問:8怎麼變成3?答:豎(shu)著(zhe)砍(kan)掉(diao)一(yi)半(ban)。這(zhe)是(shi)腦(nao)筋(jin)急(ji)轉(zhuan)彎(wan)的(de)謎(mi)底(di),卻(que)不(bu)是(shi)太(tai)鋼(gang)的(de)答(da)案(an),因(yin)為(wei),鐵(tie)膽(dan)雄(xiong)心(xin)的(de)太(tai)鋼(gang)人(ren)顯(xian)然(ran)要(yao)在(zai)節(jie)能(neng)的(de)數(shu)字(zi)之(zhi)變(bian)上(shang)製(zhi)造(zao)一(yi)個(ge)更(geng)大(da)的(de)魔(mo)術(shu)。經(jing)過(guo)太(tai)鋼(gang)和(he)西(xi)門(men)子(zi)的(de)通(tong)力(li)合(he)作(zuo),變(bian)頻(pin)器(qi)化(hua)身(shen)“魔術師”,成功將燒結風機中單個電機的耗電量從每小時8千度“變”為3千度。
麵積超過600m2的太鋼4號燒結機,使用了兩套西門子羅賓康高壓變頻器與高壓電機。在這座大型不鏽鋼企業裏,時間觀被詮釋為:節能、生產都是一種與時間的賽跑。時間與能效可以“魔術”置換的感受,尤為強烈。一台大變頻一個小時就能節電5千度,兩台大變頻一天可節電24萬度。如按自供電價0.4元/度計算,一年節約電費3000餘萬元,18個月就收回了設備成本,節能率可達40%,使得初始的設備投資轉化為一次成功的戰略性技術創新。

太鋼四號燒結風機係統外景
不鏽鋼巨子搭檔節能夥伴
從(cong)神(shen)舟(zhou)一(yi)號(hao)到(dao)神(shen)舟(zhou)十(shi)號(hao),每(mei)一(yi)次(ci)飛(fei)船(chuan)升(sheng)空(kong),都(dou)有(you)太(tai)鋼(gang)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)產(chan)品(pin)助(zhu)力(li)其(qi)中(zhong)。從(cong)一(yi)角(jiao)硬(ying)幣(bi)到(dao)火(huo)箭(jian)衛(wei)星(xing),從(cong)百(bai)姓(xing)餐(can)桌(zhuo)到(dao)三(san)峽(xia)大(da)壩(ba),太(tai)鋼(gang)生(sheng)產(chan)的(de)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)以(yi)其(qi)絕(jue)對(dui)優(you)勢(shi)占(zhan)領(ling)了(le)國(guo)內(nei)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)市(shi)場(chang)近(jin)半(ban)壁(bi)江(jiang)山(shan)。作(zuo)為(wei)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)熔(rong)煉(lian)的(de)初(chu)始(shi)流(liu)程(cheng),燒(shao)結(jie)工(gong)序(xu)是(shi)關(guan)鍵(jian)所(suo)在(zai)。究(jiu)竟(jing)采(cai)用(yong)哪(na)種(zhong)變(bian)頻(pin)驅(qu)動(dong)方(fang)案(an),是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)大(da)的(de)方(fang)向(xiang)性(xing)選(xuan)擇(ze)。
當時準備上馬的太鋼4號燒結機,其規模當屬世界最大。燒結麵積越大,產量就越高,對風機的要求也越高,因此能源消耗巨大。根據太鋼3號450m2燒結機的實際工況,太鋼計劃在600m2daxingshaojiefengjizhongcaiyongliangtaidabianpin,laikongzhigaoyadianjidezhuansu。jinguancaiyongbianpinqudongfengjinenggoudafujieneng,qieshidashisuoqu。ranerrucidaguimodeyingyongbingwuxianlikexun,jishunanduda,touzihuibaolvweizhi,meiyoushifenbawo,shuiyebuganmaoranxingshi。
