1、 高耗能和低效率使电机行业成为节能重点 www.franck.cn
高耗能:电机是量大面广的产品,是用电耗能大户,我国电机系统能耗占全国用量的60%,占工业用电量的80%。
低效率:我国电机系统运行效率比国外先进水平低25~30%。
根据原国家信息产业部的研究,为实现2010 年我国单位GDP 能耗减少20%的发展目标,节能技术的贡献度必须达到55%以上。通过系统优化,电机系统的节能潜力可达30%-60%,是最具节能潜力的产品之一,要实现“十一五”节能减排的目标,电机节能势在必行。
图表1:电机系统是能耗大户
电机系统能耗占总用电量和工业用电量的比重
2、 高效电机和变频调速是电机节能的主要方式 www.franck.cn
电机系统包括控制(调速)装置、电动机、被拖动装置、传动系统以
及管网负荷等。电机的节能方式分两个层面:一是从电机产品的设计上实现节能,其产品是采用了新设计、新材料、新工艺的高效率电机;二是从电机产品的运行使用上实现系统性节能,其产品是以电机为核心部件的节能动力系统,如电机调速系统。从节能量上看,电机调速节能20-60%、高效电机节能2-5%,是最有效的电机节能设备。
图表2:电机系统包括电机、负载、控制单元
典型的电机系统构成
图表 3:高效电机和变频器是主要的节能设备
电机系统节能措施 |
典型节能量 |
1、系统安装或更新 |
|
高效电机 |
2-5% |
正确选型、负载匹配 |
5-30% |
调速驱动 |
10-60% |
高效机械传动/减速带 |
2-10% |
电能质量控制 |
0.5-3% |
高效终端设备(泵、风机、压缩机等) |
2-5% |
2、系统操作与维护 |
|
润滑、校正、调整 |
1-5% |
注:具体节能措施不是上述措施的简单累加,可能是多种措施的组合效果;如果高效电动机、调速装置、终端设备不能合理匹配,综合节能效果可能不理想,造成高成本但效果不明显的问题。
3、 变频调速节能比例20%-60%,投资回收期在两年之内 www.franck.cn
和高效节能电机3%-5%的节能效果相比,节能电机系统的效果更为明显,通常节能20%~60%或者更多。变频器投资回收期基本在2年以内。异步电机调速的方式包括变级调速、传差率调速和变频调速等多种方式,从性能上看,变频调速是最有效的电机调速方式。
图表 4:变频器的投资回收期在一年左右
年工作小时 |
节能效率 |
||||
20% |
30% |
40% |
50% |
60% |
|
3000 |
2.2 |
1.5 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
4000 |
1.7 |
1.1 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
5000 |
1.3 |
0.9 |
0.7 |
0.5 |
0.4 |
6000 |
1.1 |
0.7 |
0.6 |
0.4 |
0.4 |
图表 5:异步电机主要调速方式
|
电磁调速电机YCT |
变频调速电机YVF2 |
变极调速电机YD,YDT |
调速原理 |
改变转差率 |
改变频率 |
改变极数 |
维护 |
易 |
技术要求高 |
易 |
可靠性 |
高 |
取决于元器件的质量 |
高 |
对电网的干扰 |
无 |
有一定的污染 |
无 |
功率因数 |
高 |
高 |
高 |
价格 |
300元/kW左右 |
600元/kW左右 |
200元/kW左右 |
节电效果 |
20%左右 |
30%—60% |
10%—20% |
特性 |
设备简单,投资少,但能量损耗大。 |
调速范围广、调速平滑性能好、机械特性较硬的优点,实现恒转矩或恒功率调速,可与直流调速相比美。 |
适用于特制的笼型异步电机,这种电机结构复杂、成本高。 |
4、 变频器是节能政策关注的焦点 www.franck.cn
近几年,国家出台了多项节能减排政策,都把变频器列为重点推广技术。2004 年《节能中长期专项规划》:2003-2020 年年均节能率为3%,电机系统节能“十一五”期间重点推广高效节能电动机、稀土永磁电动机,在煤炭、电力、有色,石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造,推广变频调速,自动化系统控制技术,使运行效率提高2 个百分点,年节电200 亿千瓦时。
2006 年《“十一五”十大重点节能工程实施意见》:提高电机系统效率:推广变频调速、永磁调速等先进电机调速技术,改善风机、泵类电机系统调节方式,逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方式。以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械传动方式,逐步采用交流调速取代直流调速。