綠色供應(yīng)鏈?zhǔn)且环N在整個(gè)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(dòng)鏈上企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，在實(shí)現(xiàn)環(huán)境優(yōu)化、節(jié)能減碳的前提下，提升整個(gè)鏈條的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)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(gè)實(shí)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(jī)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)案例。
電機(jī)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(dòng)電機(jī)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，以電動(dòng)機(jī)為核心，將負(fù)載側(cè)傳動(dòng)裝置，電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)負(fù)載（風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等）看作一個(gè)整體系統(tǒng)，綜合考慮系統(tǒng)運(yùn)行效率，整體進(jìn)行節(jié)能評(píng)估預(yù)測(cè)，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(jī)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(huì)提供綠色清潔能源解決方案的同時(shí)，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(dòng)機(jī)及其系統(tǒng)定制能效提升解決方案。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)電機(jī)裝機(jī)用電量占整體工業(yè)用電量的70%以上，占全社會(huì)電耗的60%以上，在我國(guó)“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(jì)“增長(zhǎng)的可持續(xù)，能源的可承載”，電動(dòng)機(jī)能效提升具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
福建某稀土公司，采用高效永磁電機(jī)+負(fù)載率匹配技術(shù)對(duì)萃取車間819臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)（總計(jì)功率1718kW）行定制化電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造。現(xiàn)場(chǎng)主要分兩種拖動(dòng)形式：電機(jī)+減速機(jī)+攪拌槳一拖一形式；電機(jī)+皮帶輪+攪拌槳一拖二形式。
項(xiàng)目方案概覽
原萃取電機(jī)年耗電量900萬kWh，本項(xiàng)目每kWh電按公司目前電價(jià)0.58元/kWh計(jì)，電機(jī)平均負(fù)載率按60%計(jì)，年運(yùn)行時(shí)間按8000h計(jì)算。如下圖所示，經(jīng)連續(xù)6個(gè)月的測(cè)試計(jì)量，全部改造后預(yù)計(jì)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(fèi)用約126萬元。
事實(shí)上，該項(xiàng)目也存在很多難點(diǎn)：每級(jí)攪拌槽的負(fù)載情況不同，電機(jī)電流差異較大，分別對(duì)定制的永磁電機(jī)進(jìn)行功率研發(fā)調(diào)校，使其運(yùn)行效率值在運(yùn)行負(fù)載率區(qū)間最高區(qū)間，滿足現(xiàn)場(chǎng)工況需求的同時(shí)又能實(shí)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(jī)進(jìn)行對(duì)比，如下圖所示：
運(yùn)行電流異步電機(jī)為5.63A，永磁同步電機(jī)為3.81A，改造后消耗電流降低32.3%，電機(jī)效率提升9.19%，功率因數(shù)提升0.193。
視在功率上，異步電機(jī)為3.63kVA，永磁同步電機(jī)為2.51 kVA，改造后視在功率降低30.9%。
有功功率上，異步電機(jī)為2.65kW，永磁同步電機(jī)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(jī)在80%負(fù)載以下時(shí)效率下滑嚴(yán)重，功率因數(shù)下滑嚴(yán)重，而永磁同步電機(jī)在20%~120%負(fù)載區(qū)間內(nèi)基本都保持較高的運(yùn)行效率和功率因數(shù)，在輕負(fù)載時(shí)永磁電機(jī)比Y2系列電機(jī)具有更大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。
通過對(duì)無功功率與功率因數(shù)分析后發(fā)現(xiàn)，Y2系列電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)為0.731，永磁同步電機(jī)運(yùn)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(shí)月電費(fèi)罰款系數(shù)為8.5%，功率因數(shù)為0.92時(shí)，月電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)0.3%，綜合價(jià)差為8.8%。若電機(jī)部分年總耗電量為1000萬kWh時(shí)，該部分節(jié)電功率可達(dá)88萬kWh。此外永磁電機(jī)功率因數(shù)高達(dá)0.9以上，采用永磁電機(jī)還可以節(jié)省大量無功補(bǔ)償費(fèi)用。
電機(jī)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(chǎng)工況，針對(duì)部分硬件進(jìn)行提效改造： 如用電側(cè)變壓器的改造，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的增加，電機(jī)本身的替換，耦合器的改造，變速裝置的改進(jìn)，負(fù)載機(jī)械的調(diào)整等。
方案二——空間識(shí)別
從電機(jī)、負(fù)載、驅(qū)動(dòng)到系統(tǒng)的整體優(yōu)化：電機(jī)進(jìn)行高效電機(jī)定制化替換，負(fù)載進(jìn)行工藝優(yōu)化調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置從閥門液耦調(diào)節(jié)改造成可靠的變頻驅(qū)動(dòng)或永磁耦合等方式。電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)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(jì)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(xiàng)目全生命周期凈收益200%左右。
電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的本質(zhì)，是以電動(dòng)機(jī)本體為節(jié)能核心，分析整條電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上各臺(tái)設(shè)備的綜合耗能，過程中傳動(dòng)裝置拖動(dòng)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，發(fā)掘重點(diǎn)耗能點(diǎn)，提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)，最終提升整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)能效水平，而電機(jī)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(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)在創(chuàng)造巨大價(jià)值的同時(shí)，也在不斷改善工業(yè)系統(tǒng)的低效環(huán)節(jié)，將整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的能效等級(jí)提升一個(gè)臺(tái)階。
