西門(mén)子全集成驅動係統助力昆鋼煉鐵高爐鼓風機可靠高效運行
發布時間:2013-6-27
從(cóng)昆明鋼鐵控股有限(xiàn)公司本部到距(jù)昆明西南方向30公裏(lǐ)的處的昆鋼草鋪新區,石義偉的(de)昆鋼人(rén)之路走得很(hěn)穩(wěn)很踏實,生在昆鋼、長(zhǎng)在昆鋼(gāng),曆經昆鋼變遷,現在已經(jīng)成長為一名在昆鋼從業20年的自動化及(jí)傳(chuán)動係統專家,現任武鋼集(jí)團昆(kūn)明鋼鐵股(gǔ)份有限(xiàn)公司昆鋼草鋪新區的自動(dòng)化部部長。他與部裏全體成(chéng)員的任務就是為昆鋼新區的電氣設備的正常(cháng)運行保駕護航。
Small size 武鋼集團昆明(míng)鋼鐵股份有限公司昆鋼新區一號(hào)高爐
世界鋼鐵行業競爭日趨激烈,中國鋼鐵行業已經進入了迫切需要轉變(biàn)發展方式的關(guān)鍵時期(qī),為了進一步優化(huà)產品結構、製造高端產品,昆鋼於2008年立項興建了位於(yú)草鋪新(xīn)區2500m3的煉鐵高爐係統。
在新區建設初始(shǐ)之際,經驗豐富的石義偉麵臨著一個巨大的挑戰:如何為新區1號高爐(lú)的鼓風機係統選(xuǎn)擇既穩定可靠、又能最大限度降低(dī)企業(yè)運營成本的電氣設備?
石義偉說道:“在這些設備中,高爐鼓(gǔ)風機之於高爐,就如同心(xīn)髒之於人體。”高爐鼓風機通(tōng)過壓縮空(kōng)氣(qì)形成具有(yǒu)一(yī)定(dìng)壓力(lì)和流量的高爐鼓風,再(zài)根據高爐爐況的需要進行風壓、風(fēng)量調節後將動能輸送至高爐,從而保證高爐的正常冶煉。傳動設備的穩定性對鼓風機的(de)正常運行(háng)起著至關重要的(de)作用。
20年來的工作經驗(yàn)告訴石義偉,高(gāo)爐風機如果出現意(yì)外停機,其(qí)後果是相當(dāng)嚴重的。如果在高(gāo)爐渣(zhā)鐵未出盡時,風機出現故障,高(gāo)爐進風裝置會灌渣,影響正(zhèng)常的(de)高爐運行。這種(zhǒng)事故的處理時間需要在48小時(shí)以上。即使恢複生產,爐況調整也需要持(chí)續較(jiào)長時間,需(xū)要加入大量焦炭,造成生產成本上升,為(wéi)企業帶來嚴重的損失。
驅動產品橫向集成 提升高(gāo)爐“心髒”可靠性
為了讓高爐鼓風(fēng)機的傳動係統保持穩(wěn)定,讓高爐的(de)“心髒”健康跳動,昆鋼選擇了西(xī)門子為高爐(lú)鼓風機提供傳動設備。昆鋼新區一號高(gāo)爐(lú)煉鐵鼓風機采用了西門子Simotics大(dà)型同步電動機,其額定功率為40000kw,每秒轉速達(dá)1500轉。如此高功率的電機如果直(zhí)接啟動,沒有任何(hé)一個電網(wǎng)是可以承受如此巨大的電壓(yā),對(duì)電機進(jìn)行啟動必須(xū)采用軟啟動的方式,電機啟動采用西門子的Sinamics GL150中(zhōng)壓軟啟動變頻器,從而避(bì)免了同(tóng)步機啟動時(shí)對電網造成難以(yǐ)承(chéng)受的衝擊。變頻器從2011年12月開始調試到2012年6月期(qī)間高爐開始生產,一共啟動十幾次變頻(pín)器,每一次都非(fēi)常成功地實現了並網(wǎng)運行,對電網基本沒有衝擊,有(yǒu)效地(dì)保證了電機的平穩啟動(dòng)和運行。在整個驅動係統上,此項目還采用了輸入端1500轉,輸出端5440轉的(de)西門子弗(fú)蘭德增速齒(chǐ)輪箱(xiāng)和聯軸器。這個轉速可以保證鼓風(fēng)機吸收足夠的空(kōng)氣並輸出需求的額(é)定(dìng)值。
Small size 西門子為1號高爐鼓風(fēng)機係(xì)統提(tí)供Sinamics GL150中壓軟啟(qǐ)動變頻器(qì)
