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宜宾西门子代理商
产品时间:2021-04-21
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对于企业乃至整个经济体而言,高效使用各种能源的能力,正日益成为至关重要的竞争优势。 新的自动化控制和预测性负载管理系统,不仅能在此发挥重要作用,而且能够快速收回成本。

先进的能源管理、热能回收利用以及自动化技术将f | glass公司的能耗降低了五分之一左右。

在德国南部古镇乌尔姆附近的Gardena工厂,在名副其实的高压环境下,工作以轻快的节奏进行着。每年,这家工厂的93台注塑机要将9400公吨塑料变成5亿个零部件,如修枝剪和手推割草机的手柄等。工厂每星期开工7天,其中周一至周五是三班倒满负荷生产,而周末则稍微轻松一些,只有少数机器和工人上工。

这是一种非常清晰的模式,而工厂的耗电量也有着同样的规律。Gardena工厂是富世华集团旗下的公司,在平常工作日,其平均耗电量在2000到2300千瓦之间。周末的耗电量则降至1000或2000千瓦,具体取决于工作量。

这种有规律的需求模式是供电公司所适应的。它知道在一个星期内,用电需求的变化规律,并制定相应的供电计划。这种模式也反映在供电公司与Gardena工厂的供电合同准则中。一方面,工厂同任何私人家庭一样必须为用电支付电费。另一方面,供电企业得保证随时为Gardena工厂提供最高2680千瓦的电能。

但超出这个限值哪怕一次,也会令工厂付出高昂代价。Gardena工厂负责自动化和负载管理的Jürgen Röck解释道:“供电公司限定了我们在15分钟时间段内的平均用电量。如果我们在哪怕一个时间段内超出了规定的最大用电量,那么,我们将为此支付高额费用,因为如果那样的话,供电公司将提高当年余下时间的保证最大供电量,当然,我们也不得不支付相应的费用。”

这样的事曾在几年前发生过。那是在复活节假期结束后,Gardena工厂的机器重新开工时,由于机器同时启动要消耗特别多的电能,因此耗电量在短期内激增至3200千瓦。Gardena工厂想避免再次发生这种事。于是,这家公司决定采用 新的负载管理技术。2010年春,工程师在Gardena工厂的变压器上安装了9台西门子Sentron PAC 3200监控装置。这些装置可以测定电流、电压和功率。测量值会被发送给Simatic S7-400控制器,由后者生成当前15分钟时间段的用电需求预测。其目标显而易见:平均用电量绝不可超过2680千瓦限值。

身为电气技术人员,Röck可以随时查看工厂的当前状态。只要在他的台式机上打开西门子Simatic WinCC Powerrate应用即可。他说:“绿色区域表示我们已经用了多少电能,橙色线条表示当前时间段剩余时间内的用电需求预测。因此,我们能立即看出是否有超出最高限值的危险。”

如果过于接近限值,那么,系统将自动作出响应。控制器将逐步降低用电量,直至用电回归正常范围。它将按200千瓦一级,逐级降低从过程水(用于冷却注塑机模具)中回收热能的系统的功耗。这样做所导致的短期温度升高不会构成问题。同样,用于塑料颗粒的烘干机也可以灵活响应负载管理需求。可以按28千瓦一级,分4级降低其功耗。

许多企业已实现了高效、节能的生产过程——但仍有巨大潜力尚待挖掘。

事实证明,这个控制系统非常有效。自其安装以来,用电量从未超出规定的最大值。Röck表示:“由于我们已经使用了大量西门子设备,因此,负载管理系统的安装并未花费多少成本。譬如,我们能够使用现有的S7通信系统,在西门子控制器之间传送数据。由于其能降低尖峰负载,这个负载管理系统将在一年内收回成本。”

Gardena工厂打算进一步扩展其能源监控系统。譬如,在不久的将来,Röck将能使用Win CC来持续追踪压缩空气和供热系统的运行状况。尽管他不能利用这个工具来左右用电量,但其读数将为他提供关于可能的管道泄漏或消耗大量电能的泵机的宝贵线索。