suojieshengdediannengshizaitedingdetiaojianxiadedaode。shaojiefengjizaitouchanqianjinianyibandoudabudaomanchan,yinci,geicaiyongbianpintiaosushixianjienengtigonglekongjian。youqishizaijingjidahuanjingduiyejinxingyechanshengjudayingxiangdeqingkuangxia,jiangdichannengshinengtongshijiangdishengchanchengbenyouqizhongyao。
zicongyouleshejizhongguozuidaguimobianpintiaosufengjidexiangfa,taigangliantiechangdianqibuzhaohongbuchangjiushikeliuyigezhongzhishihexinxi。yitian,zaiyuguowaizhuanjiajiaoliushi,zhaobuchanghuozhifengjidexingnengquxian,keyiliyongzhuqiliudewendu、壓力以及流量來測算的消息後,如獲至寶。“那正是太鋼需要的曲線,有了這條曲線,風機的控製就更加精確了。”趙部長立馬組織團隊開始技術研究。
經過夜以繼日的計算和評估,2008年(nian)趙(zhao)部(bu)長(chang)團(tuan)隊(dui)提(ti)交(jiao)了(le)十(shi)幾(ji)頁(ye)的(de)項(xiang)目(mu)可(ke)行(xing)性(xing)報(bao)告(gao),決(jue)定(ding)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)。這(zhe)個(ge)方(fang)案(an)前(qian)期(qi)投(tou)資(zi)大(da),但(dan)著(zhe)眼(yan)長(chang)遠(yuan),兩(liang)年(nian)之(zhi)內(nei)就(jiu)可(ke)以(yi)收(shou)回(hui)全(quan)部(bu)投(tou)資(zi)。經(jing)過(guo)對(dui)先(xian)進(jin)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)究(jiu)和(he)嚴(yan)密(mi)推(tui)理(li),2009年4月太鋼正式開啟了變頻節能之路。
太(tai)鋼(gang)同(tong)時(shi)收(shou)獲(huo)的(de)還(hai)有(you)可(ke)靠(kao)的(de)節(jie)能(neng)夥(huo)伴(ban)。燒(shao)結(jie)車(che)間(jian)敢(gan)於(yu)嚐(chang)新(xin),采(cai)用(yong)當(dang)今(jin)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)變(bian)頻(pin)節(jie)能(neng)技(ji)術(shu),這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)西(xi)門(men)子(zi)專(zhuan)家(jia)團(tuan)隊(dui)起(qi)到(dao)了(le)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)的(de)作(zuo)用(yong)。由(you)於(yu)國(guo)內(nei)沒(mei)有(you)可(ke)以(yi)參(can)考(kao)的(de)項(xiang)目(mu),整(zheng)體(ti)技(ji)術(shu)方(fang)案(an)必(bi)須(xu)依(yi)靠(kao)太(tai)鋼(gang)和(he)西(xi)門(men)子(zi)的(de)通(tong)力(li)配(pei)合(he),共(gong)同(tong)摸(mo)索(suo)。回(hui)憶(yi)當(dang)時(shi)的(de)情(qing)景(jing),趙(zhao)部(bu)長(chang)坦(tan)誠(cheng)的(de)說(shuo):“在最終核算的幾天裏,晚上一直睡不著覺,這可是關係到超過5千萬的投資,一旦誤差過大,怎麼向廠裏交待!

