8“變”3的節能魔術
——太鋼攜手西門子的一次時間觀和方法論之旅
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。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
15,000kV
A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。
