高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的應(yīng)用研究

高效節(jié)能電機(jī)采用新型材料、新工藝以及優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低機(jī)械能、電磁能以及熱能的消耗方式來(lái)達(dá)到提高輸出效率的目的。相比于普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，高效節(jié)能電機(jī)可提高4%左右的效率。雖然該類(lèi)新型電機(jī)已經(jīng)在我國(guó)上市較長(zhǎng)時(shí)間，但我國(guó)國(guó)民對(duì)其需求量相對(duì)并不大，如今我國(guó)高效節(jié)能電機(jī)的使用率僅在 20%以下，由此可見(jiàn)，加強(qiáng)人們對(duì)高效節(jié)能電機(jī)的認(rèn)識(shí)是極為關(guān)鍵且必要的，高效節(jié)能電機(jī)應(yīng)用于電廠中能夠明顯降低電廠用電量，提高用電效率。

1高效節(jié)能電機(jī)概述

1.1高效節(jié)能電機(jī)的運(yùn)行原理

高效節(jié)能電機(jī)在相同時(shí)間內(nèi)電量的總消耗量相比于普通電機(jī)可減少20%左右，所節(jié)約的電能大約為15%。電機(jī)在運(yùn)行中主要消耗銅和鐵，但是高效節(jié)能電機(jī)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)選擇特別的下線工具來(lái)提高定子的槽滿(mǎn)率從而使得銅線的截面面積增大，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(jī)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(jié)能電機(jī)的制造過(guò)程及其工藝都選用現(xiàn)代技術(shù)，其中主要選擇高導(dǎo)磁且低損耗的優(yōu)質(zhì)性電工硅鋼片來(lái)制成其轉(zhuǎn)子鐵芯以及定子鐵芯，這樣一來(lái)高效節(jié)能電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的損耗較小，功率因數(shù)較高，使用時(shí)間較長(zhǎng)且穩(wěn)定性高，同時(shí)新型材料以及工藝制造也降低了高效節(jié)能電機(jī)的面積和體積。

1.2高效節(jié)能電機(jī)的特點(diǎn)

對(duì)于高效節(jié)能電機(jī)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，其相比于普通電機(jī)來(lái)說(shuō)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，首先其應(yīng)用于長(zhǎng)期電力生產(chǎn)中時(shí)能夠大大降低所需成本且節(jié)省大部分能源，可應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等中，高效節(jié)能電機(jī)在應(yīng)用中可直接啟動(dòng)并使用變頻器進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，且功率因數(shù)大都在 0.85-1.0之間，能夠明顯提高電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)，不需配備相關(guān)的功率因數(shù)補(bǔ)償器。同時(shí)該類(lèi)電機(jī)中所產(chǎn)生的電流相對(duì)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(jié)能電機(jī)應(yīng)用于用電中能夠比普通電機(jī)節(jié)省大約 15%的用電量，以每度電 0.5 元來(lái)計(jì)算其可在一年之內(nèi)收回更換電機(jī)的消耗費(fèi)用。

1.3高效節(jié)能電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)主要將高效節(jié)能電機(jī)推廣于中小型電機(jī)類(lèi)企業(yè)中去，在我國(guó) 1997 年京都議定書(shū)中針對(duì)世界各國(guó)均面臨著節(jié)能減排這一巨大壓力的現(xiàn)狀來(lái)講對(duì)我國(guó)高效節(jié)能電機(jī)進(jìn)行了新規(guī)定，對(duì)于我國(guó)而言，在

2011 年時(shí)我國(guó)的全國(guó)用電量為 46928 億千瓦，如果將該普通電機(jī)更換為高效節(jié)能電機(jī)則可節(jié)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(guī)定明顯的體現(xiàn)出我國(guó)對(duì)于電機(jī)效率的提高重視，但是對(duì)于國(guó)外高效節(jié)能電機(jī)來(lái)說(shuō)其費(fèi)用較高，是我國(guó)中小型電機(jī)企業(yè)不愿選擇的主要原因，這也就需要我國(guó)相關(guān)政府部門(mén)不斷加強(qiáng)對(duì)我國(guó)電機(jī)制造業(yè)的重視和扶持，使我國(guó)能夠盡快建立起電機(jī)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

電機(jī)產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，因此國(guó)家在工業(yè)等方面的發(fā)展速 度直接決定了電機(jī)業(yè)產(chǎn)品的需求量，同時(shí)節(jié)能環(huán)保這一問(wèn)題也受到了 全世界的關(guān)注，各個(gè)國(guó)家都在尋找合理有效的電力節(jié)能措施，特別是歐美國(guó)家[3]，其已經(jīng)逐漸將高效節(jié)能電機(jī)應(yīng)用于各項(xiàng)生產(chǎn)中，對(duì)于個(gè)別發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始創(chuàng)新和應(yīng)用超高效率的節(jié)能電機(jī)。通過(guò)對(duì)我國(guó)相關(guān)文獻(xiàn) 參考分析，自 2012 年高效節(jié)能電機(jī)多生產(chǎn)于亞洲以及歐洲國(guó)家，其中亞洲主要在韓國(guó)、中國(guó)、日本和印度等國(guó)家，歐洲主要在英國(guó)、法國(guó)以及 德國(guó)等國(guó)家，這些國(guó)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(jié)能電機(jī)的生產(chǎn)量已經(jīng)逐漸從發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家發(fā) 展。我國(guó)在 2010 年發(fā)布了《節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效電機(jī)推廣實(shí)施細(xì)節(jié)》，隨之配以節(jié)能補(bǔ)貼，至 2014 年 4 月，惠民工程推廣低壓高效電機(jī)、高壓高效電機(jī)、永磁電機(jī)合計(jì) 3300 多萬(wàn)千瓦，高效電機(jī)市場(chǎng)占有率在

