ソルベイ･ソディ社は、PowerFlex 7000で電力消費量を20%以上削減し、排出量を削減

背景:

化学産業は多くの面で厳しく法制化されています。製造する製品だけでなく、多くの場合、資本資産を大量に消費する製造プロセスについても同様です。
明らかな安全上の懸念に加えて、サステナビリティ(持続可能性)は、特に原材料の使用とエネルギー消費の観点から、多くの中心的な役割を担う企業にとっても主要な目標です。一部の化学プラントの規模を考慮すると、効率がわずかに向上しただけでも、大幅なエネルギー節約につながる可能性があります。

多くの化学会社が、活動の合理化と運用の最適化を支援するために、プロセスのオートメーションと情報システムのサプライヤに目を向けているのはこのためです。
 

サステナビリティの向上

プラントのサイズと地理的な広がりにより、大規模なインフラの変更はあまり一般的ではありません。しかし、多くの人がサステナビリティの向上を見ている分野は、既存の旧式の資産のより接続され統合された制御にあります。このような場合、交換するのが不経済である古い機器は、最新の制御ソリューションを使用して、より効率的に操作およびモニタできます。

「使えない」資産を最新のオートメーションテクノロジに接続することにより、化学会社は高度な通信インフラの多くの利点を活用できます。これにより、新たに見つかった運用データをはるかに効果的に活用できるようになります。はるかに高い効率、優れた洞察、柔軟性の向上、ダウンタイムの大幅な削減につながります。
 

可能性の実現

現代の制御ソリューションの可能性を実現した企業の1つは、ブルガリアのソルベイ(Solvay Sodi)社です。同社はブルガリアで最大の産業企業の1つであり、合成ソーダ灰を生産するヨーロッパ最大の工場であり、年間150万トンのソーダを生産する能力があります。同社は1997年に、国際的な化学グループであるソルベイ(75%)とトルコの化学グループであるSisecam (25%)という大株主とともに民営化されました。

ソーダ灰はガラス産業に不可欠な原料であり、洗剤の製造、化学産業、冶金、ケイ酸塩、ガラス繊維にも使用され、重炭酸ソーダは食品、動物飼料、煙道ガスの洗浄、ヘルスケアの市場に使用されています。

デヴニャにある同社の工場は、ボイラーから供給される蒸気タービンを使用して独自の電力を生成しています。直面した問題は、ボイラーの気流は基本的に3つの古い同期モータを使用して制御され、いずれもドライブに接続されていないため、全負荷で継続的に動作することでした。これにより、蒸気発生プロセスの制御が困難になっただけでなく、ボイラープラントでも不安定性と定期的なダウンタイムが発生し、大量のエネルギー消費とそれに伴うCO2排出が発生しました。

ソルベイのデヴニャ工場の電気部門責任者であるオグニアン･イヴァノフ氏は次のように説明します。「このインフラのアップグレードの背後にある主な理由は、省エネです。これは、ソルベイのすべての工場にわたる全社的なサステナビリティのイニシアチブの中心となっています。」

ソルベイ･ソディ社は2000年からブルガリアのロックウェル･オートメーション製品の公式代理店であるローテック(Rotec Ltd.)社にアプローチしました。ローテック社は、その販売活動に加えて、自動システムのエンジニアリング、構築、および保守サービスもサポートし、ロックウェル･オートメーションを使用したアプリケーションのサポートの優れた実績を提供しています。
 

効率および制御性

ローテック社のセールスマネージャであるミルン･ミレフ氏は次のように説明します。「私達はソルベイ･ソディ社のチームにAllen-BradleyのPowerFlex® 7000可変周波数ドライブを組み込むことで会社が達成する効率と制御性を示しました。過去16年間にわたって成功裏に支援してきた他のプロジェクトへの取り組みのおかげで、私たちは実際に実証することができました。PowerFlex 7000ドライブは、プロセス変数とタービン需要に一致するようにモータの速度を正確に制御する手段をソルベイ･ソディ社に提供しました。」

3つのドライブ(6kV – 900, 1,800, および2,400kW)は、Profibusを介してプラントの既存の分散制御システム(DCS)に接続されています。それらは動作において信じられないほど堅牢であり、市場に出回っている他の高圧機器よりも電力変動の影響をはるかに受けにくいです。これらは、突入電流を制限するための大型モータのソフトスタートや、複数のモータの速度制御に使用できます。

バイパス機能のおかげで、PowerFlexドライブテクノロジは最大の稼働時間を促進し、問題が発生した場合に完全な同期制御を提供します。同期転送は、コンポーネントの機械的な摩耗を制限するのにも役立ちます。これにより、最終的にモータの寿命が延び、メンテナンスの必要性が減少します。

ミレフ氏は次のように説明します。「このプロジェクトには3つの主要な目標がありました。まず、ドライブの設置と立上げに3週間しかかからず、迅速な配備を保証する必要がありました。第二に、バイパス機能を備えたソリューションを提供する必要があり、第三に、電圧変動の場合にシステム全体の安定性を改善する必要がありました。」
 

機器の寿命の延長

パフォーマンスの結果は印象的で、エネルギー節約は20%でピークに達します。これは、1時間当たり約1MWに相当します。「ソルベイ･ソディ社は、デヴニャ工場で達成したことに非常に満足しています」と、ミレフ氏は熱狂しています。「1年半の間に潜在的なダウンタイムのインシデントは1回しか見られませんでした。これは、電力システムの問題が原因でした。しかし、ドライブはバイパスに切換えることで正常に機能しました。モータはどの時点でも停止しませんでした。より正確な制御により、ソフトスタート機能と速度制御により、ファンの作業条件も改善されました。これらのそれほど過酷でない動作条件は、補助装置の寿命も延ばしています。」

イヴァノフ氏は次のように説明します。「2018年の電力消費量の測定値を2017年の測定値と比較すると、結果は非常に印象的です。1つのファンシステムで3,158MWh、2番目で681MWh、3番目で4,333MWhを節約しました。これにより、3つすべてで合計8,173MWh、つまり1日当たり22MWhの節約になります。これはCO2排出量の削減にも相当し、企業のサステナビリティキャンペーンと非常に一致しています。」