Trong lĩnh vực tan chảy công nghiệp, cấu hình của lò điện là cực kỳ quan trọng đối với hiệu quả sản xuất, Tiêu thụ năng lượng, và lợi tức đầu tư.
Các thiết lập phổ biến bao gồm “một đổi một” (một nguồn điện tần số trung bình cho một thân lò) Và “một cho hai” (một nguồn điện tần số trung bình cho hai thân lò, thông thường với một cái tan chảy trong khi cái kia ở chế độ chờ hoặc để giữ, tức là, “một tan chảy, một người đang chuẩn bị”).
Một phân tích chuyên sâu cho thấy rằng “một cho hai” cấu hình mang lại những lợi thế đáng kể trong việc đạt được sự nóng chảy liên tục và cải thiện việc sử dụng máy biến áp. Tuy nhiên, tính toán điểm hòa vốn lợi ích đầu tư đòi hỏi phải đánh giá cẩn thận dựa trên các điều kiện hoạt động cụ thể.
Ưu điểm cốt lõi của “Một đổi hai” Cấu hình
Ưu điểm hàng đầu của “một cho hai” Cấu hình lò điện nằm ở quy trình vận hành liền mạch của nó. Trong khi một thân lò (Lò A) đang trong giai đoạn tan chảy, cái khác (Lò B) có thể trải qua các hoạt động phụ trợ như sạc, niêm mạc, làm nóng trước, giữ, hoặc khai thác. Khi lò A hoàn thành chu trình nấu chảy và khai thác, nguồn điện có thể nhanh chóng được chuyển sang Lò nung B đã chuẩn bị sẵn để ngay lập tức bắt đầu quá trình nấu chảy tiếp theo. Mô hình hoạt động này mang lại hai lợi ích chính.
- Cho phép tan chảy liên tục, Rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất: So với “một đổi một” mô hình nơi các quá trình như tan chảy, khai thác, và việc sạc phải diễn ra tuần tự, các “một cho hai” mô hình cho phép thực hiện các nhiệm vụ phụ trợ song song với việc nấu chảy. Điều này làm giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động do sạc và khai thác, cho phép nguồn điện chạy gần như không bị gián đoạn. Trong điều kiện lý tưởng, điều này có thể tiết kiệm gần như toàn bộ thời gian của toàn bộ chu trình tan chảy, dẫn đến sự gia tăng đáng kể sản lượng trên một đơn vị thời gian.
- Cải thiện việc sử dụng máy biến áp và nguồn điện: trong một “một đổi một” cài đặt, máy biến áp và nguồn điện tần số trung bình không hoạt động hoặc chịu tải nhẹ trong các pha không nóng chảy (ví dụ., sạc, khai thác, xỉ), dẫn đến việc sử dụng thiết bị thấp. Ngược lại, các “một cho hai” cấu hình cho phép cung cấp điện, thông qua hệ thống phân phối điện, chuyển đổi linh hoạt giữa hai lò hoặc cấp nguồn đồng thời cho một lò nấu chảy và lò còn lại để giữ. Điều này giữ cho nguồn điện hoạt động ở phạm vi hiệu suất cao, Điều này không chỉ làm tăng hệ số tải và khả năng sử dụng của máy biến áp mà còn giảm tổn thất công suất phản kháng và giúp cải thiện hệ số công suất., dẫn đến tác động nhỏ hơn đến lưới điện.
Tính điểm hòa vốn đầu tư-lợi ích
Mặc dù “một cho hai” cấu hình có lợi thế hiệu quả rõ ràng, khoản đầu tư ban đầu của nó cao hơn so với “một đổi một” cài đặt, chủ yếu là do chi phí của thân lò thứ hai và các thiết bị phụ trợ của nó. Vì thế, Chìa khóa của quyết định nằm ở việc tính điểm hòa vốn lợi ích đầu tư - đó là, xác định cần bao nhiêu thời gian hoặc khối lượng sản xuất để thu hồi khoản đầu tư bổ sung thông qua việc tăng hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Việc tính điểm hòa vốn lợi ích đầu tư phải xem xét một số biến số cốt lõi:
- Đầu tư cố định tăng (ΔI): Chi phí vốn bổ sung của “một cho hai” cấu hình so với “một đổi một” cài đặt, chủ yếu bao gồm thân lò, hệ thống thủy lực, hệ thống làm mát, vân vân.
- Tiết kiệm chi phí biến đổi trên mỗi đơn vị sản xuất (ΔC):
- Tiết kiệm điện: Hoạt động liên tục giúp giảm thất thoát nhiệt từ lò và giảm thiểu tổn thất năng lượng khi khởi động và dừng nguồn điện, nói chung là giảm mức tiêu thụ điện trên mỗi tấn thép.
