精確分析 智能控制—西門子節(jié)能增效:重工業(yè)改造的強(qiáng)心劑

現(xiàn)代社會(huì)重工業(yè)發(fā)展面臨問(wèn)題

能源對(duì)于重型工業(yè)來(lái)說(shuō)，是巨大的費(fèi)用因素。根據(jù)德國(guó)聯(lián)邦統(tǒng)計(jì)局2008年的數(shù)據(jù)顯示，能耗在德國(guó)各個(gè)行業(yè)整個(gè)生命周期的成本中占據(jù)很高比例，如鋁業(yè)的能耗占57% ，水泥占47%，鋼鐵占36%，制漿造紙占29%，基礎(chǔ)化工占27%。對(duì)于電氣傳動(dòng)系統(tǒng)，能源消耗至少占到生命周期成本的80%。因此各國(guó)紛紛出臺(tái)與能源、環(huán)保相關(guān)的政策法規(guī)，促使重型工業(yè)企業(yè)積極的進(jìn)行工業(yè)節(jié)能改造。

我國(guó)十二五規(guī)劃的總體目標(biāo)如下：

針對(duì)十一五的成果，我國(guó)在十二五中對(duì)工業(yè)各行業(yè)的能耗問(wèn)題有了更為嚴(yán)格的要求，各行業(yè)的壓力也因此有著不同程度的提升。

到2015年，全國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869噸標(biāo)準(zhǔn)煤(按2005年價(jià)格計(jì)算)，比2010年的1.034噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降16%(比2005年的1.276噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降32%)。“十二五”期間，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2015年，全國(guó)化學(xué)需氧量和二氧化硫排放總量分別控制在2347.6萬(wàn)噸、2086.4萬(wàn)噸，比2010年的2551.7萬(wàn)噸、2267.8萬(wàn)噸各減少8%，分別新增削減能力601萬(wàn)噸、654萬(wàn)噸;全國(guó)氨氮和氮氧化物排放總量分別控制在238萬(wàn)噸、2046.2萬(wàn)噸，比2010年的264.4萬(wàn)噸、2273.6萬(wàn)噸各減少10%，分別新增削減能力69萬(wàn)噸、794萬(wàn)噸。

西門子——工業(yè)分析節(jié)能專家

基于上述要求，各企業(yè)為能夠盡快節(jié)約能源使用成本并提升企業(yè)形象，相繼加入到工業(yè)節(jié)能改造的行列當(dāng)中。以龐大的需求為基礎(chǔ)，西門子憑借其多年的豐富經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪茉垂芾砹鞒獭⑷娴漠a(chǎn)品線以及靈活的產(chǎn)品組合，為工業(yè)領(lǐng)域用戶提供了十分高效的節(jié)能增效解決方案，并通過(guò)合同能源管理模式，為企業(yè)節(jié)省大量資金，促進(jìn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力日益攀升。

如何達(dá)到良好的節(jié)能效果?

西門子認(rèn)為，電機(jī)(如驅(qū)動(dòng)裝置或泵)的能耗往往占工業(yè)領(lǐng)域總能耗的三分之二。西門子的節(jié)能電機(jī)和智能控制系統(tǒng)，可降低總能耗多達(dá) 60%。僅節(jié)能減排措施一項(xiàng)，即可實(shí)現(xiàn)兩年回收成本的目標(biāo)。

西門子SINAMICS 智能變頻器，可幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能智能化管理。通過(guò) SINAMICS 智能變頻器，可充分挖掘各種節(jié)能潛力，有效降低能源損耗。使用這種變頻器，可根據(jù)具體應(yīng)用需求通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)速度有效控制相應(yīng)能耗。而與風(fēng)機(jī)、泵和壓縮機(jī)等驅(qū)動(dòng)裝置一起使用時(shí)，可節(jié)能高達(dá) 70%。除此之外，SINAMICS變頻器還具有能源回收功能，無(wú)論是低壓產(chǎn)品系列還是高壓產(chǎn)品系列，都是高能效驅(qū)動(dòng)裝置的首選產(chǎn)品。

