水泥工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是能耗大戶，正面臨著改變落后生產(chǎn)方式、改進(jìn)技術(shù)設(shè)備的艱巨任務(wù)。在水泥生產(chǎn)過程中，隨著輥式研磨系統(tǒng)越來越多地被采用，風(fēng)機(jī)高能耗問題越來越凸顯。據(jù)各企業(yè)每年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)耗電量約占整個(gè)水泥企業(yè)用電量的30%-40%，因此提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率，降低風(fēng)機(jī)耗電量是水泥企業(yè)節(jié)能降耗最有效的途徑之一。風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能減排項(xiàng)目屬國(guó)家鼓勵(lì)和支持的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目。水泥生產(chǎn)企業(yè)一方面迫切需要節(jié)能降耗，另一方面面臨水泥銷售價(jià)格波動(dòng)較大，企業(yè)資金不充裕的困難。在此背景下，如果按照傳統(tǒng)思路購(gòu)買節(jié)能設(shè)備，前期一次性投入大，短期回報(bào)率低，西門子創(chuàng)新的合同能源管理（ENERGY MANAGEMENT CONTRACT ,簡(jiǎn)稱EMC）業(yè)務(wù)模式，能幫助急需進(jìn)行節(jié)能改造，卻缺乏資金的企業(yè)找到新的發(fā)展機(jī)遇。
項(xiàng)目方是陜西省內(nèi)乃至西北地區(qū)水泥行業(yè)首家以EMC方式進(jìn)行的節(jié)能技改項(xiàng)目的企業(yè)。有著半個(gè)多世紀(jì)歷史的生產(chǎn)企業(yè)，節(jié)能減排是其面臨的首要問題。通過采用EMC模式安裝變頻節(jié)能裝置很好地解決項(xiàng)目方節(jié)能改造的資金問題。
改造前每月用電1萬kWh，輸出功率1 250 kW，改造后每月用電7000kWh，輸出功率是950－1 000 kW。按每年300天7 200 h計(jì)算，節(jié)電2160000kWh，按陜西省的電價(jià)0.5元/kWh折合人民幣，一年節(jié)約110萬元，實(shí)際節(jié)能率＞27%，超過了當(dāng)初西門子承諾的25%。
風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能減排項(xiàng)目屬國(guó)家鼓勵(lì)和支持的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目，項(xiàng)目方在進(jìn)行項(xiàng)目改造時(shí)，一方面迫切需要節(jié)能降耗，另一方面面臨水泥銷售價(jià)格波動(dòng)較大，企業(yè)資金不充裕。在此背景下，如果按照傳統(tǒng)思路購(gòu)買節(jié)能設(shè)備，前期一次性投入大，短期回報(bào)率低，而采用EMC模式安裝變頻節(jié)能裝置能很好地解決項(xiàng)目方節(jié)能改造的資金問題。
通常水泥企業(yè)按滿負(fù)荷狀態(tài)設(shè)計(jì)選擇風(fēng)機(jī)，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓會(huì)隨著工況和產(chǎn)量的變化而發(fā)生調(diào)整，若風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)在不同工作狀態(tài)下的風(fēng)量和風(fēng)壓，就能降低風(fēng)機(jī)耗電量，節(jié)能效果將十分可觀。
項(xiàng)目背景
EMC是用節(jié)省的能源費(fèi)用來支付節(jié)能項(xiàng)目成本的一種市場(chǎng)化運(yùn)作的節(jié)能機(jī)制。 項(xiàng)目合作方的節(jié)能項(xiàng)目正是EMC模式的一個(gè)成功案例。這個(gè)項(xiàng)目是由西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域牽頭進(jìn)行的。
項(xiàng)目方是國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的60家水泥企業(yè)之一，年生產(chǎn)能力約500萬噸。西門子通過合同能源管理的模式為該集團(tuán)新型干法水泥生產(chǎn)線的窯尾風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻節(jié)能改造。
西門子產(chǎn)品、技術(shù)或解決方案的應(yīng)用
西門子工業(yè)目前通過兩種基本EMC為用戶提供節(jié)能解決方案：效益分享模式和能量保證模式，并且能根據(jù)用戶的不同需求為用戶提供靈活的節(jié)能改造業(yè)務(wù)模式，如節(jié)能量保證型業(yè)務(wù)模式結(jié)合融資租賃方案等。驅(qū)動(dòng)設(shè)備是西門子在EMC項(xiàng)目中的主打產(chǎn)品，主要是西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域大型傳動(dòng)部和運(yùn)動(dòng)控制部提供的電機(jī)和變頻器，這些產(chǎn)品帶來的節(jié)能效果明顯，投資回報(bào)周期較短，短則一年，長(zhǎng)則兩到三年即可收回成本。