太鋼4號燒結機采用的10,760kW西門子高壓電機

15,000kVA西門子羅賓康變頻器機櫃

采用變頻調速之前太鋼曾經使用風門擋板調節風量
管理三步走,節能一大步
西門子的能源管理方法論基於三個步驟,識別、評估和實現。此前的時間觀主要解決能效“怎麼算”的問題,這裏的方法論主要解決節能“怎麼做”的問題。有了方法論的依托,太鋼與西門子在節能合作上闊步向前。
第一步,充分識別和挖掘太鋼隱藏的節能潛力。
能量流怎麼識別呢?首先得給所有的設備能耗照張“X光片”,哪個設備能耗大,哪個能耗小,哪些能耗有用,哪些沒用,都能看個一清二楚。隻有掌握了較長時間段內,電能、水能、熱能的消耗數據,才能進一步改造、優化。
西門子專家團隊首先以未使用變頻調速的3號450m2燒結機作為樣本,記錄車間和係統中的能源消耗。經過分析,燒結主抽風機的電耗一般占整個生產線的50%,而風量控製準確程度直接決定成品的質量、產量。
第二步,評估車間和係統在整個生命周期內的成本,計算出具體應用的節能潛力和可行措施的成本效益。
能量流透明了,確定了最大的能耗設備——燒結主抽風機之後,“評估”階段著手計算具體的節能潛力,考量潛在措施的經濟性,這是做出決策的關鍵一步。這個步驟就像全科醫生拿著X光片和多種化驗報告,進行病理分析,給出診斷結果的過程。
風機轉動越快,送風量就越多,但是能耗也隨之成倍增長。如果轉速下降,能耗也會翻倍減少。經過反複論證,在同樣產品、同樣產量的條件下,變頻調速等於時時刻刻都在節能,即使在整個燒結廠滿負荷生產的情況下,保守估算節能率也將在35%以上。
第三步,采取有針對性的措施,將節能潛力變為現實,大約2/3的工業能源由驅動係統消耗,而將整個驅動係統的能耗,降低40-50%是十分具有操作性的。
通(tong)常(chang)來(lai)講(jiang),滿(man)負(fu)荷(he)運(yun)轉(zhuan)指(zhi)的(de)是(shi)額(e)定(ding)轉(zhuan)速(su)下(xia)運(yun)轉(zhuan),變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)起(qi)不(bu)到(dao)節(jie)能(neng)的(de)作(zuo)用(yong),變(bian)頻(pin)器(qi)本(ben)身(shen)也(ye)有(you)損(sun)耗(hao)。隻(zhi)有(you)當(dang)選(xuan)用(yong)的(de)風(feng)機(ji)有(you)一(yi)定(ding)的(de)裕(yu)度(du),滿(man)負(fu)荷(he)運(yun)轉(zhuan) ≠ 額定轉速運轉時,例如:90%轉速時風機的風量等於係統設計要求的滿負荷風量時,變頻調速可實現節能27.1%。而太鋼燒結風機的裕度超過10%。
憑借醫生的診斷報告,接下來就是對症下藥了,藥品可靠、藥力持久,病痛才能一掃而光。在考察了多種變頻方案之後,太鋼最終決定選用兩台西門子羅賓康高壓大功率變頻器,輸出電壓為10KV。變(bian)頻(pin)器(qi)采(cai)用(yong)水(shui)冷(leng)工(gong)藝(yi),其(qi)內(nei)部(bu)采(cai)用(yong)去(qu)離(li)子(zi)水(shui)循(xun)環(huan)冷(leng)卻(que),外(wai)部(bu)采(cai)用(yong)工(gong)業(ye)冷(leng)卻(que)水(shui)二(er)次(ci)冷(leng)卻(que)。與(yu)空(kong)冷(leng)型(xing)變(bian)頻(pin)器(qi)相(xiang)比(bi),不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)空(kong)調(tiao)等(deng)冷(leng)卻(que)設(she)備(bei),變(bian)頻(pin)器(qi)噪(zao)音(yin)低(di),受(shou)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)的(de)影(ying)響(xiang)小(xiao),變(bian)頻(pin)室(shi)整(zheng)潔(jie)、幹淨。此外,西門子羅賓康高壓變頻器還具備“飛車啟動”功能,縮短了風機每次起、停接近50分鍾的等待時間,從而大大節省了能耗和時間成本。
將能效與時效劃上等號
當風機在變頻工況下順利啟動的那一刻,看到現場的有功功率僅為3000KW,遠低於不使用變頻器的8000KW,趙部長團隊那顆懸著的心才真正踏實。數據驗證前期測算非常準確,在變頻工況下工作,電機啟動電流小、轉速低、振動小,風量調節平穩,潛在的附加經濟效益不可限量。