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

2電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的主要技術(shù)成果

對(duì)于我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能中存在的一些問(wèn)題，我國(guó)相關(guān)工作及管理人員在“十一五”期間對(duì)其進(jìn)行調(diào)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(duì)于一系列負(fù)載的電機(jī)系統(tǒng)譬如水泵、壓縮機(jī)以及風(fēng)機(jī)等均采取了其相對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的效率優(yōu)化措施以及系統(tǒng)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(jī)等專(zhuān)用變頻電機(jī)以及高效電機(jī)、控制設(shè)備、抽油機(jī)及紡織專(zhuān)用的永磁電機(jī)等；對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)中各類(lèi)能效檢測(cè)及其控制系統(tǒng)設(shè)立了電量以及非電量的測(cè)試裝置以及相關(guān)系統(tǒng)的能效檢測(cè)裝置，并實(shí)施了相關(guān)節(jié)能工程；除此之外還將效率較低的電機(jī)系統(tǒng)以及被淘汰的電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合利用，創(chuàng)新了電機(jī)高效的制造技術(shù)水平，能夠?qū)⑵湓倦姍C(jī)的效率提高 5%-30%，同時(shí)建立起固定的電機(jī)再制造地，為其再改善及制造提供基礎(chǔ)。同時(shí)相關(guān)部門(mén)也加強(qiáng)了對(duì)高效節(jié)能電機(jī)的重視以及管理力度，逐

漸將推動(dòng)高效節(jié)能電機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展應(yīng)用到實(shí)際中，為我國(guó)高效節(jié)能電機(jī)廠家建立起推廣平臺(tái)讓更多電廠等相關(guān)企業(yè)能夠?qū)Ω咝Ч?jié)能電機(jī)以及高效作用有所認(rèn)識(shí)。

3高效節(jié)能電機(jī)在我國(guó)電廠中應(yīng)用的必要性

在如今我國(guó)各類(lèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀下，也使得電機(jī)的快速發(fā)展得到保障，但是這種現(xiàn)狀下也會(huì)造成我國(guó)環(huán)境資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾產(chǎn)生，因此在保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步和發(fā)展的同時(shí)，也要保證對(duì)資源的節(jié)約以及環(huán)境的保護(hù)管理，以為我國(guó)經(jīng)濟(jì)和能源的可持續(xù)性發(fā)展提供保障。

電機(jī)在我國(guó)各企業(yè)中的使用雖然推動(dòng)了我國(guó)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(guó)提出相關(guān)節(jié)能政策管理后，使得我國(guó)對(duì)于高效節(jié)能電機(jī)的需求量 有所增加。通過(guò)對(duì)我國(guó)用電調(diào)查和統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)各個(gè)電力企業(yè)的總用 電量 70%均是各個(gè)設(shè)備上電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷而產(chǎn)生的，高效節(jié)能電機(jī)針對(duì)這一問(wèn)題來(lái)完成節(jié)能管理，在正常運(yùn)行狀態(tài)下可節(jié)能 3%-5%之間，而有些高效節(jié)能電機(jī)譬如稀土水磁電機(jī)的節(jié)能效率可提高 10%以上。由此可見(jiàn)，選擇高效節(jié)能電機(jī)能夠有效的降低能源的消耗以及環(huán)境的污染?，F(xiàn)今世界各國(guó)都在不斷尋找有效的節(jié)約能源以及保護(hù)環(huán)境的有效措施，因此高效節(jié)能電機(jī)的應(yīng)用也愈加廣泛，使得各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)工業(yè)發(fā)展。

4高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的應(yīng)用作用及條件

4.1高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的應(yīng)用

對(duì)于我國(guó)發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，其主要負(fù)責(zé)我國(guó)電力的供應(yīng)，而且我國(guó)各個(gè)發(fā)電廠的工作往往是全自動(dòng)化完成的，因此就需要電機(jī)來(lái)對(duì)其主要設(shè)備以及機(jī)械等進(jìn)行帶動(dòng)運(yùn)行，因此所需的電力消耗量極大。如今我國(guó)電力行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(rùn)，因此不斷尋找有效的節(jié)能且提高效率的措施就成了一項(xiàng)較為關(guān)鍵的任務(wù)。

