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問：8怎么變成3？答：豎著砍掉一半。這是腦筋急轉彎的謎底，卻不是太鋼的答案，因為，鐵膽雄心的太鋼人顯然要在節能的數字之變上制造一個更大的魔術。經過太鋼和西門子的通力合作，變頻器化身“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。面積超過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。在這座大型不銹鋼企業里，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。一臺大變頻一個小時就能節電5千度，兩臺大變頻一天可節電24萬度。如按自供電價0.4元/度計算，一年節約電費3000余萬元，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。太鋼四號燒結風機系統外景不銹鋼巨子搭檔節能伙伴從神舟一號到神舟十號，每一次飛船升空，都有太鋼不銹鋼產品助力其中。從一角硬幣到火箭衛星，從百姓餐桌到三峽大壩，太鋼生產的不銹鋼以其絕對優勢占領了國內不銹鋼市場近半壁江山。作為不銹鋼熔煉的初始流程，燒結工序是關鍵所在。究竟采用哪種變頻驅動方案，是一個重大的方向性選擇。當時準備上馬的太鋼4號燒結機，其規模當屬世界最大。燒結面積越大，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600m2大型燒結風機中采用兩臺大變頻，來控制高壓電機的轉速。盡管采用變頻驅動風機能夠大幅節能，且是大勢所趨。然而如此大規模的應用并無先例可循，技術難度大，投資回報率未知，沒有十分把握，誰也不敢貿然行事。自從有了設計中國最大規模變頻調速風機的想法，太鋼煉鐵廠電氣部趙宏部長就時刻留意各種知識和信息。一天，在與國外專家交流時，趙部長獲知風機的性能曲線，可以利用主氣流的溫度、壓力以及流量來測算的消息后，如獲至寶。“那正是太鋼需要的曲線，有了這條曲線，風機的控制就更加精確了。”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年趙部長團隊提交了十幾頁的項目可行性報告，決定采用變頻調速技術。這個方案前期投資大，但著眼長遠，兩年之內就可以收回全部投資。經過對先進技術的研究和嚴密推理，2009年4月太鋼正式開啟了變頻節能之路。太鋼同時收獲的還有可靠的節能伙伴。燒結車間敢于嘗新，采用當今最先進的變頻節能技術，這個過程西門子專家團隊起到了不可或缺的作用。由于國內沒有可以參考的項目，整體技術方案必須依靠太鋼和西門子的通力配合，共同摸索。回憶當時的情景，趙部長坦誠的說：“在最終核算的幾天里，晚上一直睡不著覺，這可是關系到超過5千萬的投資，一旦誤差過大，怎么向廠里交待！”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柜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于三個步驟，識別、評估和實現。此前的時間觀主要解決能效“怎么算”的問題，這里的方法論主要解決節能“怎么做”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。能量流怎么識別呢？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。只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，記錄車間和系統中的能源消耗。經過分析，燒結主抽風機的電耗一般占整個生產線的50%，而風量控制準確程度直接決定成品的質量、產量。第二步，評估車間和系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——燒結主抽風機之后，“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。經過反復論證，在同樣產品、同樣產量的條件下，變頻調速等于時時刻刻都在節能，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的工業能源由驅動系統消耗，而將整個驅動系統的能耗，降低40-50%是十分具有操作性的。憑借醫生的診斷報告，接下來就是對癥下藥了，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，其內部采用去離子水循環冷卻，外部采用工業冷卻水二次冷卻。與空冷型變頻器相比，不需要額外的空調等冷卻設備，變頻器噪音低，受周圍環境的影響小，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”功能，縮短了風機每次起、停接近50分鐘的等待時間，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，遠低于不使用變頻器的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，只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。程工的喜悅溢于言表：“使用水冷大變頻，噪音小，沒有風冷的粉塵污染。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。”“水冷變頻作為大型燒結風機的系統驅動，在大型鋼廠是首次應用，吸引了多家企業前來太鋼取經。看到我們的有功功率和變頻器水冷溫度，同行都非常贊嘆。”趙部長指著變頻室的人機界面說，“能效與時效本質相同，只是很少有人意識到而已。”4號燒結機的節能故事只是能源管理的一個縮影。它的意義在于，其實每一件事幾乎都有昂貴的和便宜的解決方法，但是經濟性的事實卻往往被“迷霧”遮蓋。只有評估整個產品生命周期的能效，才能做出正確的決策。能源對于重型工業來說，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%，制漿造紙占29%，基礎化工占27%。對于電氣傳動系統，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。”這就是太鋼與西門子共同制造的奇幻魔術。在一連串數字的背后，真實可感的是能耗的減少和環境的改善。鐵水奔流，風云靜好。現在的太鋼廠區，金屬質感的廠房間點綴著綠樹碧草，成為一座名副其實的現代化花園式工廠。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：“除了需要在設備層面有節能的風范，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、能源管理咨詢、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。站在創新科技的舞臺，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！
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