高效節能電機在電廠(chǎng)中的應用研究

高效節能電機采用新型材料、新工藝以及優(yōu)化設計，以降低機械能、電磁能以及熱能的消耗方式來(lái)達到提高輸出效率的目的。相比于普通電機來(lái)說(shuō)，高效節能電機可提高4%左右的效率。雖然該類(lèi)新型電機已經(jīng)在我國上市較長(cháng)時(shí)間，但我國國民對其需求量相對并不大，如今我國高效節能電機的使用率僅在 20%以下，由此可見(jiàn)，加強人們對高效節能電機的認識是極為關(guān)鍵且必要的，高效節能電機應用于電廠(chǎng)中能夠明顯降低電廠(chǎng)用電量，提高用電效率。

1 高效節能電機概述

1.1 高效節能電機的運行原理

高效節能電機在相同時(shí)間內電量的總消耗量相比于普通電機可減少20%左右，所節約的電能大約為15%。電機在運行中主要消耗銅和鐵，但是高效節能電機在制造材料的選擇中以新型鐵磁材料來(lái)取代普通鐵芯，同時(shí)選擇特別的下線(xiàn)工具來(lái)提高定子的槽滿(mǎn)率從而使得銅線(xiàn)的截面面積增大，這樣一來(lái)不但能夠有效地降低鐵和銅的損耗，而且還使得電機的制造精度明顯增加，使得雜散的電量消耗大大降低。除此之外，高效節能電機的制造過(guò)程及其工藝都選用現代技術(shù)，其中主要選擇高導磁且低損耗的優(yōu)質(zhì)性電工硅鋼片來(lái)制成其轉子鐵芯以及定子鐵芯，這樣一來(lái)高效節能電機在運行過(guò)程中所產(chǎn)生的損耗較小，功率因數較高，使用時(shí)間較長(cháng)且穩定性高，同時(shí)新型材料以及工藝制造也降低了高效節能電機的面積和體積。

1.2 高效節能電機的特點(diǎn)

對于高效節能電機的應用來(lái)說(shuō)，其相比于普通電機來(lái)說(shuō)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，首先其應用于長(cháng)期電力生產(chǎn)中時(shí)能夠大大降低所需成本且節省大部分能源，可應用于風(fēng)機、水泵、壓縮機等中，高效節能電機在應用中可直接啟動(dòng)并使用變頻器進(jìn)行速度調節，且功率因數大都在 0.85-1.0之間，能夠明顯提高電網(wǎng)的品質(zhì)因數，不需配備相關(guān)的功率因數補償器。同時(shí)該類(lèi)電機中所產(chǎn)生的電流相對較小，因此可以明顯降低輸配時(shí)的用電量，明顯提高使用壽命，若將 55 千瓦的高效節能電機應用于用電中能夠比普通電機節省大約 15%的用電量，以每度電 0.5 元來(lái)計算其可在一年之內收回更換電機的消耗費用。

1.3 高效節能電機的發(fā)展現狀

在我國主要將高效節能電機推廣于中小型電機類(lèi)企業(yè)中去，在我國 1997 年京都議定書(shū)中針對世界各國均面臨著(zhù)節能減排這一巨大壓力的現狀來(lái)講對我國高效節能電機進(jìn)行了新規定，對于我國而言，在

2011 年時(shí)我國的全國用電量為 46928 億千瓦，如果將該普通電機更換為高效節能電機則可節省大約 4%，即 1051 億千瓦的電量同時(shí)大約可降低 31 萬(wàn)噸SO2 以及 9347 萬(wàn)噸CO2 的排放量。由此可見(jiàn)，該規定明顯的體現出我國對于電機效率的提高重視，但是對于國外高效節能電機來(lái)說(shuō)其費用較高，是我國中小型電機企業(yè)不愿選擇的主要原因，這也就需要我國相關(guān)政府部門(mén)不斷加強對我國電機制造業(yè)的重視和扶持，使我國能夠盡快建立起電機業(yè)的市場(chǎng)競爭力。

電機產(chǎn)品主要應用于工業(yè)生產(chǎn)，因此國家在工業(yè)等方面的發(fā)展速 度直接決定了電機業(yè)產(chǎn)品的需求量，同時(shí)節能環(huán)保這一問(wèn)題也受到了 全世界的關(guān)注，各個(gè)國家都在尋找合理有效的電力節能措施，特別是歐美國家[3]，其已經(jīng)逐漸將高效節能電機應用于各項生產(chǎn)中，對于個(gè)別發(fā)達國家已經(jīng)開(kāi)始創(chuàng )新和應用超高效率的節能電機。通過(guò)對我國相關(guān)文獻 參考分析，自 2012 年高效節能電機多生產(chǎn)于亞洲以及歐洲國家，其中亞洲主要在韓國、中國、日本和印度等國家，歐洲主要在英國、法國以及 德國等國家，這些國家的生產(chǎn)力可占全世界生存率的 69%左右，但是至今以來(lái)，高效節能電機的生產(chǎn)量已經(jīng)逐漸從發(fā)達國家向發(fā)展中國家發(fā) 展。我國在 2010 年發(fā)布了《節能產(chǎn)品惠民工程高效電機推廣實(shí)施細節》，隨之配以節能補貼，至 2014 年 4 月，惠民工程推廣低壓高效電機、高壓高效電機、永磁電機合計 3300 多萬(wàn)千瓦，高效電機市場(chǎng)占有率在

