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挑戰

        中國的鋼鐵市場競爭異常激烈。攀枝花鋼鐵公司面臨著與中國其他20家大型鋼鐵企業之間的殘酷競爭。公司強烈意識到監測、控制、降低其生產成本是提高市場競爭力的重要因素。

        在所有鋼鐵生產企業中，最重要的成本要素就是能量消耗。“我們意識到我們的電量消耗非常大，”攀枝花鋼鐵公司能源和設備部高級工程師唐偉解釋說，“在我們鋼鐵廠，電力消耗成本占到總生產成本的1/5到1/4。”

        煉鐵廠中一個主要的電氣負載就是高爐排塵系統。高爐BF2和BF3共用一個除塵風機，由630 kW的高壓電機驅動。

        除塵風機的規格設計能夠適應“最壞情況”的灰塵環境要求，即是兩個高爐同時運轉時的情形。很明顯，在只有一個高爐運轉的情況下，風機會產生巨大的能量浪費。

        攀枝花鋼鐵公司以前利用機械式風門擋板進行風量調節，此方式雖然可以控制流量，但是卻需要耗費大量的能量。攀枝花鋼鐵廠需要尋找一個更加節約能量的途徑——變頻器可輕松完成這個挑戰。

        此外，直接啟動如此龐大的風機尚且是個問題。由于啟動系統是“與電機直接連接的”（DOL），如果風機啟動時不能夠與工廠現有的運行情況進行有效的協調，將會導致強烈的電網系統波動和跳閘。

進一步的挑戰就是尋求一種具有更高可靠性的除塵系統。攀枝花鋼鐵廠現有的BF2、BF3備用除塵風機系統已經發生了多次故障。由于公司受到越來越嚴格的環保要求、職業健康要求以及安全性要求，迫切需要提高除塵系統的可靠性。

解決方案

        在2001年初，攀枝花鋼鐵公司工程部向羅克韋爾自動化公司提出咨詢，詢求提高除塵風機系統的能量使用效率。羅克韋爾自動化公司提出了一套成本低廉并且能夠快速收回投資的建議——保留現有的 6kV 電機和電機啟動開關裝置，同時采用先進的變頻驅動器（VFD）技術根據高爐運行的需要來調節龐大的電機。這將是攀枝花鋼鐵公司第一個中壓變頻系統。.

        羅克韋爾自動化解決方案是基于公司的Allen- Bradley PowerFlex 7000 MV 驅動技術—— 由6kV整流器和逆變器構成的真正中壓變頻的解決方案。PowerFlex 7000不僅能夠滿足攀枝花鋼鐵公司節約能源的要求，而且能夠提供最大的可靠性。變頻器的功率結構能夠確保系統比同類競爭解決方案具有更高的可靠性，不需要升壓變壓器或者一系列低壓功率單元組合完成高壓輸出。

        2001年7月，攀枝花鋼鐵公司委托羅克韋爾自動化公司對舊系統進行了改造。羅克韋爾與當地的電力工業系統集成商成都四通公司（提供隔離變壓器）進行協作，在使風機系統停機時間最短的情況下完成了設備調試任務。

        羅克韋爾自動化公司服務工程師提供了安裝指導，現場試運行服務以及對攀枝花鋼鐵公司的工程人員進行了現場培訓。

成果

        BF2和BF3除塵風機在改造之后節能效果顯著。唐偉說，“根據我們的計算，BF2和BF3除塵風機每天大約能夠節約5，500kWh的電量”。這樣每年可以節約成本80，000多美元——在升級改造之后，三年之內就能夠達到預期的投資回報率（ROI）。

        唐偉對羅克韋爾自動化公司的除塵風機解決方案的運行操作簡單及可靠性感到非常滿意。“在對除塵風機系統進行技術改造之前，我們手動啟動除塵風機。而且只能夠盲目地調節風機擋板來滿足高爐負荷的需要，”唐偉說，“現在，風機的速度可以根據當前運行的高爐的數量來進行自動調節”。

        由于新的除塵風機變頻器能夠實現風機的“軟啟動”（啟動時的轉速、電流和功率逐漸增加），現在風機的啟動對工廠的電力系統幾乎沒有影響。唐偉說，現在隨時都能夠啟動除塵風機，所以在風機啟動期間對工廠的生產并沒有任何影響。

        唐偉說，現在除塵風機系統的可靠性有了極大的提高。“在對除塵風機進行升級改造之前，我們的除塵風機系統老是發生故障。我們需要經常啟動備用系統”，他繼續解釋道“到目前為止，新系統已經運行了12個月了，我們根本沒有發生任何故障和停電現象。而且，對新的除塵風機系統的維護工作也非常少”。

        在攀枝花鋼鐵公司成功安裝其第一套MV變頻器之后，公司開始積極在工段推廣節約能源的方案。根據公司所提出的降低能量消耗成本的要求，在攀枝花鋼鐵廠的多個地方開始考慮采用Allen-Bradley PowerFlex 驅動技術。

        下頁的體系結構描述了一個基于信息的企業中羅克韋爾自動化概念。褐色箭頭表示的區域表示本文檔中正在討論的目前自動化水平。其余部分以圖解方式說明了目前羅克韋爾自動化能夠提供的從車間到企業以及更高層次集成的諸多解決方案。

Allen-Bradley and PowerFlex7000是羅克韋爾自動化的注冊商標。


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出版號 METIVP-AP019A-EN-D – 2002年8月 羅克韋爾自動化有限公司2002版權所有

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