據國際糖業(yè)組織（ISO）稱，2012年的全球制糖業(yè)迎來了連續(xù)第二年的全球生產嚴重過剩，全球生產量比消費量多出創(chuàng)紀錄的1030萬噸，而前一年是920萬噸。ISO指出全球生產量增加了950萬噸達到前所未有的1.813億噸（原始數值），這是由巴西、美國和印度的產量增加所驅動的，當然這其中也包括中國重新恢復的巨大產量。
連續(xù)四年的生產過剩穩(wěn)步積累了充足的糖供應量，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，根據世界銀行2015年1月發(fā)布的商品市場前景預測，糖價格（全球，2010美元）預計今年仍將下降，且下降趨勢將持續(xù)到2025年。
應對挑戰(zhàn)
為了應對制糖業(yè)的嚴重價格競爭，制造商正在通過改善加工效率來增加甘蔗產量并提高工廠利用率，進而提高其生產效率。
“制糖業(yè)正在經歷重要的現代化過程，”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)省成本或讓資產更高效的技術理念。對于Kaset泰國國際糖業(yè)股份有限公司（KTIS）而言，這意味著將其現有的蒸汽渦輪機制糖系統(tǒng)升級為現代化西門子的全集成驅動系統(tǒng)（IDS）解決方案。
KTIS是泰國第三大糖生產商。據甘蔗和糖管理辦公室稱，2013~2014年度它生產了約106萬噸糖，占泰國總產量的9.31%。
KTIS經營著三座制糖廠，分別是那空沙旺的Kaset泰國工廠、烏達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量約為8.8萬噸每天。特別是Kaset泰國工廠，其甘蔗產量約為每天5.5萬噸。據說這是世界上產量最大的制糖廠。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肥料廠（其原料來自于制糖的副產品：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過程中都使用電力與蒸汽發(fā)生設備。同時，把多余的電力賣給電網。
KTIS已經在制造設備上持續(xù)投資以提高其生產效率，并利用規(guī)模經濟的優(yōu)勢來提高生產能力。據KTIS集團首席執(zhí)行官ParphanSiriviriyakul稱，公司目標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。“另一個目標是從壓榨作業(yè)中獲取最多的甘蔗汁來增加糖產量，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技術的全集成驅動系統(tǒng)，以提高其資產利用率，降低運營成本，進一步提高可持續(xù)性，以及增加營業(yè)額。
“我們的工程團隊對于選擇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)質的機器質量和服務。”Parphan說?？偛课挥谔﹪腁llied-Tek是一家工程公司，專門服務于甘蔗制糖廠、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（制糖機組的最后一臺）安裝了CM 5303-HF甘蔗制糖機，這是一個六輥式制糖機。該系統(tǒng)由位于制糖機和壓力給料器的兩組獨立驅動器驅動。
每個傳動機組都包含一個西門子H-Compact交流感應電機、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直接相連的耦合箱和尾桿。直接耦合結構和行星齒輪箱在電力傳輸的每一個階段最大限度的持續(xù)降低能量損耗，而變速傳動的感應電機為制糖機提供了操作靈活性。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)我們的甘蔗制糖機能達到最佳壓榨效率，無論甘蔗品質、數量和壓榨輥的狀況如何。”Allied-Tek公司總經理SomkiatWongkittikul說。
技術影響
Somkiat談到，與KTIS原來使用的汽輪機與開式齒輪傳動系統(tǒng)相比，電氣傳動機組提供了非常靈活的制糖操作。“一旦制糖廠在壓榨季節(jié)開始時完成設置，就可以一直運行而無需重新調整，從而為工廠節(jié)省了不必要的停機時間。”他解釋說。“基本上如果是使用汽輪機系統(tǒng)，能達到的最高效率在47%~48%，這是因為僅僅是汽輪機就會使整體系統(tǒng)的效率下降40%。”西門子公司機械傳動部總經理Christian Darmali說。
與汽輪機設置相比，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，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。”Darmali解釋。
西門子的電機和逆變器與高轉矩的西門子行星齒輪箱的結合顛覆了一切。“當我們淘汰了汽輪機驅動系統(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。所以我們預估傳動機組的總系統(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)效率已經提高了47%。”Darmali說。
Broeckl說能源是關鍵。“使用該驅動解決方案，KTIS現在能夠應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
西門子IDS解決方案只需很少的維護，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、高壓蒸汽管道已經被淘汰，同時渦輪機與風輪機發(fā)出的嘶嘶的高音噪聲也被消除。
據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。“我們已經為制糖廠開發(fā)了很多磨損部件用于整個壓榨期，維護工作可以在淡季進行。”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，如果操作員懷疑設備出現問題，他可以計劃停機時間以避免造成更大的損失。”
Somkiat稱傳動機組需要的維護更少。行星齒輪箱只需潤滑檢查，而電機只需普通的壓縮空氣清洗。所有電氣柜都安裝在空調房間內；因此操作員只需要關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個月時間內運營。如果設備出現故障或事故造成在這段時間內不能正常運轉，那么工廠將面臨巨大損失。因此設備和機械的可靠性與效率是至關重要的。
當問到他們?yōu)槭裁催x擇西門子作為驅動系統(tǒng)的技術供應商時，Somkiat說當時他們正在尋找一個強大、緊湊且易于操作的驅動系統(tǒng)，它可以在惡劣環(huán)境中運轉，但只需要極少的維護。“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，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，我們的設計團隊需要整個過程的技術信息來為實際應用設計‘合適’的解決方案。”他補充說。
在30年的經營過程中，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。
未來擴張
據Parphan稱，西門子IDS是值得制糖廠投資的。他說基于新設備的成功，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總結說。
