压缩机。”这就需要一些额外的管道。“由于我们在每个压缩机房增加了近40个传感器,所以气动控制器需要相当多的布线。”安装这些传感器是为了监测压力、温度、流量和由压缩机电机产生的功率。

pneumi - logic可以轻松地定制控制器来使用和显示Tembec想要安装的附加仪器。大量的可用数据有可能导致信息过载,但是pneumon - logic将其安排为可以测量、跟踪和报告的指标。普里查德说:“例如,我们不知道之前使用了多少千瓦,现在我们可以查看每台压缩机的负载和卸载情况。”“螺杆式压缩机在空转时往往会产生很大的马力,不幸的是,我们有一些压缩机特别不利于高空转马力。该气动逻辑系统允许我们监控每个压缩机和调整它单独的最小空载马力,然后定期检查调整没有丢失。这是一个非常重要的优势,特别是对我们的维护团队来说。它能让压缩空气始终保持稳定。”

“PNEU逻辑设备在86 psi的目标压力下保持空气压力稳定。我们曾经看到压力在地图上波动,“Pritchard说。在低于约75psi,机械会发生故障。在午餐时间,它有时会达到120 psi,这是浪费权力。在锯木厂中使用的很多空气是由PLC控制的大型气缸,如果空气压力与您将气缸设置的东西不同,则机器要么过于慢或太快。通过稳定空气压力,通过预期运行,辅助生产率。““我们选择了86 psi作为一个起点,因为有很多历史数据表明我们都希望100 psi运行磨机,但将接受90 psi。现在我们完全控制了压力,随着时间的置信能力增加,我们可以在较低压力下正确运行,将其逐步下降。“

Tembec图形

绿叶结论

气动气缸在允许现代锯木厂以所需的高速生产速率生产中起着主要作用。稳定的空气压力是至关重要的,以允许气瓶及时响应,避免任何生产延误。Tembec的Canal Flats锯木厂与BC Hydro和air - logic公司合作,消除了压力波动,并降低了与压缩空气相关的能源成本。“毫无疑问有减少能源成本自2008年10月,当系统联机,”普里查德说,“系统用来画约500千瓦,现在我们看到的一个稳定的基础上,系统下降为大量的时间约350千瓦。压缩机室的能耗减少了20%。而且,最重要的是,我们预计这种设备的回报将超过我们最初的估计。”

Pritchard总结道:“我很高兴我们选择了肺逻辑作为我们的系统合作伙伴。我能够与他们的工程团队紧密合作Eric Bessey先生尘土飞扬的史密斯先生来制定细节,确保我们的工厂得到他们需要的东西。他们为我们做了很好的工作。那些工程师身上没有苔藓。”

有关更多信息联系Rod Smith.,压18luck新利app缩空气最佳实践®杂志,电话:412-980-9901。