綠色供應(yīng)鏈是一種在整個供應(yīng)鏈中綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代管理模式，核心思想是以核心企業(yè)為紐帶，推動鏈上企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，在實現(xiàn)環(huán)境優(yōu)化、節(jié)能減碳的前提下，提升整個鏈條的市場競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
8月23日，小編曾分享過新疆金風(fēng)科技股份有限公司（下稱“金風(fēng)科技”）打造綠色供應(yīng)鏈的一個實踐案例。本期我們將繼續(xù)分享打造綠色供應(yīng)鏈過程中，有關(guān)電機系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)案例。
電機系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)是綠色供應(yīng)鏈的延伸方向之一，是一種應(yīng)用在有大規(guī)模拖動電機的工業(yè)現(xiàn)場，以電動機為核心，將負載側(cè)傳動裝置，電動機，拖動負載（風(fēng)機、水泵、壓縮機等）看作一個整體系統(tǒng)，綜合考慮系統(tǒng)運行效率，整體進行節(jié)能評估預(yù)測，采用合理的優(yōu)化配置，最終提高生產(chǎn)效率，降低能耗。
打造綠色供應(yīng)鏈又一嘗試——電機系統(tǒng)能效提升
一直以來，金風(fēng)科技以踐行綠色發(fā)展為己任，在為社會提供綠色清潔能源解決方案的同時，繼續(xù)沿其永磁直驅(qū)發(fā)電技術(shù)路線延伸，提出可靠的電動機及其系統(tǒng)定制能效提升解決方案。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)電機裝機用電量占整體工業(yè)用電量的70%以上，占全社會電耗的60%以上，在我國“煤為主、總量大、能效低”的能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀情形下，為了經(jīng)濟“增長的可持續(xù)，能源的可承載”，電動機能效提升具有重大經(jīng)濟和社會意義。
福建某稀土公司，采用高效永磁電機+負載率匹配技術(shù)對萃取車間819臺異步電動機（總計功率1718kW）行定制化電機系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造。現(xiàn)場主要分兩種拖動形式：電機+減速機+攪拌槳一拖一形式；電機+皮帶輪+攪拌槳一拖二形式。
項目方案概覽
原萃取電機年耗電量900萬kWh，本項目每kWh電按公司目前電價0.58元/kWh計，電機平均負載率按60%計，年運行時間按8000h計算。如下圖所示，經(jīng)連續(xù)6個月的測試計量，全部改造后預(yù)計年節(jié)約總電量217萬kWh預(yù)期投資回收期約1.6年，預(yù)期平均節(jié)電率23.4%，預(yù)期改造后年總節(jié)電費用約126萬元。
事實上，該項目也存在很多難點：每級攪拌槽的負載情況不同，電機電流差異較大，分別對定制的永磁電機進行功率研發(fā)調(diào)校，使其運行效率值在運行負載率區(qū)間最高區(qū)間，滿足現(xiàn)場工況需求的同時又能實現(xiàn)節(jié)能效果的最大化。
小編這里以節(jié)能改造前后2kW電機進行對比，如下圖所示：
運行電流異步電機為5.63A，永磁同步電機為3.81A，改造后消耗電流降低32.3%，電機效率提升9.19%，功率因數(shù)提升0.193。
視在功率上，異步電機為3.63kVA，永磁同步電機為2.51 kVA，改造后視在功率降低30.9%。
有功功率上，異步電機為2.65kW，永磁同步電機為2.32kW，改造后有功功率降低12.5%。
在效率曲線上，Y2系列電機在80%負載以下時效率下滑嚴重，功率因數(shù)下滑嚴重，而永磁同步電機在20%~120%負載區(qū)間內(nèi)基本都保持較高的運行效率和功率因數(shù)，在輕負載時永磁電機比Y2系列電機具有更大的節(jié)能優(yōu)勢。
通過對無功功率與功率因數(shù)分析后發(fā)現(xiàn)，Y2系列電機運行功率因數(shù)為0.731，永磁同步電機運行功率因數(shù)為0.924。根據(jù)電力部門規(guī)定，功率因數(shù)為0.73時月電費罰款系數(shù)為8.5%，功率因數(shù)為0.92時，月電費獎勵0.3%，綜合價差為8.8%。若電機部分年總耗電量為1000萬kWh時，該部分節(jié)電功率可達88萬kWh。此外永磁電機功率因數(shù)高達0.9以上，采用永磁電機還可以節(jié)省大量無功補償費用。
電機系統(tǒng)節(jié)能解決方案概況
方案一——硬件提效
根據(jù)現(xiàn)場工況，針對部分硬件進行提效改造： 如用電側(cè)變壓器的改造，電機驅(qū)動裝置的增加，電機本身的替換，耦合器的改造，變速裝置的改進，負載機械的調(diào)整等。
方案二——空間識別
從電機、負載、驅(qū)動到系統(tǒng)的整體優(yōu)化：電機進行高效電機定制化替換，負載進行工藝優(yōu)化調(diào)整，驅(qū)動裝置從閥門液耦調(diào)節(jié)改造成可靠的變頻驅(qū)動或永磁耦合等方式。電機系統(tǒng)進行節(jié)能診斷，給出系統(tǒng)優(yōu)化模型。
方案三——系統(tǒng)流程
建立完善的節(jié)能診斷流程和方案定制計劃，節(jié)能效果顯著：第一，系統(tǒng)節(jié)電率15%左右、投資回收周期2年左右；第二，項目全生命周期凈收益200%左右。
電機系統(tǒng)節(jié)能的本質(zhì)，是以電動機本體為節(jié)能核心，分析整條電機系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上各臺設(shè)備的綜合耗能，過程中傳動裝置拖動電機，電機驅(qū)動負載，發(fā)掘重點耗能點，提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)，最終提升整個電機系統(tǒng)能效水平，而電機本身也在材料和技術(shù)上比其他同行有更高的能效空間。
電機系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)在創(chuàng)造巨大價值的同時，也在不斷改善工業(yè)系統(tǒng)的低效環(huán)節(jié)，將整個工業(yè)系統(tǒng)的能效等級提升一個臺階。