2013 年達到 17.25%，但與國務(wù)院、工信部要求的 2015 年達到 50%占有率差距還很大。

2 電機系統節能的主要技術(shù)成果

對于我國電機系統節能中存在的一些問(wèn)題，我國相關(guān)工作及管理人員在“十一五”期間對其進(jìn)行調查研究和一系列政策的啟動(dòng)支持下取得了較大的成果。首先對于一系列負載的電機系統譬如水泵、壓縮機以及風(fēng)機等均采取了其相對應系統的效率優(yōu)化措施以及系統管理，這樣一來(lái)其效率可提高 15%以上；同時(shí)還開(kāi)發(fā)了水泵以及壓縮機等專(zhuān)用變頻電機以及高效電機、控制設備、抽油機及紡織專(zhuān)用的永磁電機等；對于電機系統中各類(lèi)能效檢測及其控制系統設立了電量以及非電量的測試裝置以及相關(guān)系統的能效檢測裝置，并實(shí)施了相關(guān)節能工程；除此之外還將效率較低的電機系統以及被淘汰的電機系統進(jìn)行綜合利用，創(chuàng )新了電機高效的制造技術(shù)水平，能夠將其原本電機的效率提高 5%-30%，同時(shí)建立起固定的電機再制造地，為其再改善及制造提供基礎。同時(shí)相關(guān)部門(mén)也加強了對高效節能電機的重視以及管理力度，逐

漸將推動(dòng)高效節能電機的應用和發(fā)展應用到實(shí)際中，為我國高效節能電機廠(chǎng)家建立起推廣平臺讓更多電廠(chǎng)等相關(guān)企業(yè)能夠對高效節能電機以及高效作用有所認識。

3 高效節能電機在我國電廠(chǎng)中應用的必要性

在如今我國各類(lèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的現狀下，也使得電機的快速發(fā)展得到保障，但是這種現狀下也會(huì )造成我國環(huán)境資源與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾產(chǎn)生，因此在保證我國經(jīng)濟不斷進(jìn)步和發(fā)展的同時(shí)，也要保證對資源的節約以及環(huán)境的保護管理，以為我國經(jīng)濟和能源的可持續性發(fā)展提供保障。

電機在我國各企業(yè)中的使用雖然推動(dòng)了我國工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展， 同時(shí)為人們的生活便利提供了條件，但是也大大增加了電量的消耗。在我國提出相關(guān)節能政策管理后，使得我國對于高效節能電機的需求量 有所增加。通過(guò)對我國用電調查和統計表明，我國各個(gè)電力企業(yè)的總用 電量 70%均是各個(gè)設備上電動(dòng)機的負荷而產(chǎn)生的，高效節能電機針對這一問(wèn)題來(lái)完成節能管理，在正常運行狀態(tài)下可節能 3%-5%之間，而有些高效節能電機譬如稀土水磁電機的節能效率可提高 10%以上。由此可見(jiàn)，選擇高效節能電機能夠有效的降低能源的消耗以及環(huán)境的污染?，F今世界各國都在不斷尋找有效的節約能源以及保護環(huán)境的有效措施，因此高效節能電機的應用也愈加廣泛，使得各國的標準推動(dòng)工業(yè)發(fā)展。

4 高效節能電機在電廠(chǎng)中的應用作用及條件

4.1 高效節能電機在電廠(chǎng)中的應用

對于我國發(fā)電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，其主要負責我國電力的供應，而且我國各個(gè)發(fā)電廠(chǎng)的工作往往是全自動(dòng)化完成的，因此就需要電機來(lái)對其主要設備以及機械等進(jìn)行帶動(dòng)運行，因此所需的電力消耗量極大。如今我國電力行業(yè)的競爭力極大，其不但要保證所需成本較低，同時(shí)還要盡可能獲取較高利潤，因此不斷尋找有效的節能且提高效率的措施就成了一項較為關(guān)鍵的任務(wù)。

