據(jù)國際糖業(yè)組織（ISO）稱，2012年的全球制糖業(yè)迎來了連續(xù)第二年的全球生產(chǎn)嚴(yán)重過剩，全球生產(chǎn)量比消費量多出創(chuàng)紀(jì)錄的1030萬噸，而前一年是920萬噸。ISO指出全球生產(chǎn)量增加了950萬噸達(dá)到前所未有的1.813億噸（原始數(shù)值），這是由巴西、美國和印度的產(chǎn)量增加所驅(qū)動的，當(dāng)然這其中也包括中國重新恢復(fù)的巨大產(chǎn)量。
連續(xù)四年的生產(chǎn)過剩穩(wěn)步積累了充足的糖供應(yīng)量，自此全球糖制造業(yè)一直在努力解決由此造成的價格下降。事實上，根據(jù)世界銀行2015年1月發(fā)布的商品市場前景預(yù)測，糖價格（全球，2010美元）預(yù)計今年仍將下降，且下降趨勢將持續(xù)到2025年。
應(yīng)對挑戰(zhàn)
為了應(yīng)對制糖業(yè)的嚴(yán)重價格競爭，制造商正在通過改善加工效率來增加甘蔗產(chǎn)量并提高工廠利用率，進(jìn)而提高其生產(chǎn)效率。
“制糖業(yè)正在經(jīng)歷重要的現(xiàn)代化過程，”西門子公司DF/PD泰國分部和東盟過程自動化分部的高級副總裁Dieter Broeckl說。“泰國有許多糖加工廠，這些工廠的投資者正在想辦法從投資中獲得更多回報。”
這意味著他們必須積極尋找有助于節(jié)省成本或讓資產(chǎn)更高效的技術(shù)理念。對于Kaset泰國國際糖業(yè)股份有限公司（KTIS）而言，這意味著將其現(xiàn)有的蒸汽渦輪機(jī)制糖系統(tǒng)升級為現(xiàn)代化西門子的全集成驅(qū)動系統(tǒng)（IDS）解決方案。
KTIS是泰國第三大糖生產(chǎn)商。據(jù)甘蔗和糖管理辦公室稱，2013~2014年度它生產(chǎn)了約106萬噸糖，占泰國總產(chǎn)量的9.31%。
KTIS經(jīng)營著三座制糖廠，分別是那空沙旺的Kaset泰國工廠、烏達(dá)臘迪工廠以及那空沙旺的Ruampol工廠。目前，這三座制糖廠的總產(chǎn)量約為8.8萬噸每天。特別是Kaset泰國工廠，其甘蔗產(chǎn)量約為每天5.5萬噸。據(jù)說這是世界上產(chǎn)量最大的制糖廠。除了三座制糖廠，KTIS還有一座乙醇工廠、一座漂白蔗渣紙漿廠、一座發(fā)電廠和一座顆粒有機(jī)肥料廠（其原料來自于制糖的副產(chǎn)品：蔗渣和糖蜜）。特別值得一提的是KTIS的制糖廠和漂白蔗渣紙漿廠都配備了電力與蒸汽發(fā)生模塊，它以蔗渣為主要原料。該公司的三座制糖廠和其他工廠在生產(chǎn)過程中都使用電力與蒸汽發(fā)生設(shè)備。同時，把多余的電力賣給電網(wǎng)。
KTIS已經(jīng)在制造設(shè)備上持續(xù)投資以提高其生產(chǎn)效率，并利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢來提高生產(chǎn)能力。據(jù)KTIS集團(tuán)首席執(zhí)行官ParphanSiriviriyakul稱，公司目標(biāo)是成為最好的高效制糖廠，可以在較低成本下運營并且減少對環(huán)境的影響。“另一個目標(biāo)是從壓榨作業(yè)中獲取最多的甘蔗汁來增加糖產(chǎn)量，同時獲得最干燥的蔗渣作為發(fā)電廠的原料。”他說。
為此，KTIS已經(jīng)投資了約2~3億泰銖（約600~900萬美元），用于由Allied-Tek工程公司推薦的采用西門子IDS技術(shù)的全集成驅(qū)動系統(tǒng)，以提高其資產(chǎn)利用率，降低運營成本，進(jìn)一步提高可持續(xù)性，以及增加營業(yè)額。
“我們的工程團(tuán)隊對于選擇Allied-Tek和西門子的IDS解決方案充滿信心，因為它是值得信賴的品牌，擁有優(yōu)質(zhì)的機(jī)器質(zhì)量和服務(wù)。”Parphan說。總部位于泰國的Allied-Tek是一家工程公司，專門服務(wù)于甘蔗制糖廠、橡膠塊廠和重工業(yè)耐磨零件。對于這個特殊項目，Allied-Tek為Kaset泰國工廠的6號制糖機(jī)（制糖機(jī)組的最后一臺）安裝了CM 5303-HF甘蔗制糖機(jī)，這是一個六輥式制糖機(jī)。該系統(tǒng)由位于制糖機(jī)和壓力給料器的兩組獨立驅(qū)動器驅(qū)動。
每個傳動機(jī)組都包含一個西門子H-Compact交流感應(yīng)電機(jī)、一個Sinamics變速傳動裝置和一個西門子Flender行星齒輪箱，它將電力傳輸至與甘蔗制糖機(jī)直接相連的耦合箱和尾桿。直接耦合結(jié)構(gòu)和行星齒輪箱在電力傳輸?shù)拿恳粋€階段最大限度的持續(xù)降低能量損耗，而變速傳動的感應(yīng)電機(jī)為制糖機(jī)提供了操作靈活性。所有這些都是垂直控制的，并且與西門子PCS7自動化系統(tǒng)集成在一起使用。
