关于高效节能电机在电厂中的应用研究

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【摘要】本文主要分析了高效节能电机的相关问题，针对我国高效节能电机的使用情况和节能效果展开了论述，进而讨论了电厂应该如何更好的使用高效节能电机，提出来应用的对策。

【关键词】高效；节能；电机；电厂；应用

中图分类号：TE08 文献标识码： A

一、前言

高效节能电机的应用大大提升了电厂的生产和运行效率，这就为电厂的进一步壮大和发展奠定了设备基础，所以，进一步推广使用高效节能电机在电厂中的使用非常有必要。

二、工业电机的本体节能

纵观世界各国的成功经验，电机系统节能都是率先从电机产品本体节能开始。工业用电机分直流和交流二大类，据Eu――25(2006)统计数据口l显示，欧盟在用的工业电动机中，交流电动机占96．2％，直流电动机占3_8％。在交流电动机中，三相感应电动机占87％，单相感应电动机占4％，同步电动机占5％，交直流两用电动机占4％，三相感应电动机又分笼型和绕线型转子两种，但绕线型转子感应电动机使用较笼型感应电动机少得多。笼型感应电动机具有成本较低，可靠性好，维护简单，通过调速驱动易于控制等优点，且三相笼型感应电动机消耗的电能占全部工业电动机消耗电能的90％以上，因此，世界各国都将提高三相笼型感应电动机的效率作为提高电机本体效率研究的重中之重。除此之外，近十多年来发展较快的节能电机还有稀土永磁电机和开关磁阻电机等。

三、高效节能电机的主要原理及节能效果

高效节能电机，从字面上解释，就是具有效率值高的通用标准型电动机，是采用新型电机设计、新工艺及新材料，通过降低电磁能、热能和机械能的损耗，提高输出效率；即有效输出功率比输入功率的百分值高的电机。高效节能电机与标准电机相比，使用高效节能电机的节能效果非常明显，通常情况下效率可平均提高4%；总损耗比普通标准系列电动机降低20%以上，节约电能15%以上。以55千瓦电机为例，按高效节能电机比一般电机节电15%，电费每度按0.5元计算，使用节能电机两年内靠节电可收回更换电机的费用。

电机的节能效果如图1所示：

电机的效率是电机输出功率与输入功率的比值的百分数。电机的输入功率并不仅用来驱动电机(即输出功率)，还有一部分将成为电机固有的损耗；电机的主要损耗为铜耗和铁损。而高效电动机在制造上采用新的铁磁材料代替普通铁芯，降低电动机的铁损；并采用特殊的下线工具，提高定子槽满率，增加铜线的截面，减少铜耗；提高制造精度，降低杂散损耗。另外，高效电动机由于定子铁芯、转子铁芯均采用高导磁、低损耗的优质电工硅钢片构成，且制造工艺较先进，所以电机在运行中各种损耗较低，功率因数高，运行热稳定好，使用寿命长。高效节能电机除选用了高质量的铜绕组和硅钢片等措施外，还采用新材料、新工艺及优化设计的多项措施，可以降低电动机的空间尺寸。

四、高效节能电机在电厂中的主要作用及选用条件

发电厂承担着全国大部分电能供应的任务．同时发电厂的生产过程完全是机械化和自动化的．需要许多以电动机拖动的机械为其主要和辅助设备服务．因此是电能消耗的大户。目前，电力行业的竞争非常激烈．但关键还是制造成本的竞争，所以降耗增效工作就显得极为重要。

发电机组的主要经济技术指标有三个：发电量、供电煤耗和厂用电量。这些指标之间都是相互联系相互影响的。如厂用电率每变化1％对供电煤耗的影响系数为3．499％、负荷率每下降1个百分点影响厂用电率升高O．06个百分点。以装机容量1000MW．如按额定工况运行，厂用电率按4．2％计算．厂用电消耗的容量就达5O．4MW．每年消耗的电量约30240xlO4kW．h：如果将厂用电的消耗降低5％．每年可节省厂用电消耗的电量约160MW．h．按平均上网电价O．35元／kW．h计算．可增加售电收入530余万元，经济效益非常明显。从宏观角度上看，如果火力发电厂平均厂用电率降低．对缓解资源短缺和环境保护的压力．提高火电厂经济效益．抑制日益增长的厂用电率，保证我国国民经济的可持续发展具有重要的意义。