避免负载尖峰。用电需求管理之所以成为工业界的热门话题,是因为生产过程中的负载尖峰会令工厂付出巨额代价。但在未来,企业将不仅有能力避免异常需求尖峰,而且还能够利用智能负载管理系统,正好在电网超量供电时使用电能。西门子能源德国业务主管Frank Büchner博士说:“如果将用电密集型生产过程改到供电充足、电价低廉的时段,那么,这将在无形中协助稳定电网。这样做的企业也能受惠于低廉电价,并且减轻对供电现状的依赖——它们可以为可持续能源转型政策的成功作重要贡献。”

除负载管理之外,企业也越来越多地投资于提高能效的举措,它们的努力获得了丰厚回报。据德国联邦统计局计算,从1990年到2012年期间,德国的能源生产率提高了46%。因此,如今在德国开展经营活动的普通企业,其生产产品或提供服务所需耗用的一次能源已大大减少。德国联邦政府的目标是到2020年,将能源生产率提高至1990年时的两倍。

在实现这一目标的过程中,监控系统将扮演重要角色,因为它们可显示哪些地方存在能源浪费。至关重要的因素是,使用高效组件和系统来回收利用未使用的能量,如废热。通过利用这些方式提高效率,企业不仅能减少温室气体排放、保护环境,而且有助于保障其自身利益,因为在能源价格不断上涨的时代,能否最大限度地提高能效,将直接决定一家企业在国际市场上的命运。

在西门子的数十座工厂,譬如一个医疗设备生产基地(上右图),节能增效技术投资已在短短几年内收回成本。

对于正向可持续能源供应转型的德国,情况更是如此。西门子德国*执行官Rudolf Martin Siegers指出:“德国企业支付的电费,已比欧洲平均电价高出24%,更是美国企业的三倍。因此,节能投资绝不是额外开支——相反,这是企业的生存之道。”

尽管如此,这一领域仍有巨大潜力尚待挖掘。据斯图加特大学生产能效研究所(EEP)、德国工业联合会(BDI)、德国能源署(dena)和TüV Rheinland于2013年12月首次联合发布的《德国工业能效指数》称,企业在提高能效方面的投资依然太少,尽管这些投资能够创造丰厚利润。

研究人员对机器生产、金属冶炼以及塑料和玻璃制品等行业的80家企业进行了调查。斯图加特大学生产能效研究所的Robert Kasprowicz在报告中称,“约三分之二的企业打算仅将其投资的不到5%投入能效领域。只有9%的企业计划将其投资的20%以上用于节能领域。”

这种不情愿的态度,源于许多企业都要求在短短30到36个月内完全收回投资,它们并不准备做更长久的投资,尽管大多数情况下,总占有成本分析表明这样的投资是值得的。在总结这项研究的结果时,Kasprowicz是这样说的,“人人都在谈论节能增效,但实际投入远远不够。”

继2013年底开展的首次研究之后,参与机构打算每隔6个月发布一份新的研究报告,并根据研究结果,同时结合Ifo经济研究所计算出的商业气候指数,计算出能反映能效领域的发展现状和趋势的能效指标。

通过充分利用废热,可将工业能耗降低12%。

弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所(IPA)的Sylvia Wahren也认为,能效领域的改进空间巨大。Wahren是一位能效专家,她也为企业提供项目顾问服务,她说:“关于能效的讨论热火朝天,然而,大多数企业并未完全明白其中的道理。譬如,对140摄氏度以上的废热进行回收利用,将获得多达320拍焦耳的热能可供使用。这相当于德国工业能耗的12%左右。”在她看来,许多企业采取了成本低、见效快的举措,如高效照明系统,但却不愿利用蒸汽轮机或有机兰金循环来进行废热发电。