對(duì)于發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)共包括三項(xiàng)，即廠用電量、供電煤消耗量以及發(fā)電量，該三項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)、相互影響， 譬如電廠中的供電煤消耗量影響指數(shù)為 3.50%，則其負(fù)荷率每下降 1% 則其用電率可升高約0.06%，若某機(jī)組的容量為 1000 兆瓦，在額定運(yùn)行時(shí)間及效率的工作狀態(tài)下電廠用電率以 4.0%為準(zhǔn)，其電力的使用量則可達(dá)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，若電廠中采用高效節(jié)能電機(jī)可降低 5%能源消耗，則每年大約能夠節(jié)省大約一千六百萬(wàn)千瓦時(shí)的用電消耗量，按照我國(guó)電價(jià)的平均值即 0.5 元每千瓦時(shí)來(lái)計(jì)算每年即可節(jié)省大約800 萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，電廠中采用高效節(jié)能電機(jī)的能源節(jié)省量極為明顯。由此可見(jiàn)，如若我國(guó)每個(gè)電廠均選用高效節(jié)能電機(jī)不但能夠明顯降低對(duì)我國(guó)環(huán)境的污染，同時(shí)也能夠有效的 節(jié)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(chǔ)。但 是由于高效節(jié)能電機(jī)的造價(jià)相對(duì)高于普通電機(jī)的造價(jià)，因此在電廠最初投資中如若選擇高效節(jié)能電機(jī)則會(huì)增加一定的最初投資成本，一些 管理者為了節(jié)省這筆投入資金而忽視可持續(xù)性發(fā)展，但是雖然高效節(jié)能電機(jī)的成本約高出普通電機(jī)成本 15%-30%，但是對(duì)于今后的發(fā)展來(lái)說(shuō)，其多節(jié)省的電能等均明顯降低所需投資，同時(shí)增加電廠運(yùn)行效率， 因此在我國(guó)電廠最初招標(biāo)以及投入運(yùn)營(yíng)前一定要認(rèn)清高效節(jié)能電機(jī)的優(yōu)勢(shì)，為電廠今后的節(jié)能高效發(fā)展提供有利基礎(chǔ)。

4.2高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的應(yīng)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(jī)來(lái)取代原本的電動(dòng)引風(fēng)機(jī)，但是還有一些電機(jī)用來(lái)作為 壓縮機(jī)或風(fēng)機(jī)等，這樣一來(lái)就需要根據(jù)不同電廠運(yùn)作特點(diǎn)來(lái)根據(jù)以下 幾點(diǎn)對(duì)其效率以及節(jié)能方式選擇等進(jìn)行判斷和評(píng)估。首先要對(duì)電廠中 每年的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行評(píng)估，如若調(diào)查中每年的運(yùn)行時(shí)間在五千小時(shí)以上，其負(fù)荷率大于 70%，則選擇高效節(jié)能電機(jī)，假設(shè)該電動(dòng)機(jī)為兩千千瓦，則選擇平均效率可提高 1%的高效節(jié)能電機(jī)每年大約能節(jié)省電量一百萬(wàn)千瓦以上；其次要看電廠的用電電壓，通過(guò)對(duì)我國(guó)相關(guān)電廠調(diào)查顯 示，我國(guó)全國(guó)的發(fā)電廠中所使用的水泵以及風(fēng)機(jī)主要包括排粉風(fēng)機(jī)、一 次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、鍋爐給水泵、凝結(jié)水泵、灰漿泵以及循環(huán)水泵， 總套設(shè)備的總電動(dòng)機(jī)的容量為一萬(wàn)五千兆瓦，每年的總用電量可達(dá)五 百二十億千瓦時(shí)，可占我國(guó)火電發(fā)電量的6%左右。這種情況下，采取高 效節(jié)能電機(jī)每年可節(jié)省大約四百億千瓦時(shí)左右電量，該電量大約可達(dá) 8 個(gè)左右一千兆瓦容量的火力發(fā)電廠一年的發(fā)電量。同時(shí)對(duì)電廠的輔助 電機(jī)選擇中主要包括起到制粉功能的磨煤機(jī)、負(fù)責(zé)風(fēng)煙系統(tǒng)的一次風(fēng) 機(jī)以及送風(fēng)機(jī)、起到給水以及水的微循環(huán)作用的循環(huán)水泵以及凝結(jié)水 泵等，該些大功率型電動(dòng)機(jī)的用電量可達(dá)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(duì)這些大容量、大耗電量電 機(jī)進(jìn)行高效節(jié)能電機(jī)的使用；除此之外，還要加強(qiáng)對(duì)調(diào)查中起關(guān)鍵性作用的配套設(shè)備采用高效節(jié)能電機(jī)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(shè)備主要為氣機(jī)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)定子冷卻水泵、機(jī)械真空泵、氣機(jī)系統(tǒng)中凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、氣機(jī)主油泵、交流潤(rùn)滑油泵，鍋爐系統(tǒng)一次風(fēng)機(jī)、磨風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)，各個(gè)輸送機(jī)，暖通的空調(diào)冷水機(jī)組，物料傳輸系統(tǒng)儀用空氣壓縮機(jī)和除灰機(jī)等，均可以根據(jù)其實(shí)際功率以及耗電量來(lái)選擇適宜的高效節(jié)能電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化處理。

5結(jié)束語(yǔ)

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