經(jīng)典節(jié)能改造案例一---鋼鐵行業(yè)的節(jié)能改造

作為能耗排名首屈一指的鋼鐵行業(yè)，其能耗問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。對(duì)于像太原鋼鐵廠這樣的大型鋼鐵企業(yè)而言，他們的不銹鋼產(chǎn)品從高新設(shè)備到日常用品均有所涉及，故產(chǎn)量及能耗是巨大的。因此，工業(yè)節(jié)能改造的對(duì)于他們而言是想當(dāng)嚴(yán)峻的。但是，對(duì)于西門子而言，如此嚴(yán)峻的形式更意味著挑戰(zhàn)!西門子的能源管理方法論基于三個(gè)步驟，為太鋼的大型風(fēng)機(jī)設(shè)備做出快速準(zhǔn)確的變頻節(jié)能改造。

第一步，通過(guò)針對(duì)未使用變頻調(diào)速的3號(hào)450m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行分析，識(shí)別太鋼的節(jié)能潛力。

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。

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。

面積超過(guò)600m 2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)。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(wàn)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(wàn)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。

在太鋼構(gòu)建資源節(jié)約型企業(yè)過(guò)程中，通過(guò)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(zhǎng)，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。”

經(jīng)典節(jié)能改造案例二----水泥行業(yè)的節(jié)能改造：

西門子首例合同能源管理項(xiàng)目是為內(nèi)蒙古烏蘭水泥進(jìn)行工業(yè)節(jié)能改造。西門子應(yīng)用先進(jìn)的商業(yè)模式與技術(shù)的結(jié)合，幫助內(nèi)蒙古烏蘭水泥廠客戶節(jié)能減排。該項(xiàng)目采用了16臺(tái)西門子MasterDrive變頻器對(duì)三條生產(chǎn)線的16臺(tái)窯頭窯尾風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，總功率為1312kW，于2007年完成。經(jīng)測(cè)量節(jié)能效果明顯，與改造前相比，年節(jié)電368萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)能率達(dá)到35%以上。該項(xiàng)目節(jié)電368萬(wàn)千瓦時(shí)，相當(dāng)產(chǎn)生了年約1269噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能能力，按照當(dāng)?shù)毓I(yè)電價(jià)計(jì)算，每年可為客戶節(jié)約電費(fèi)開支184萬(wàn)元。

對(duì)于水泥行業(yè)，風(fēng)機(jī)能耗所占比重越來(lái)越大，耗電量約占整個(gè)廠用電量30%～40%。若想節(jié)省風(fēng)機(jī)的耗電量，需采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，滿足風(fēng)機(jī)的不同工作狀態(tài)下的風(fēng)量和風(fēng)壓，即可達(dá)到節(jié)電目的。西門子與陜西秦嶺水泥集團(tuán)的項(xiàng)目為合同能源管理項(xiàng)目，其初始投資將由節(jié)能效益返還，西門子提供的1250kW完美無(wú)諧波變頻器應(yīng)用在窯尾高溫風(fēng)機(jī)上，節(jié)能率大于28%，年節(jié)電效益140萬(wàn)元。

專業(yè)增值服務(wù)，為臺(tái)泥實(shí)現(xiàn)超過(guò)22%的平均節(jié)能率。西門子通過(guò)24臺(tái)套西門子-羅賓康完美無(wú)諧波高壓變頻器的安裝、調(diào)試和使用，針對(duì)臺(tái)泥的水泥熟料生產(chǎn)線大型風(fēng)機(jī)高壓變頻進(jìn)行改造，改造總功率來(lái)超過(guò)60兆瓦。為臺(tái)泥實(shí)現(xiàn)的平均節(jié)能率超過(guò)22%，客戶的一次性投資在不到14個(gè)月即可完全收回。同時(shí)，產(chǎn)品單位能耗成本降低3%，在提高了客戶在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，更給客戶帶來(lái)巨大的增值回報(bào)。

先進(jìn)的技術(shù)水平可以更為有效地挖掘更多節(jié)能潛力，并真正做到“在用電過(guò)程中盡量節(jié)約每一度電!”。西門子的一流產(chǎn)品組合、系統(tǒng)和解決方案，可根據(jù)既定目標(biāo)，持續(xù)提高能效，為持續(xù)提高競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)開創(chuàng)了一個(gè)全新的發(fā)展前景。