“目前,整(zhěng)套西門子提供的鼓風機驅動設(shè)備運行得非常好!”石義偉說(shuō)到。從2012年6月昆鋼草鋪新區1號高爐正式啟動後到現在,西門子的驅動係統橫向完美契合,使得係(xì)統設備使用率大於99%,從未出現過任何問題,最大限度(dù)保證風機可靠運行,為高爐的生產給了有力的保證。
石義偉選擇西(xī)門子的整(zhěng)套驅動設備絕非偶然,這其中也有一段他與西(xī)門子驅動設備不解的緣分(fèn)。
1996年,為了跟上熱火朝天的鋼鐵產業的發展(zhǎn),昆(kūn)鋼做出(chū)了發展(zhǎn)曆(lì)史(shǐ)上一個重要的決定。增加(jiā)鐵水產量(liàng),節能降耗,淘汰小高爐,引(yǐn)進盧森堡ARBED公司的C號高爐以及德國GHH鼓風機,並對其進行整體搬遷,建(jiàn)設昆鋼曆史上的6號高(gāo)爐。當(dāng)時德國GHH風機配置了西門(mén)子的變頻軟啟動(dòng)器和2套(tào)30000千瓦的同步電機。同步電機和變頻器均建造於1977年,到1996年時已經應用了近20年,但是其精(jīng)湛的製造工藝以(yǐ)及品質,令其仍然保持著完好的運行狀態(tài)。
2009年,由於產品累計使用年限已經達到30年,昆(kūn)鋼(gāng)決定(dìng)對GHH風機配套變頻(pín)器以及自動化控製係統進行全(quán)麵改造。
此時的石義偉已經曆經十幾年的(de)曆練,由一名普通的學徒成長為昆(kūn)鋼一名優秀的電氣自動化工程師。他被委以重任負責此次6號高爐的全麵升級改造。
鋼廠設備(bèi)的改(gǎi)造非同一般工廠設備的(de)改造,設備停下一天損失都要(yào)在(zài)千萬元。因此,改造必須在不影響高爐正常生產的前提下進行。這對於西門(mén)子的專業技術以及產品是個硬(yìng)考驗。經過西門子專家與昆鋼管理層和專家的密切配合、精心組織和詳細規劃,僅僅用了一周的時間,設備安裝(zhuāng)一步到(dào)位、設備調試一步(bù)到位(wèi),在保證生產的同時,完成了GHH風機(jī)變(biàn)頻器以及自動化係統的升級改造。改造成功後,GHH風機啟(qǐ)動成功率達(dá)到100%。如(rú)今,在(zài)GHH風機以及6高爐的各項設備中,西門(mén)子的傳動係統已經走過了30多個春秋(qiū),依然穩健運行。現(xiàn)在乃至未來很長一段時間,這些設備依然是昆鋼生(shēng)產的中堅力量。
縱向集成讓數據無縫流動
走進昆鋼草鋪新區的鼓風(fēng)機控製室,抬眼(yǎn)望去左右兩側分別(bié)放著西門子可編程邏(luó)輯控製器PLC的控製櫃,中間對著高爐鼓風機的位置排列著8台液晶(jīng)顯示儀,高爐鼓風機的所有設備運行數據都在顯示屏上一覽無餘。
據石義偉介紹,為了最大限度地保證鼓風機的可靠運行,新(xīn)區1號高爐(lú)鼓風機在控製(zhì)係統上也選擇了西門子具有冗餘和故障安全(quán)功能的可編程控製器Simatic S7—400H的CPU冗餘係統,數據通訊冗餘係統等。
風機控製主要實現對主電機勵磁控製,風機(jī)靜葉(yè)及防喘控製,送風壓力,送(sòng)風流量等主(zhǔ)要指(zhǐ)標的控製。
新高爐完(wán)全解決(jué)了控製係統和驅動係(xì)統(tǒng)之間的通訊和數據互聯,大大節省了設備調試和安裝時間,新(xīn)項目(mù)的安裝調試過程隻花(huā)了25天的時間。
Small size昆鋼新區一號高(gāo)爐煉(liàn)鐵鼓風機采用了西門子全集成驅動(dòng)係統
全生命周期集成(chéng)省時(shí)省力