通过采取节能增效措施,位于柏林的西门子燃气轮机工厂,每年可节省27万欧元的能源成本。

而无论如何,后者也是一种可选方案。位于德国Osterweddingen的f|glass公司就是这样的典型例子。每天,这家公司位于马格德堡附近的生产工厂要生产出最多700公吨的特种玻璃,其中一些是太阳能行业使用。这座工厂拥有全球现代化程度最高、同时也是能效最高的玻璃生产基地之一。得益于其全自动生产系统、先进的能源管理,以及智能热能回收利用,这座工厂的玻璃生产能耗比类似企业低大约20%。

为了实现这样的能效水平,沿工厂长约700米的生产线部署了3000多个测量点,这些测量点向SIMATIC PCS 7过程控制系统输送数据,后者则保证全年全天候不间断地运行。工厂采用的节能增效技术包括,西门子生产的最高发电容量为3200千瓦的蒸汽轮机,它可以将熔炉产生的大部分500摄氏度废热转换为电能。仅这台轮机的发电量,就能满足工厂玻璃生产用电需求的四分之一。

竞争力的关键要素。工厂的过程控制系统还保证了优化的能源管理。一定程度上归功于西门子提供的高能效变频传动系统,这个过程控制系统能将用电量降至最低。因而,提高能效和削减成本是帮助f | glass公司在全球市场上立于不败的因素之一。对于玻璃行业,这种类型的解决方案特别有益。同水泥生产、基本化学制品生产和金属冶炼等行业一样,玻璃生产行业也是能源密集型行业之一,这些行业的总能耗占德国最终能耗的12%左右。

EEP专家预计,只要采用先进的工艺工程技术,到2035年,这些行业则可以将其能耗最多减少14%。他们开展的调查表明,塑料和玻璃生产商已经准备这样做。这些领域的企业正打算加大对节能增效技术的投资。Siegers指出:“对于这些企业而言,能效扮演着越来越重要的角色。它们已经认识到,能源和资源的使用效率是其竞争力的关键要素。”

生产厂房也能为提高能效作出贡献,西门子在其生产基地证明了这一点。2005年,西门子发起了一个分5阶段进行的“节能增效计划”,首先是“能效检查”,然后是能源使用情况和节能增效潜力分析,最后是实施和监控已经部署到位的改进措施。西门子楼宇科技的Peter Marburger负责监管这个项目,他说:“通过采取各种各样的改进措施,包括优化能源采购、改进基础设施、提高生产作业能效、以及改变工厂工人行为等,不一而足。截至目前,我们已经对大约100座工厂进行了‘能效检查’,我们还在26座工厂采取了旨在提高能效的举措。西门子能够实现其为自身定下的从2006年到2011年将二氧化碳排放量降低20%的目标,这个计划功不可没。”

4年收回投资。位于德国克雷费尔德的西门子铁路技术工厂,是节能增效计划产生丰厚回报的好例子。在一次性投资约400万欧元之后,这座工厂的年二氧化碳排放量减少了2300吨,每年节省能源成本近70万欧元。其所采取的最重要的措施是,安装了一套燃气热电联产(CHP)设备、一个实现了热能回收利用的新通风系统、以及一个能源监控系统——它可以记录工厂的当前能源使用情况,这些记录可用于考量节能增效项目的绩效。得益于这些举措,其能源成本降低了15%,二氧化碳排放量减少了20%。

在其他工厂,西门子也取得了类似成效。譬如,在位于柏林的西门子燃气轮机工厂,每年可节省27万欧元能源成本,减排二氧化碳约1100吨。在巴伐利亚州小镇Kemnath,节能增效措施每年可帮助西门子的一座医疗设备工厂节省50多万欧元能源成本,减排二氧化碳约2700吨,减排幅度高达25%左右,远远高于西门子最初设定的目标。在大多数这样的工厂,节能增效技术投资都能在大约4年后收回成本。Marburger总结道:“我们正面临一种模式的转变。过去,我们为可持续发展买单,现在,可持续发展为自己买单。”

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