8“變”3的節(jié)能魔術(shù)
——太鋼攜手西門子的一次時(shí)間觀和方法論之旅

面積超過600m2的太鋼4號(hào)燒結(jié)機(jī)，使用了兩套西門子羅賓康高壓變頻器與高壓電機(jī)。在這座大型不銹鋼企業(yè)里，時(shí)間觀被詮釋為：節(jié)能、生產(chǎn)都是一種與時(shí)間的賽跑。時(shí)間與能效可以“魔術(shù)”置換的感受，尤為強(qiáng)烈。一臺(tái)大變頻一個(gè)小時(shí)就能節(jié)電5千度，兩臺(tái)大變頻一天可節(jié)電24萬度。如按自供電價(jià)0.4元/度計(jì)算，一年節(jié)約電費(fèi)3000余萬元，18個(gè)月就收回了設(shè)備成本，節(jié)能率可達(dá)40%，使得初始的設(shè)備投資轉(zhuǎn)化為一次成功的戰(zhàn)略性技術(shù)創(chuàng)新。

管理三步走，節(jié)能一大步

西門子的能源管理方法論基于三個(gè)步驟，識(shí)別、評(píng)估和實(shí)現(xiàn)。此前的時(shí)間觀主要解決能效“怎么算”的問題，這里的方法論主要解決節(jié)能“怎么做”的問題。有了方法論的依托，太鋼與西門子在節(jié)能合作上闊步向前。

第一步，充分識(shí)別和挖掘太鋼隱藏的節(jié)能潛力。

能量流怎么識(shí)別呢？首先得給所有的設(shè)備能耗照張“X光片”，哪個(gè)設(shè)備能耗大，哪個(gè)能耗小，哪些能耗有用，哪些沒用，都能看個(gè)一清二楚。只有掌握了較長時(shí)間段內(nèi)，電能、水能、熱能的消耗數(shù)據(jù)，才能進(jìn)一步改造、優(yōu)化。

西門子專家團(tuán)隊(duì)首先以未使用變頻調(diào)速的3號(hào)450m2燒結(jié)機(jī)作為樣本，記錄車間和系統(tǒng)中的能源消耗。經(jīng)過分析，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的電耗一般占整個(gè)生產(chǎn)線的50%，而風(fēng)量控制準(zhǔn)確程度直接決定成品的質(zhì)量、產(chǎn)量。

第二步，評(píng)估車間和系統(tǒng)在整個(gè)生命周期內(nèi)的成本，計(jì)算出具體應(yīng)用的節(jié)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(shè)備——燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)之后，“評(píng)估”階段著手計(jì)算具體的節(jié)能潛力，考量潛在措施的經(jīng)濟(jì)性，這是做出決策的關(guān)鍵一步。這個(gè)步驟就像全科醫(yī)生拿著X光片和多種化驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行病理分析，給出診斷結(jié)果的過程。

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)越快，送風(fēng)量就越多，但是能耗也隨之成倍增長。如果轉(zhuǎn)速下降，能耗也會(huì)翻倍減少。經(jīng)過反復(fù)論證，在同樣產(chǎn)品、同樣產(chǎn)量的條件下，變頻調(diào)速等于時(shí)時(shí)刻刻都在節(jié)能，即使在整個(gè)燒結(jié)廠滿負(fù)荷生產(chǎn)的情況下，保守估算節(jié)能率也將在35%以上。

第三步，采取有針對(duì)性的措施，將節(jié)能潛力變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，大約2/3的工業(yè)能源由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)消耗，而將整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗，降低40～50%是十分具有操作性的。

憑借醫(yī)生的診斷報(bào)告，接下來就是對(duì)癥下藥了，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后，太鋼最終決定選用兩臺(tái)西門子羅賓康高壓大功率變頻器，輸出電壓為10kV。變頻器采用水冷工藝，其內(nèi)部采用去離子水循環(huán)冷卻，外部采用工業(yè)冷卻水二次冷卻。與空冷型變頻器相比，不需要額外的空調(diào)等冷卻設(shè)備，變頻器噪音低，受周圍環(huán)境的影響小，變頻室整潔、干凈。此外，西門子羅賓康高壓變頻器還具備“飛車啟動(dòng)”功能，縮短了風(fēng)機(jī)每次起、停接近50分鐘的等待時(shí)間，從而大大節(jié)省了能耗和時(shí)間成本。

將能效與時(shí)效劃上等號(hào)

當(dāng)風(fēng)機(jī)在變頻工況下順利啟動(dòng)的那一刻，現(xiàn)場(chǎng)的有功功率僅為3000kW，遠(yuǎn)低于不使用變頻器的8000kW。數(shù)據(jù)驗(yàn)證前期測(cè)算非常準(zhǔn)確，在變頻工況下工作，電機(jī)啟動(dòng)電流小、轉(zhuǎn)速低、振動(dòng)小，風(fēng)量調(diào)節(jié)平穩(wěn)，潛在的附加經(jīng)濟(jì)效益不可限量。經(jīng)過太鋼和西門子的通力合作，變頻器化身“魔術(shù)師”，成功將燒結(jié)風(fēng)機(jī)中單個(gè)電機(jī)的耗電量從每小時(shí)8千度“變”為3千度。

在太鋼構(gòu)建資源節(jié)約型企業(yè)過程中，通過使用西門子變頻驅(qū)動(dòng)解決方案、全集成自動(dòng)化、奧鋼聯(lián)先進(jìn)的鋼鐵工藝等，保障產(chǎn)量年年增長，耗能卻逐年遞減。太鋼總經(jīng)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(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平?！?/p>

西門子正在努力幫助千百個(gè)像太鋼這樣的企業(yè)，實(shí)踐綠色工業(yè)。西門子（中國）有限公司執(zhí)行副總裁，西門子?xùn)|北亞區(qū)工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域總裁吳和樂博士說：“除了需要在設(shè)備層面有節(jié)能的風(fēng)范，比如高效電機(jī)、變頻器等，要把眼光放遠(yuǎn)，跨越產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)規(guī)劃、生產(chǎn)工程、生產(chǎn)實(shí)施以及服務(wù)的整個(gè)生命周期，實(shí)現(xiàn)節(jié)能?！蔽鏖T子的節(jié)能產(chǎn)品與解決方案、能源管理咨詢、節(jié)能改造服務(wù)，合同能源管理以及融資租賃服務(wù)，將工業(yè)企業(yè)的節(jié)能夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

由8變3，是一個(gè)開端，也是一個(gè)宣言。站在創(chuàng)新科技的舞臺(tái)，太鋼與西門子將攜手合作、迎風(fēng)而立，繼續(xù)施展將能效數(shù)字由腐朽變神奇的魔術(shù)，創(chuàng)造鋼鐵未來的科技感性時(shí)代！