就像麵對著自己的老朋友,提到(dào)西門子的可編程邏輯控製係統PLC,電機、減速機、變頻器、電源適配器,石(shí)義偉都是非常的熟悉。他深知(zhī)盡全力保證風機正常運行是他工作的重要使命。統一了係統(tǒng)之後,在係統備品備件方麵的儲備相(xiàng)應減(jiǎn)少了很多,大大(dà)節約(yuē)了庫存成(chéng)本。由於驅動控製係統統一選用了西門(mén)子的產品,員工對操(cāo)作係統的(de)熟悉時間減少,熟(shú)悉程度增加,在自動化部(bù)的技術(shù)員工僅用一周時間就熟悉了(le)所有設備的維護和操作,可以完全保證風機和高爐的(de)正常運(yùn)行,這在傳統的模式(shì)中是不可想象的。由於采用同一個供應商,但凡有些技術問題需要解決,他會隨時撥打西門子(zǐ)服務熱線電話,24小時任何時間撥打(dǎ)都有專業的人士服務,對於(yú)現場中(zhōng)遇(yù)到的任何問題他都能夠(gòu)得到有效(xiào)幫(bāng)助。
全集成驅動(dòng)係統引入劃時代的變革
正是因為向昆鋼這樣的很多客戶的回饋,使得西門(mén)在多年前就已經意識到,將驅動係統與控製(zhì)係統全(quán)部整合,形成“全集(jí)成驅動係統”,進(jìn)而可以實實在在地幫助客戶提高係統的可靠性並提升其經濟效益(yì)。如今,西門子已經完全實現(xiàn)這樣的全集成(chéng)。
驅動(dòng)產品線(xiàn)的橫向集成。不同驅動產品線的橫向集成,這包(bāo)括電氣設備和機械設備的橫向集成將會成為廣大中(zhōng)國用戶越來越多的選擇。這將會幫助(zhù)用戶生產出質量更高的產品,也將(jiāng)會幫助用戶極大的提高生產效率。同時,這也會極大的降低用戶在售後服務,以及(jí)備品備件方麵(miàn)的投入。
生產和管理的縱(zòng)向集成。生產和管理的縱向集成,在生產企業內,所(suǒ)有生產線的現場設備,從驅動係(xì)統到控製係統,再到上層的製(zhì)造執行係統MES係統和企業ERP係統,能夠做到完全兼容,無縫連接,在生產企(qǐ)業中沒有信息孤島。此(cǐ)點是(shì)實現節能增效(xiào)、高效生產的重要前提(tí),也是所有(yǒu)現代化生產企業的必由之路。
產品生命周期(qī)的集成。西門子可以為客戶提供涵蓋整個產品生命周期的豐富軟件(jiàn)工具和專家服務:從產品(pǐn)設計、生產規劃、生產工程,到生產(chǎn)實施,直到服務。從而可確保優秀的性能和更佳投資保護(hù),實現最高生產力、可靠性和效率。通常一個鋼(gāng)鐵生產線新建項目需要較長時間,如果用戶選擇不同品牌的驅動產品和技術平台,其時間會更長,具體體現在:第一,項目啟動時(shí)間差(chà)。選擇(zé)不同(tóng)品牌的驅動係統需要不同的招標會議,這會增加(jiā)項目啟動的時間;第二,項目調試時間差。選擇不同品牌或技術(shù)平台的驅動係統,將(jiāng)使用戶不(bú)得不花兩(liǎng)倍以上甚至更(gèng)多的時間(jiān)進行不同係統的調試(shì)以及係統間兼容性的調試(shì);第三,人員培訓時間差。為了維護不同的驅動係統(tǒng),用戶將不得不配備更(gèng)多的係統維護工程師,也不得不花更多的時間和投資在人員的培訓(xùn)上,以確保對每個(gè)驅動係統和技術平台有所掌握。而所有的鋼(gāng)鐵生產企業,無不希望在項目立(lì)項投資後(hòu),能夠馬上進行產品生產(chǎn),因為(wéi)晚一天生產,就意味著(zhe)總投(tóu)資額0.5%的損(sǔn)失!而西門子的全集成驅動控製係統,將會幫助用戶極大的縮短產品開(kāi)發周期(qī)。
全集成驅(qū)動係統使他的(de)工作變得比以前輕鬆和(hé)高效,這也使他(tā)偶爾可(kě)以(yǐ)在走出辦公室的那一刻,抬頭看一看美麗的高原藍天白(bái)雲。石義偉深信集成的科技幫助他守護了高爐的“心髒”。