- Tiết kiệm chi phí lao động: Với sản lượng tăng đáng kể, chi phí lao động phân bổ trên một đơn vị sản phẩm có thể giảm.
- Tiết kiệm vật liệu khác: Ví dụ, quá trình nóng chảy ổn định hơn có thể dẫn đến giảm tiêu thụ vật liệu chịu lửa như lớp lót lò.
- Tăng sản lượng trên một đơn vị thời gian (ΔQ): Đây là lợi ích đáng kể nhất thu được từ việc “một cho hai” người mẫu.
- Lợi nhuận trên mỗi đơn vị sản phẩm (P): Giá bán mỗi đơn vị trừ đi chi phí biến đổi.
Mô hình tính toán hòa vốn đơn giản hóa
Một mô hình thời gian hoàn vốn đơn giản hóa có thể được biểu diễn dưới dạng:
Thời gian hoàn vốn=(ΔQ×P)+(Tổng sản lượng×ΔC)ΔI
Ở đâu:
- Các mẫu số đại diện cho tổng lợi ích kinh tế hàng năm của việc áp dụng “một cho hai” người mẫu, bao gồm lợi nhuận từ việc tăng sản lượng và tiết kiệm từ việc giảm chi phí đơn vị.
Những cân nhắc thực tế
Trong thực tế, các công ty cần thực hiện các tính toán chính xác dựa trên lịch trình sản xuất cụ thể của mình, giá điện, chi phí nguyên vật liệu, và giá bán sản phẩm. Ví dụ:
- Đánh giá chính xác mức tăng sản lượng: Điều này đòi hỏi một bản ghi thời gian chi tiết của từng quá trình trong “một đổi một” chế độ để so sánh với thời gian đã lưu theo lý thuyết trong “một cho hai” cách thức, từ đó tính toán mức tăng sản lượng tiềm năng.
- Ước tính mức giảm tiêu thụ điện năng: Điều này có thể được ước tính bằng cách tham khảo dữ liệu từ các dự án nâng cấp tương tự trong ngành hoặc thông qua tính toán lý thuyết dựa trên cân bằng nhiệt. Tiêu biểu, mức tiêu thụ điện trên mỗi tấn thép có thể là 5% ĐẾN 10% thấp hơn, hoặc thậm chí nhiều hơn, với a “một cho hai” cài đặt.
- Kết hợp Nhu cầu thị trường: Việc tăng sản lượng từ một “một cho hai” cấu hình phải được hỗ trợ bởi các lệnh thị trường tương ứng; nếu không thì, công suất tăng thêm sẽ không chuyển thành lợi nhuận thực tế.
Cấu hình nào hiệu quả nhất?
Từ góc độ hiệu quả hoạt động thuần túy và sử dụng thiết bị, các “một cho hai” (một tan chảy, một người đang chuẩn bị) cấu hình chắc chắn là sự lựa chọn hiệu quả nhất. Bằng cách cho phép hoạt động song song, nó giảm thiểu thời gian không sản xuất và tập trung nguồn lực và thiết bị vào quá trình nấu chảy lõi. Nó đặc biệt thích hợp cho các xưởng đúc và nhà máy thép có nhu cầu sản xuất cao và theo đuổi sản lượng tối đa.
Tuy nhiên, hiệu quả hoạt động cao nhất không phải lúc nào cũng tương đương với lợi ích kinh tế cao nhất. Người ra quyết định phải đưa ra lựa chọn dựa trên tính toán chính xác về điểm hòa vốn lợi ích đầu tư. Nếu một công ty có nhu cầu sản xuất cao, đủ đơn hàng, và nhu cầu mạnh mẽ về hiệu quả, lợi nhuận dài hạn của một “một cho hai” thiết lập có thể sẽ lớn hơn nhiều so với khoản đầu tư bổ sung ban đầu. Ngược lại, nếu một công ty có quy mô sản xuất nhỏ hơn, đơn hàng không ổn định, hoặc rất nhạy cảm với chi phí vốn ban đầu, các “một đổi một” cấu hình có thể là sự lựa chọn khôn ngoan và kinh tế hơn.
Cuối cùng, cấu hình tối ưu là cấu hình đạt được sự cân bằng hoàn hảo giữa hiệu quả và đầu tư, được xác định sau khi đánh giá toàn diện nhu cầu sản xuất của công ty, cơ cấu chi phí, và môi trường thị trường.