對于發(fā)電機來(lái)說(shuō)，其主要經(jīng)濟技術(shù)指標共包括三項，即廠(chǎng)用電量、供電煤消耗量以及發(fā)電量，該三項經(jīng)濟技術(shù)指標相互關(guān)聯(lián)、相互影響， 譬如電廠(chǎng)中的供電煤消耗量影響指數為 3.50%，則其負荷率每下降 1% 則其用電率可升高約0.06%，若某機組的容量為 1000 兆瓦，在額定運行時(shí)間及效率的工作狀態(tài)下電廠(chǎng)用電率以 4.0%為準，其電力的使用量則可達到 50.2 兆瓦左右，每年所消耗的電量約為三億萬(wàn)千瓦時(shí)左右，若電廠(chǎng)中采用高效節能電機可降低 5%能源消耗，則每年大約能夠節省大約一千六百萬(wàn)千瓦時(shí)的用電消耗量，按照我國電價(jià)的平均值即 0.5 元每千瓦時(shí)來(lái)計算每年即可節省大約800 萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，電廠(chǎng)中采用高效節能電機的能源節省量極為明顯。由此可見(jiàn)，如若我國每個(gè)電廠(chǎng)均選用高效節能電機不但能夠明顯降低對我國環(huán)境的污染，同時(shí)也能夠有效的 節省較大一部分資源，為人們的生活以及社會(huì )的發(fā)展提供有利基礎。但 是由于高效節能電機的造價(jià)相對高于普通電機的造價(jià)，因此在電廠(chǎng)最初投資中如若選擇高效節能電機則會(huì )增加一定的最初投資成本，一些 管理者為了節省這筆投入資金而忽視可持續性發(fā)展，但是雖然高效節能電機的成本約高出普通電機成本 15%-30%，但是對于今后的發(fā)展來(lái)說(shuō)，其多節省的電能等均明顯降低所需投資，同時(shí)增加電廠(chǎng)運行效率， 因此在我國電廠(chǎng)最初招標以及投入運營(yíng)前一定要認清高效節能電機的優(yōu)勢，為電廠(chǎng)今后的節能高效發(fā)展提供有利基礎。

4.2 高效節能電機在電廠(chǎng)中的應用條件

很多工藝均得到一定的優(yōu)化處理，將普通電動(dòng)給水泵取消，同時(shí)采 用氣動(dòng)引風(fēng)機來(lái)取代原本的電動(dòng)引風(fēng)機，但是還有一些電機用來(lái)作為 壓縮機或風(fēng)機等，這樣一來(lái)就需要根據不同電廠(chǎng)運作特點(diǎn)來(lái)根據以下 幾點(diǎn)對其效率以及節能方式選擇等進(jìn)行判斷和評估。首先要對電廠(chǎng)中 每年的運行時(shí)間進(jìn)行評估，如若調查中每年的運行時(shí)間在五千小時(shí)以上，其負荷率大于 70%，則選擇高效節能電機，假設該電動(dòng)機為兩千千瓦，則選擇平均效率可提高 1%的高效節能電機每年大約能節省電量一百萬(wàn)千瓦以上；其次要看電廠(chǎng)的用電電壓，通過(guò)對我國相關(guān)電廠(chǎng)調查顯 示，我國全國的發(fā)電廠(chǎng)中所使用的水泵以及風(fēng)機主要包括排粉風(fēng)機、一 次風(fēng)機、引風(fēng)機、送風(fēng)機、鍋爐給水泵、凝結水泵、灰漿泵以及循環(huán)水泵， 總套設備的總電動(dòng)機的容量為一萬(wàn)五千兆瓦，每年的總用電量可達五 百二十億千瓦時(shí)，可占我國火電發(fā)電量的6%左右。這種情況下，采取高 效節能電機每年可節省大約四百億千瓦時(shí)左右電量，該電量大約可達 8 個(gè)左右一千兆瓦容量的火力發(fā)電廠(chǎng)一年的發(fā)電量。同時(shí)對電廠(chǎng)的輔助 電機選擇中主要包括起到制粉功能的磨煤機、負責風(fēng)煙系統的一次風(fēng) 機以及送風(fēng)機、起到給水以及水的微循環(huán)作用的循環(huán)水泵以及凝結水 泵等，該些大功率型電動(dòng)機的用電量可達到總用電量的 65%左右，其不但容量大而且消耗電量較多，因此盡可能的對這些大容量、大耗電量電 機進(jìn)行高效節能電機的使用；除此之外，還要加強對調查中起關(guān)鍵性作用的配套設備采用高效節能電機以此來(lái)提高供電效率以及可靠性，這些起到關(guān)鍵性作用的配套設備主要為氣機系統中發(fā)電機定子冷卻水泵、機械真空泵、氣機系統中凝結水泵、循環(huán)水泵、氣機主油泵、交流潤滑油泵，鍋爐系統一次風(fēng)機、磨風(fēng)機、送風(fēng)機，各個(gè)輸送機，暖通的空調冷水機組，物料傳輸系統儀用空氣壓縮機和除灰機等，均可以根據其實(shí)際功率以及耗電量來(lái)選擇適宜的高效節能電機進(jìn)行優(yōu)化處理。

5 結束語(yǔ)

在如今我國電力企業(yè)的發(fā)展不斷進(jìn)步和完善的現狀下，如何降低其能源的消耗并提高其運行效率就成為了一項較為關(guān)鍵的任務(wù)，各個(gè)電廠(chǎng)的相關(guān)管理人員應該從實(shí)際出發(fā)，根據實(shí)際用電設備以及用電情況來(lái)選擇高效節能的電機設備，為降低耗電量以及提高用電發(fā)電率和保護環(huán)境等提供有利措施。

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