虽然高效电动机比标准电动机效率高．但从造价上看和制造成本上，在同等情况下，高效电动机价格将比普通电动机高出30％，这必然会增加工程的初始投资。虽然价格高于普通Y系列电动机．但从长期运行考虑．只要能合理选用电机，经济性还是明显的。因此．在电厂辅机设备选型和招标时．必需有目标的选择合适的设备采用高效节能电机。

工艺专业做了大量优化，取消了电动给水泵；电动引风机取消，采用汽动引风机驱动；但仍有诸多高压电动机作为水泵、风机、压缩机、胶带输送机等主要设备的驱动设备。所以根据本工程特点．建议从如下三个方面考核并选用辅机设备的电动机能耗和效率：进行重点考核和评估．以获得最大的经济效益：

1、针对本工程电厂中运行时间长，年运行小时多的电机。对于每年运行时间超过5000小时，负荷率大于70％的电动机．采用高效节能电动机比较合适。以20000kW电动机为例．如改用平均效率提高1％的节能型高效电动机，年平均运行时间按5000小时计算．节电可达100万kWh。

2、厂用电压等级高(本工程中6kV或lOkV)．同时消耗厂用电大的大功率电机。

据统计，全国火力发电厂的八种风机和水泵，即送风机、引风机、一次风机、排粉风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵和灰浆泵，其配套电动机的总容量为15000MW，年总用电量为520亿kWh．占全国火电发电量的5．8％提高这些风机和水泵系统运行效率的节能潜力可达300―500亿kwh／年．相当于6―1O个装机容量为IO00MW级的大型火力发电厂的年发电总量在本工程的辅机电机．则重点包括如：风烟系统的送风机和一次风机、制粉系统的磨煤机、循环水和给水系统的凝结水泵和循环水泵等这些大容量风机和水泵的高压电机：这些高压辅机所耗的总电量占全部厂用电量的65％一70％，也是最主要的耗电设备，且容量大、耗电多深挖高压电机节电潜力，是降低耗电量和厂用电率的关键和出发点。

五、高效节能电机推广建议

1、加强政府强制

一是有关部门严格按照GB18613-2012标准要求，加强对电机生产企业执行能效标准的监督，对于达不到能效标准的企业坚决予以查处，促使其转型升级，彻底切断低效电机来源；二是充分发挥工业固定资产投资项目节能评估审查的约束作用，加强对电机能效方面的专项审查，确保增量电机选用高效电机产品；三是招投标部门严格准入准则，禁止配套低效电机的产品参加竞标。

2、转换高效节能电机的推广和财政补贴方式

近几年，国家对节能产品补贴分为补贴到用户和补贴到制造商两种，补贴到用户（节能电器、汽车等）的市场情况较好，而补贴给制造商（高效电机）的市场情况就不太理想，原因就是补贴过程复杂，企业要将应用高效电机的用户信息反馈到政府后才能领到补贴，而终端用户也没有直接感受到高效电机财政补贴的优惠政策。建议高效电机推广也采用补贴到终端用户财政补贴方式。

3、加快合同能源管理模式进行电机系统节能改造

电机系统节能改造，涉及电平衡测试、方案设计、系统优化等技术的整合，专业性较强，掌握核心技术、服务质量高、资源整合能力强的节能服务公司具备这样水平。政府应当制定单独的电机系统节能改造推进和补贴政策，并协调金融部门建立易于操作的投资合作平台，加大对高效电机推广及电机系统节能技术改造合同能源管理项目的金融信贷支持。

六、结束语

综上所述，电厂的发展需要更加重视高效节能电机的使用，不断研究更加高效和节能的电机，提高电厂的生产效率，节省电厂的能耗，提升电厂运行的质量和水平。

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