程海峰是太鋼煉鐵廠電氣作業區的點檢員,他也是在4號燒結機唯一從事巡檢工作的工程師,平常電氣室內無人值守,隻有另一名同事在中控室監控。每天早上9點他準時到4燒變頻室巡視一圈,檢查有無異常情況,已經接近4年。

點檢員程海峰在向回訪的西門子服務工程師介紹變頻器工作狀態
邁入變頻室的大門,比想象得更為安靜和清爽。程工的喜悅溢於言表:“使用水冷大變頻,噪音小,沒有風冷的粉塵汙染。同事們的工作量有所減輕,工作環境也有所改善,不用像3燒那樣頻繁的操作風門擋板。90%的現場數據在中控室就可以直觀顯示,維護量小,運行穩定。”
“水shui冷leng變bian頻pin作zuo為wei大da型xing燒shao結jie風feng機ji的de係xi統tong驅qu動dong,在zai大da型xing鋼gang廠chang是shi首shou次ci應ying用yong,吸xi引yin了le多duo家jia企qi業ye前qian來lai太tai鋼gang取qu經jing。看kan到dao我wo們men的de有you功gong功gong率lv和he變bian頻pin器qi水shui冷leng溫wen度du,同tong行xing都dou非fei常chang讚zan歎tan。”趙部長指著變頻室的人機界麵說,“能效與時效本質相同,隻是很少有人意識到而已。”
4號(hao)燒(shao)結(jie)機(ji)的(de)節(jie)能(neng)故(gu)事(shi)隻(zhi)是(shi)能(neng)源(yuan)管(guan)理(li)的(de)一(yi)個(ge)縮(suo)影(ying)。它(ta)的(de)意(yi)義(yi)在(zai)於(yu),其(qi)實(shi)每(mei)一(yi)件(jian)事(shi)幾(ji)乎(hu)都(dou)有(you)昂(ang)貴(gui)的(de)和(he)便(bian)宜(yi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)法(fa),但(dan)是(shi)經(jing)濟(ji)性(xing)的(de)事(shi)實(shi)卻(que)往(wang)往(wang)被(bei)“迷霧”遮蓋。隻有評估整個產品生命周期的能效,才能做出正確的決策。
能源對於重型工業來說,是巨大的費用因素。根據德國聯邦統計局2008年的數據顯示,能耗在德國各個行業整個生命周期的成本中占據很高比例,如鋁業的能耗占57%,水泥占47%,鋼鐵占36%,製漿造紙占29%,基礎化工占27%。對於電氣傳動係統,能源消耗至少占到生命周期成本的80%。
在太鋼構建資源節約型企業過程中,通過使用西門子變頻驅動解決方案、全集成自動化、奧鋼聯先進的鋼鐵工藝等,保障產量年年增長,耗能卻逐年遞減。太鋼總經理高祥明先生談到:“2011年與2005年相比,太鋼噸鋼綜合能耗下降22.9%;噸鋼新水消耗下降91%;二次能源年回收占總能耗的45%以上,達到行業領先水平。”
這zhe就jiu是shi太tai鋼gang與yu西xi門men子zi共gong同tong製zhi造zao的de奇qi幻huan魔mo術shu。在zai一yi連lian串chuan數shu字zi的de背bei後hou,真zhen實shi可ke感gan的de是shi能neng耗hao的de減jian少shao和he環huan境jing的de改gai善shan。鐵tie水shui奔ben流liu,風feng雲yun靜jing好hao。現xian在zai的de太tai鋼gang廠chang區qu,金jin屬shu質zhi感gan的de廠chang房fang間jian點dian綴zhui著zhe綠lv樹shu碧bi草cao,成cheng為wei一yi座zuo名ming副fu其qi實shi的de現xian代dai化hua花hua園yuan式shi工gong廠chang。

現代化花園式工廠——太鋼
西門子正在努力幫助千百個像太鋼這樣的企業,實踐綠色工業。西門子(中國)有限公司執行副總裁,西門子東北亞區工業業務領域總裁吳和樂博士說:“除了需要在設備層麵有節能的風範,比如高效電機、變頻器等,要把眼光放遠,跨越產品設計、生產規劃、生產工程、生產實施以及服務的整個生命周期,實現節能。”西門子的節能產品與解決方案、能源管理谘詢、節能改造服務,合同能源管理以及融資租賃服務,將工業企業的節能夢想變為現實。
由8變3,是一個開端,也是一個宣言。站在創新科技的舞台,太鋼與西門子將攜手合作、迎風而立,繼續施展將能效數字由腐朽變神奇的魔術,創造鋼鐵未來的科技感性時代!

