低效電機如何應對節能挑戰
http://www.debgrams.com 2011-12-12 15:43 來源：電氣中國
導讀：雖然我國電機產品種類繁多，但整體效率并不高，據國家發改委能源研究所能源效率中心副主任熊華文介紹，目前我國電機系統運行效率總體偏低、能耗較高，“與國際先進水平相比要低20%~30%。”低效電機如何應對節能挑戰？
“自2011年7月1日起，禁止銷售3級能效電機。” 國家標準化管理委員會在2006年發布的強制性標準《中小型三相異步電動機能效限定值及節能評價》的實施，預示著節能電機未來將全面替代傳統低效電機，對于低效電機來說，這似乎意味著徹底的退出。
但事實上，我國現階段高效電機市場規模僅占全部市場的10%～15%，而且這些高效電機90% 用于出口；雖然對2011年7月1日以后生產銷售的電動機能效標準做出了強制性的標準，但已經投入使用的低效電機今后依然處于主導地位。
既然不會快速退出，那么節能要求對于低效電機的抵制是毋庸置疑的，面對高效節能的要求，低效電機如何應對節能挑戰？全國首個再制造示范工程“國家電機高效再制造示范工程”于10月25日在上海啟動，無疑是破解這一難題的有效途徑。
節能潛力不容小覷
據統計，目前我國約有1億臺工業電動機，2500萬臺壓縮機，3000萬臺風機和泵，2010年我國各類電動機總裝機容量約為12億千瓦，年耗電量約2.5萬億千瓦時(按照平均年運行2000小時計算)，電機的用電量在全國的總用電量中占有相當大的比重，其用電量約占工業用電量的66%，占全國總用電量的50%左右。
雖然我國電機產品種類繁多，但整體效率并不高，據國家發改委能源研究所能源效率中心副主任熊華文介紹，目前我國電機系統運行效率總體偏低、能耗較高，“與國際先進水平相比要低20%~30%。”
目前我國在用電動機主要是20世紀80年代推廣的Y系列電機及相當部分的JQ2系列電機，其效率比Y2系列電機低2~3個百分點。加之被拖動風機、水泵等設備落后，致使機組本身效率比發達國家平均低3~5個百分點。
同時，由于設備可靠性差，設計思想落后，不少用戶在選型上考慮安全系數偏大，一般取10%~15%的裕量，“大馬拉小車現象嚴重” 低負荷運行，造成了極大的浪費。所以業界普遍認為，低效電機有50%節能潛力，工業節能必須從提高電機的高效做起。
積極應對節能挑戰
“國家電機高效再制造示范工程”所涉及的電機高效再制造，是采用無損、環保、無污染拆解方式，最大程度地利用和回收原電機的零部件，更換新的繞組、絕緣、軸承等部件，最終將低效舊電機改造成高效電機，是資源節約和綜合利用有效途徑，既可從源頭杜絕舊電機再次流入二級市場，又可降低企業高效電機使用成本。
據中國電器工業協會中小電機分會秘書長陳偉華告訴記者，將存量低效電機再制造成高效電機意義重大。若替換1000萬千瓦在用普通效率電機并再制造成高效電機，可實現年節電37億千瓦時(占工業總用電量的4.7%左右)，循環利用鑄鐵件5.5萬噸、硅鋼片6.1萬噸。如此巨量的再用低效電機不進行替代改造，2020年前完成節能減排任務目標將存在巨大的缺口。
陳偉華認為，目前在我國，一些電機系統用戶對低效電機系統節能所帶來的經濟效益缺乏認識，或是對電機系統節能改造的技術問題存在障礙，同時信息平臺分享的缺乏使得電機系統節能不被重視。而在國外，對于低效電機改進的實施早已開始。
據記者了解，從上世紀90年代始，美國便開始啟動電機改進計劃。近年來，澳大利亞、加拿大等國普遍趨向加速各類電動機的更新換代，革新電動機的傳統結構，將帶有信息處理和控制功能的裝置與電動機集成一體，機電一體化產品已成為電動機發展的必然趨勢。電動機日益向高性能、高精度、大容量、小型化、數字化和智能化方向發展。
應用先進技術
近年來，電機系統節能工程作為國家節能中長期規劃、“十一五”十大重點節能工程的重要組成部分。在更新改造電機的基礎上，以變頻調速為主的提高運行效率的節能方式被業界廣泛認同。
作為一項重要的節能技術，變頻技術能實時改變用電設備的供電頻率，進而達到控制設備輸出功率的目的。該技術通過變頻調速改變軸輸出功率，使電機能根據實際需要輸出功率，達到了減少輸入功率、節省電能的目的，與傳統定速電機相比，電機系統變頻后能夠減少能耗高達30%以上 。
我國電機系統由于調節方式落后，風機、泵類調節大部分仍采用機械擋板節流的方式，使得旋轉編碼器比發達國家低30%。相關專家指出，采用先進的電力電子變頻調速取代傳統直流電機調速的方式，可以提高功效，達到節能效果。
在石油和化工行業，風機、水泵和壓縮機等電機傳動設備的用量很大，理論上都能采用變頻技術進行節能改造，節能潛力巨大。以注塑機為例，將注塑機上傳統的定量泵改造成變頻變量泵，能使溢流閥的回油流量降到最小，避免了高壓節流的能量損失，進而將傳統有高壓節流的“耗能型”注塑機，升級為無高壓節流的“節能型”注塑機，節電效率可達20%～30%甚至更多。
與此同時，變頻傳動調速又具有以下五個特點：一是不用改動原有設備包括電機本身；二是可實現無級調速，滿足傳動設備要求；三是變頻器的軟啟、軟停功能，可以避免啟動電流沖擊對電網的不良影響，減少電源容量的同時，還可減少機械慣動量，減少機械損耗；四是不受電源頻率的影響，可以開環、閉環手動／自動控制；五是低速時，定轉矩輸出和低速過載能力較好；電機的功率因數隨轉速增高功率增大而提高。
電機的變頻高效節能在逐漸被人們認識應用的同時，也帶動了變頻器市場的繁榮。目前，我國交流電機變頻調速市場發展迅速，每年以12%的速度增長，各種高、低壓變頻器在電機系統節能中得到推廣應用。據統計，2009年，中國低壓變頻器市場銷售額達到130億元，涌現上百家國內企業和品牌，其總產值超過40億元，占市場份額30%。高壓變頻器作為當前電機節能的重點，國產化率占到市場份額60%。
而在變頻節能的標準方面，我國目前已有電機變頻節能裝置國家標準。據介紹，早在上世紀80年代初，有關專家就建議在中國推行電機變頻調速節能技術。
“十五”期間，我國就開展了電機和電機驅動系統的節能改造；“十一五”期間，國家提出在建筑、電力等行業LDO節能風機、水泵、壓縮機系統優化改造，推廣變頻調速、自動化系統控制技術，為電機節能技術的推廣應用打下良好基礎。“十二五”期間，電機行業在創新與轉型發展方面呈現多種機遇和挑戰，對于推進電機行業持續健康發展，挖掘電機系統節能潛力來說，變頻技術的運用無疑會帶來很大的收益。陳偉華告訴記者：“電機行業必須抓住國家發展和培育戰略性新興產業、推進電機系統節能工程的有利時機，大力開展技術創新、業務創新，加快推進結構調整和發展方式轉變。”
如何有效的推動電機的節能工作？中國標準化研究院院長助理張新建議，建立一個部門牽頭、多家單位參與的機制，把單個和分散的系統進行整合，在電機領域實行合同能源管理，運用市場機制推動低效電機的變頻節能。
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