大慶製油所は、年間のエネルギー消費量を41%削減

大慶製油所、エネルギー使用量を41%削減

ソリューション

結果

  • エネルギー消費量が30~41%削減された(生産量によって異なる)
  • メンテナンスコストを年間で15,000ドル削減
  • ダウンタイムの低減
  • 投資に対する見返りが2年半で実現した

中国で収益最大の製油所がPowerFlex 7000を導入し、節電とメンテナンスコストの削減に見事成功

大慶製油所は中国のトップ10に入る製油所で黒竜江省大慶に所在、年間総売上は1000万ドルを超えます。

1963年に設立され、中国最大の石油生産者ペトロチャイナ傘下の大慶石油化工が所有、市場シェアの50%を占めます。

大慶製油所では、ガソリン、ディーゼルオイル、ケロシン、パラフィンなど600,000トンもの石油製品を生産しており、これらを中国全土で販売しています。

課題

2001年、中国が世界貿易機関に加盟して以来、誰もが競い合って安い輸入品を求める中、中国の産業セクタは費用効率と生産効率を高めなければならないという新しい課題に直面しています。販売価格を下げ健全な市場シェアを保つために、生産コストを削減させる必要性がこれまで以上に高まっています。

大慶製油所では、3,500トンの減圧処理ラインの原油ポンプにより、一定した生産量(1日当たり8,000~10,600トン)を維持しています。その過程において原油ポンプは大量の電力を消費していました。

競争力を維持しもっと価格を下げるには、効率のよいポンプ制御法を見つけ無駄な電力消費を削減するのが最もよい方法でした。

大慶製油所ではその他にも、メンテナンスコストとダウンタイムの低減という課題がありました。当時のポンプは8,000時間ごとに定期保守が必要でした。これは年間に2日のダウンタイムに相当する数字で、ダウンタイム1日当たりの経済的損額は平均16,438ドルでした。継続的に保守が必要な理由は、生産量にかかわらずポンプモータが全速で稼働していたことが大きな原因でした。

当事、同製油所では、バルブスロットル制御法を採用しており、これで、ノンストップ高速稼働のポンプモータを管理していました。この方法では、流量の変化(負荷需要の変化)に合わせ、ポンプ出口にあるスロットルバルブが定期的に調節されます。

しかし、このシステムは負荷需要が低いときでもエネルギー消費量が高いという問題があり非効率でした。また、高速稼働による摩耗や損傷も絶えませんでした。また、スロットル制御法の場合、パイプ圧の上昇によってオイル漏れが起こり、シールを頻繫に交換しなければならないという課題もありました。

ソリューション

不必要な電力消費を削減するには、ポンプモータに信頼性の高い高圧(MV)ドライブソリューションを搭載する必要がありました。

大慶製油所が見つけたソリューションは、6kV整流器と6kVインバータを搭載したAllen-Bradley®のPowerFlex® 7000 MVドライブでした。これなら、単純で信頼性が高く、出力トランスを用いなくても少数の6.5kV電源装置で簡単に製造できます。

PowerFlex 7000は電流源インバータパルス幅変調(CSI-PWM)技術を採用、少数の電源装置で単純に電力を供給することができます。また、PowerFlex 7000ドライブは過電流に対する保護がしっかりしています。ヒューズや電子ヒューズ回路がなくドライブ自体の構造は単純ですが、電源装置はしっかり保護されるのです。

結果

大慶製油所は、3段階ある生産量(1日当たり9,000トン、9,600トン、10,500トン)を市場の需要に合わせて切換え生産しています。これほど大量の石油を生産し続け、同時にエネルギー消費効率を改善してコストも削減できました。この大成功は、ロックウェル・オートメーションのソリューションを導入した結果です。

原油ポンプの稼動に必要な電力は、生産量9,000トンの場合、以前の426KW/hからPowerFlex 7000の据付後、250KW/hに削減されました。大慶製油所の1年当たりの節電量は1,533,312KW/hで、これは年間のエネルギー消費を41%削減する数字です。

生産量9,600トンの場合に必要な電力は、以前の527KW/hからPowerflex 7000の据付後、370KW/hに削減。1年当たりの節電量は1,370,397Kwhで、年間のエネルギー消費が30%削減されます。

生産量10,500トンの場合に必要な電力は、以前の584.8KW/hからPowerFlex 7000の据付後、400KW/hに削減。1年当たりの節電量は1,609,977Kwhで、年間のエネルギー消費が32%削減されます。

そのうえ、新ソリューションはポンプモータを過電流から保護する、ヒューズや電子ヒューズ回路がなくドライブシステム自体の構造が単純という利点もあります。メンテナンスコストが削減されダウンタイムも低減、年間15,000ドルものコスト節減が実現しました。

大慶製油所のコスト節減額をすべて合算すると、2年半でプロジェクト投資に対する見返りが実現したことになります。見事大成功を収めた大慶製油所のプロジェクト。そのためソリューション導入1年後には、大慶石油化学の姉妹プラントすべてを対象にPowerFlex 7000据付の説明会が行なわれました。

同プラントの主任エンジニアであるハングイング・ウー氏は、ロックウェル・オートメーションのソリューションを信じたことが経済上、正しい決断だったと述べています。

ウー氏は次のように述べています。「製品の選択にあたり、当社が最も重視したのはシステムの信頼性でした。Allen-BradleyのCSIPWMは電源装置の構造がよくモジュール構造となっており、コンポーネント数が少なくて済みます。過電流に対する保護もしっかりしているという点もすぐれています。

技術面を慎重に比較、分析した結果、ロックウェル・オートメーションのソリューションを導入することにしました。本当にすばらしく、我々の決断が正しかったことが実証されました。」

ここで紹介した成果は、大慶製油所でロックウェル・オートメーションの製品を独自の用途に活用し、その他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

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