大慶製油所はエネルギー使用量を41%削減

背景

中国のトップ10の石油精製所の1つとして、黒竜江省の大慶市にある大慶製油所工場の年間総売上高は1,000万ドルを超えています。

1963年に設立されたこの製油所は、中国最大の石油生産プロバイダの子会社である大慶石油化学会社の一部です。ペトロ･チャイナ･グループは、50％の実質的な市場シェアを持っています。

大慶製油所は、量的には、ガソリン、軽油、灯油、パラフィンなど、中国全土で販売されている石油製品で年間60万トンを生産しています。
 

課題

中国が2001年に世界貿易機関に加盟して以来、より安価な輸入製品と競争する意欲が、費用対効果と生産効率の新たな課題に対処するために国の産業部門を推進してきました。これまで以上に、コスト削減は、健全な市場シェアを維持するために低い販売価格を提供する上で重要な要素です。

大慶石油化学精製所では、3,500トンの減圧プロセスラインからの原油ポンプが、1日当たり8,000〜10,600トンの原油の安定した流量を維持しています。しかし、原油ポンプはその過程で大量の電気エネルギーを消費しました。

無駄なエネルギー消費を削減するためのより効率的なポンプ制御方法を見つけることは、競争力を維持し、価格を下げるために、プラントの重要な価値の推進力でした。

大慶工場が直面している他の問題は、メンテナンスコストとダウンタイムでした。既存のポンプは8,000時間ごとに定期的なメンテナンスが必要でした。そのため、年間2日間のダウンタイムが発生し、1日当たりの平均経済的損失は16,438ドルでした。このような継続的なメンテナンスは、主に、生産出力レベルに関係なく、ポンプモータがフルスピードで動作したためです。

以前、大慶のエンジニアは、ポンプモータのノンストップ高速を管理するためにバルブスロットル制御方式を採用していました。 この方法では、ポンプの出力にあるスロットルバルブを定期的に調整して、オイル流量の変化する負荷要求に対応します。

しかし、このシステムは、低負荷需要でも高エネルギー消費の問題と、ポンプの高速運転による摩耗が続くため、非効率的であることが判明しました。また、絞り制御方式により配管圧力が上昇し、油漏れが発生し、シールの交換が頻繁に必要になりました。
 

ソリューション

過剰な電力消費を削減するために、信頼性の高い真の高圧(MV)ドライブソリューションは、大慶製油所のオイル･ポンプ･モータ･アプリケーションに不可欠でした。

大慶工場は、6kV整流器と6kVインバータを備えたAllen‑Bradley®のPowerFlex® 7000 MVドライブを使用して、出力トランスなしでより少ない6.5kVパワーデバイスで簡単に製造できる、シンプルで信頼性の高いソリューションを見つけました。

PowerFlex 7000は、電流源インバータ-パルス幅変調(CSI-PWM)テクノロジを使用して、より少ないパワーデバイス数で簡素化された動力構造を提供します。PowerFlex 7000ドライブは、パワーデバイスを保護するためにヒューズや電子ヒューズ回路を必要としない強力な過電流保護機能により、この効率を可能にし、ドライブの複雑さを簡素化します。
 

結果

市場の要求に応じて、大慶製油所の生産量は3つのレベル(1日当たり9,000トン、1日当たり9,600トン、1日当たり10,500トン)の間で異なります。ロックウェル･オートメーションのソリューションの場所で、プラントは、より効率的なエネルギー消費でお金を節約しながら、そのような重要な生産数を維持するために長い道のりを歩んできました。

PowerFlex 7000の250KW/hでの改造後の消費電力と比較して、9,000トンの生産量の場合、オイル･ポンプ･モータの動作には426KW/hが必要でした。大慶製油所は年間1,533,312KW/hを節約し、年間のエネルギー消費量を41%削減します。

Powerflex 7000のレトロフィット後の電力消費量が370KW/hであるのに対し、オイル･ポンプ･モータの動作には9,600トンの生産量で527KW/hが必要でしたが、大慶製油所は年間1,370,397Kwhを節約し、年間のエネルギー消費量を30%削減します。

PowerFlex 7000のレトロフィット後の電力消費量が400KW/hであるのに対し、オイル･ポンプ･モータの動作には10,500トンの生産量で584.8KW/hが必要でしたが、大慶製油所は年間1,609,977Kwhを節約し、年間のエネルギー消費量を32%削減します。

さらに、新しいソリューションは、ポンプモータを過電流から保護し、ヒューズと電子ヒューズ回路をなくすことで駆動システムを簡素化します。年間15,000ドルが節約され、メンテナンスコストとダウンタイムが削減されます。

大慶製油所での総節約により、プロジェクトの投資収益率(ROI)は2.5年になりました。このプロジェクトは大慶製油所で大成功を収めたため、1年間の操業後、大慶石油化学のすべての姉妹プラントにPowerFlex 7000の改造を紹介する会議が現場で開催されました。

工場のチーフエンジニアであるHangying Wu氏は、ロックウェル･オートメーションのソリューションに対する彼の信頼は正しかったと述べています。

Wu氏は次のように述べています。「システムの信頼性は、製品を選択する際の主要な基準です。Allen‑BradleyのCSIPWMは、モジュール構造、少数のデバイスコンポーネント、および強力な過電流保護機能を使用する素晴らしい電源構造設計を備えています。」

「慎重な技術的比較と分析の結果、ロックウェル･オートメーションのソリューションを選択することにしました。ドライブの優れたパフォーマンスは、私たちの決定が正しいことを証明しました。」