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Proyecto UPS de Ningxia Iron & Steel Group: Un caso industrial para la fabricación inteligente de acero
Ⅰ. Visión general del proyecto
- Antecedentes de la empresa
- Ningxia Iron & Steel Group (Ninggang Group) es el mayor complejo siderúrgico moderno de la Región Autónoma Hui de Ningxia, con una capacidad anual de 2 millones de toneladas. Posee equipos clave, como sinterizadoras de cinta de 230m²/260m², altos hornos de 1350m³/1580m³, convertidores de 60 toneladas, coladas continuas y líneas de laminación, que abastecen a los sectores de la construcción y la fabricación de maquinaria.
- Como empresa nacional de alta tecnología certificada por ISO 9001 e ISO 14001, se centra en la fabricación inteligente ecológica.
- Requisitos de protección eléctrica
- Equipos críticos: Los sistemas de control PLC, los inversores de colada continua y los servidores de centros de datos requieren un suministro eléctrico ininterrumpido.
- Retos medioambientales: Condiciones de alta temperatura (45℃+) y polvo en zonas de altos hornos propensas a fallos por sobrecalentamiento en los hornos tradicionales. UPS.
- Riesgo de sobrecarga instantánea: La corriente de arranque del motor basculante del convertidor alcanza entre 7 y 11 veces el valor nominal, lo que provoca paradas convencionales del SAI.
Ⅱ. Principales retos
- Calidad y fiabilidad de la energía
- Las interferencias armónicas de los inversores de los trenes de laminación provocan una THDi (distorsión armónica total) de 8%, lo que acorta la vida útil de los equipos.
- Las caídas de tensión provocadas por los arranques de los sopladores de los altos hornos amenazan la precisión del control del PLC.
- Puntos débiles de la gestión de O&M
- El despliegue descentralizado de SAI en 32 puntos de suministro eléctrico de toda la planta se traduce en tiempos de respuesta superiores a 2 horas.
- Las baterías de plomo-ácido (3.000 ciclos) tienen unos costes anuales de sustitución de más de 3 millones de RMB.
- Cuellos de botella de la eficiencia energética
- El SAI tradicional funciona con una eficiencia de 82%, con unos costes anuales de electricidad que superan los 8 millones de RMB.
- Necesidad de cumplir el objetivo del “XIV Plan Quinquenal” de Ningxia de reducir en 15% el consumo de energía por unidad de valor de producción para el pico de carbono.
Ⅲ. Soluciones
- Arquitectura técnica
| Módulo | Especificaciones y funciones |
|---|---|
| Tecnología en línea de doble conversión | Entrada factor de potencia > 0,99, THDi < 3%, tasa de distorsión de la onda de salida < 2% |
| Control paralelo inteligente | Admite el funcionamiento en paralelo de 4 unidades, redundancia N+1, equilibrio de carga dinámico (precisión ±1%) |
- Estrategia de aplicación
- Despliegue módulos de control totalmente digitales DSP para compensar los armónicos en tiempo real, reduciendo la THDi por debajo de 2%.
- Adopta 4×100kVA SAI en paralelo (400kVA en total), reservando espacio de expansión 30%.
- Integración con la plataforma de gestión energética del Grupo Ninggang para la supervisión remota del estado de salud de las baterías (SOH).
Ⅳ. Logros del proyecto
- Mayor fiabilidad energética
- La disponibilidad del sistema alcanza el 99,999%, con un tiempo de inactividad anual no planificado < 5 minutos.
- El sistema de autodiagnóstico acorta el tiempo de respuesta de mantenimiento en 70%, con un MTTR (tiempo medio de reparación) ≤ 30 minutos.
- Optimización de la eficiencia energética
- La reducción de THDi de 8% a 2% ahorra 12 millones de RMB anuales en costes de electricidad.
- Las baterías de litio hierro fosfato (10.000 ciclos) reducen los costes anuales de mantenimiento en 75%.