“使用此配置，在制糖季節(jié)我們的甘蔗制糖機(jī)能達(dá)到最佳壓榨效率，無論甘蔗品質(zhì)、數(shù)量和壓榨輥的狀況如何。”Allied-Tek公司總經(jīng)理SomkiatWongkittikul說。
技術(shù)影響
Somkiat談到，與KTIS原來使用的汽輪機(jī)與開式齒輪傳動系統(tǒng)相比，電氣傳動機(jī)組提供了非常靈活的制糖操作。“一旦制糖廠在壓榨季節(jié)開始時完成設(shè)置，就可以一直運行而無需重新調(diào)整，從而為工廠節(jié)省了不必要的停機(jī)時間。”他解釋說。“基本上如果是使用汽輪機(jī)系統(tǒng)，能達(dá)到的最高效率在47%~48%，這是因為僅僅是汽輪機(jī)就會使整體系統(tǒng)的效率下降40%。”西門子公司機(jī)械傳動部總經(jīng)理Christian Darmali說。
與汽輪機(jī)設(shè)置相比，KTIS使用西門子的IDS解決方案后可以輕松將其制糖效率提高30%。“使用Allied-Tek的新制糖機(jī)，你立刻就能提高工廠的效率。這意味著立即多出了30%~40%的電力供Kaset泰國工廠使用，或者提供給電網(wǎng)。”Darmali解釋。
西門子的電機(jī)和逆變器與高轉(zhuǎn)矩的西門子行星齒輪箱的結(jié)合顛覆了一切。“當(dāng)我們淘汰了汽輪機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)（也就是高速齒輪箱、中速齒輪箱和最終階段齒輪箱）之后，效率也提高了。所以我們預(yù)估傳動機(jī)組的總系統(tǒng)效率將超過94%，即使計算耦合箱和壓榨齒輪后，系統(tǒng)效率至少也有80%。與之前的工作狀況相比，系統(tǒng)效率已經(jīng)提高了47%。”Darmali說。
Broeckl說能源是關(guān)鍵。“使用該驅(qū)動解決方案，KTIS現(xiàn)在能夠應(yīng)對壓榨工藝中的所有挑戰(zhàn)，同時他們可以更好的控制工藝，而且這一切都減少了能源的使用量。”他說。
較少的維護(hù)
西門子IDS解決方案只需很少的維護(hù)，而且同時提供了更安全的工作環(huán)境。例如，在這個項目中，制糖廠里的高溫、高壓蒸汽管道已經(jīng)被淘汰，同時渦輪機(jī)與風(fēng)輪機(jī)發(fā)出的嘶嘶的高音噪聲也被消除。
據(jù)Allied-Tek稱，無論是在老系統(tǒng)中還是在新系統(tǒng)中，都有很多部件是KTIS操作員所熟悉的，而這些部件在新老系統(tǒng)中也采用了相同的原理。“我們已經(jīng)為制糖廠開發(fā)了很多磨損部件用于整個壓榨期，維護(hù)工作可以在淡季進(jìn)行。”Somkiat說。“我們還增加了一些工具來幫助監(jiān)控操作過程中的工廠條件，如果操作員懷疑設(shè)備出現(xiàn)問題，他可以計劃停機(jī)時間以避免造成更大的損失。”
Somkiat稱傳動機(jī)組需要的維護(hù)更少。行星齒輪箱只需潤滑檢查，而電機(jī)只需普通的壓縮空氣清洗。所有電氣柜都安裝在空調(diào)房間內(nèi)；因此操作員只需要關(guān)心空氣過濾器的除塵以及濕度監(jiān)控。
西門子的優(yōu)勢
制糖工業(yè)是“季節(jié)性”的，這意味著工廠只能在收割期的5~6個月時間內(nèi)運營。如果設(shè)備出現(xiàn)故障或事故造成在這段時間內(nèi)不能正常運轉(zhuǎn)，那么工廠將面臨巨大損失。因此設(shè)備和機(jī)械的可靠性與效率是至關(guān)重要的。
當(dāng)問到他們?yōu)槭裁催x擇西門子作為驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)供應(yīng)商時，Somkiat說當(dāng)時他們正在尋找一個強(qiáng)大、緊湊且易于操作的驅(qū)動系統(tǒng)，它可以在惡劣環(huán)境中運轉(zhuǎn)，但只需要極少的維護(hù)。“西門子的IDS非常符合我們的要求。”
Somkiat指出除了系統(tǒng)本身的品質(zhì)，來自西門子的所有支持對公司也很重要。“因為我們是一個工程公司，我們的設(shè)計團(tuán)隊需要整個過程的技術(shù)信息來為實際應(yīng)用設(shè)計‘合適’的解決方案。”他補(bǔ)充說。
在30年的經(jīng)營過程中，Allied-Tek在為任何客戶研發(fā)或創(chuàng)造解決方案時，一直在尋找“合作伙伴”而不是供應(yīng)商。“西門子是我們的長期合作伙伴之一，從2000年的第一個項目至今，我們對于雙方的合作一直都非常有信心。”Somkiat說。
未來擴(kuò)張
據(jù)Parphan稱，西門子IDS是值得制糖廠投資的。他說基于新設(shè)備的成功，他們將在制糖廠中繼續(xù)投資安裝西門子IDS解決方案。
“我們希望在我們的Ruampol制糖廠中安裝西門子IDS解決方案來獲得與Kaset泰國工廠相同的效益。”Parphan總結(jié)說。