在項(xiàng)目方高溫風(fēng)機(jī)改造時(shí)，因初期設(shè)備改造需要大量投資，企業(yè)資金有困難，西門子與項(xiàng)目方提供了合同能源管理的解決方案，這包括以租賃形式為該企業(yè)提供一臺(tái)700 kW西門子羅賓康完美無諧波高壓變頻器，安裝到項(xiàng)目方高溫風(fēng)機(jī)改造項(xiàng)目。 項(xiàng)目方可以利用項(xiàng)目實(shí)施后節(jié)省的能源費(fèi)用的一部分支付購(gòu)買變頻器，余下的是項(xiàng)目方的收益。
此外，大型水泥企業(yè)的電氣設(shè)備非常多，大功率設(shè)備常常有磁場(chǎng)和諧波干擾。諧波影響電網(wǎng)質(zhì)量，影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，造成數(shù)據(jù)誤差。西門子在治理諧波方面也有非常成熟技術(shù)，西門子羅賓康完美無諧波高壓變頻器提高了供電質(zhì)量和設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
西門子變頻器有IGBT功率模塊單元，這是西門子的專利叫中性點(diǎn)漂移。當(dāng)一個(gè)IGBT出現(xiàn)故障，電壓自動(dòng)切掉這個(gè)IGBT，啟動(dòng)另外的IGBT。西門子變頻器中最多備份三個(gè)IGBT模塊，以保證變頻系統(tǒng)的正常工作。檢修時(shí)只需換掉壞模塊，不會(huì)造成停機(jī)，工作效率可達(dá)85%，這是西門子產(chǎn)品的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。
在工業(yè)領(lǐng)域，西門子產(chǎn)品的適用性和標(biāo)準(zhǔn)都很好。針對(duì)水泥行業(yè)，西門子有多套解決方案。水泥行業(yè)的電網(wǎng)電壓有10 kV、6 kV，為了保證安全性，西門子會(huì)建議在變頻器內(nèi)加防漏模塊。防漏模塊單獨(dú)安裝，有大旁路和小旁路兩種，變頻器一旦發(fā)生故障，可從電網(wǎng)直接通過大旁路讓電動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；如IGBT同時(shí)壞了3個(gè)(這種幾率很少)，第4個(gè)通過內(nèi)部小旁路模塊還可以供應(yīng)。
西門子完善快捷的售后服務(wù)也是推行EMC的有力保障。項(xiàng)目方負(fù)責(zé)人介紹說：“我方現(xiàn)場(chǎng)曾出現(xiàn)過電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)現(xiàn)象，造成變頻器板子燒壞。當(dāng)時(shí)是星期天，西門子工程師一大早從上海西門子工業(yè)自動(dòng)化有限公司（SIAS）飛來，解決了問題。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，故障的原因不在變頻器，而是電動(dòng)機(jī)底座沒固定好，抖動(dòng)過渡震掉了電動(dòng)機(jī)底座，傳輸電流變大，燒壞了變頻器板。”
性能及效益
2008年7月在項(xiàng)目方6號(hào)窯改造完成，目前運(yùn)行狀態(tài)良好，節(jié)能效果非常好。整個(gè)項(xiàng)目改造總投資229萬元，改造前每月用電1萬kWh，輸出功率1 250 kW，改造后每月用電7000kWh，輸出功率是950－1 000 kW。按每年300天7 200 h計(jì)算，節(jié)電2160000kWh，按陜西省的電價(jià)0.5元/kWh折合人民幣，一年節(jié)約110萬元，實(shí)際節(jié)能率＞27%，超過了當(dāng)初西門子承諾的25%。
同時(shí)，風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能減排項(xiàng)目屬國(guó)家鼓勵(lì)和支持的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目，項(xiàng)目方在進(jìn)行項(xiàng)目改造時(shí)，一方面迫切需要節(jié)能降耗，另一方面面臨水泥銷售價(jià)格波動(dòng)較大，企業(yè)資金不充裕。在此背景下，如果按照傳統(tǒng)思路購(gòu)買節(jié)能設(shè)備，前期一次性投入大，短期回報(bào)率低，而采用EMC模式安裝變頻節(jié)能裝置能很好地解決項(xiàng)目方節(jié)能改造的資金問題。
客戶反饋
6號(hào)窯改造是項(xiàng)目方首次使用EMC的模式 ，首次合作成功之后，西門子以EMC方式為項(xiàng)目方3號(hào)窯高溫風(fēng)機(jī)和窯尾風(fēng)機(jī)也提供了兩臺(tái)1250 kW和800 kW的羅賓康高壓變頻器，這不僅開辟了西門子一個(gè)新的銷售模式，還為項(xiàng)目方帶來可觀的利潤(rùn)回報(bào)，為地方帶來良好的社會(huì)效益，形成多贏的局面了。
