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Projeto UPS do Ningxia Iron & Steel Group: Caso de nível industrial para fabricação inteligente de aço
Ⅰ. Visão geral do projeto
- Histórico da empresa
- O Ningxia Iron & Steel Group (Ninggang Group) é o maior complexo siderúrgico moderno da Região Autônoma de Ningxia Hui, com uma capacidade anual de 2 milhões de toneladas. Ele possui equipamentos importantes, incluindo máquinas de sinterização de correia de 230m²/260m², altos-fornos de 1350m³/1580m³, conversores de 60 toneladas, lingotamento contínuo e linhas de laminação, atendendo aos setores de construção e fabricação de máquinas.
- Como uma empresa nacional de alta tecnologia certificada pela ISO 9001 e ISO 14001, ela se concentra na fabricação inteligente e ecológica.
- Requisitos de proteção de energia
- Equipamentos críticos: Os sistemas de controle PLC, os inversores de rodízio contínuo e os servidores de data center exigem fornecimento de energia 24 horas por dia, 7 dias por semana.
- Desafios ambientais: Condições de alta temperatura (45 ℃+) e poeira em áreas de alto-forno propensas a falhas de superaquecimento em fornos tradicionais UPS.
- Risco de sobrecarga instantânea: A corrente de inicialização do motor de inclinação do conversor atinge de 7 a 11 vezes o valor nominal, causando o desligamento do no-break convencional.
Ⅱ. Desafios principais
- Qualidade e confiabilidade da energia
- A interferência harmônica dos inversores do laminador leva a uma THDi (Distorção harmônica total) de 8%, reduzindo a vida útil do equipamento.
- As quedas de tensão causadas pela partida do soprador do alto-forno ameaçam a precisão do controle do PLC.
- Pontos problemáticos do gerenciamento de O&M
- A implementação descentralizada de UPS em 32 pontos de fornecimento de energia em toda a fábrica resulta em tempos de resposta superiores a 2 horas.
- As baterias de chumbo-ácido (3.000 ciclos) incorrem em custos anuais de substituição de mais de 3 milhões de RMB.
- Gargalos da eficiência energética
- O UPS tradicional opera com eficiência de 82%, com custos anuais de eletricidade superiores a 8 milhões de RMB.
- Necessidade de cumprir a meta do “14º Plano Quinquenal” de Ningxia de redução do consumo de energia de 15% por unidade de valor de produção para o pico de carbono.
Ⅲ. Soluções
- Arquitetura técnica
| Módulo | Especificações e funções |
|---|---|
| Tecnologia on-line de conversão dupla | Entrada fator de potência > 0,99, THDi < 3%, taxa de distorção da forma de onda de saída < 2% |
| Controle paralelo inteligente | Suporta operação paralela de 4 unidades, redundância N+1, balanceamento dinâmico de carga (precisão de ±1%) |
- Estratégia de implementação
- Implemente módulos de controle totalmente digitais DSP para compensar harmônicos em tempo real, reduzindo o THDi para menos de 2%.
- Adote 4 no-breaks de 100kVA em paralelo (400kVA no total), reservando espaço de expansão para o 30%.
- Integrar-se à plataforma de gerenciamento de energia do Ninggang Group para monitoramento remoto do estado de saúde da bateria (SOH).
Ⅳ. Conquistas do projeto
- Confiabilidade de energia aprimorada
- A disponibilidade do sistema atinge 99,999%, com tempo de inatividade anual não planejado < 5 minutos.
- O sistema de autodiagnóstico reduz o tempo de resposta da manutenção em 70%, com MTTR (tempo médio para reparo) ≤ 30 minutos.
- Otimização da eficiência energética
- A redução de THDi de 8% para 2% economiza 12 milhões de RMB anualmente em custos de eletricidade.
- As baterias de fosfato de ferro e lítio (10.000 ciclos) reduzem os custos anuais de manutenção em 75%.
