低效電機如何面對節(jié)能
發(fā)布日期：2019/11/20點擊次數(shù)：1171
自2011年7月1日起，禁止銷售3級能效電機。 國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會在2006年發(fā)布的強制性標(biāo)準(zhǔn)《中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評價》的實施，預(yù)示著節(jié)能電機未來將全面替代傳統(tǒng)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(xiàn)階段高效電機市場規(guī)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(chǎn)銷售的電動機能效標(biāo)準(zhǔn)做出了強制性的標(biāo)準(zhǔn)，但已經(jīng)投入使用的低效電機今后依然處于主導(dǎo)地位。
既然不會快速退出，那么節(jié)能要求對于低效電機的抵制是毋庸置疑的，面對高效節(jié)能的要求，低效電機如何應(yīng)對節(jié)能挑戰(zhàn)？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(jié)能潛力不容小覷
據(jù)統(tǒng)計，目前我國約有1億臺工業(yè)電動機，2500萬臺壓縮機，3000萬臺風(fēng)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(dāng)大的比重，其用電量約占工業(yè)用電量的66%，占全國總用電量的50%左右。
雖然我國電機產(chǎn)品種類繁多，但整體效率并不高，據(jù)國家發(fā)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(tǒng)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(jì)80年代推廣的Y系列電機及相當(dāng)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(fēng)機、水泵等設(shè)備落后，致使機組本身效率比發(fā)達國家平均低3~5個百分點。
同時，由于設(shè)備可靠性差，設(shè)計思想落后，不少用戶在選型上考慮安全系數(shù)偏大，一般取10%~15%的裕量，大馬拉小車現(xiàn)象嚴(yán)重 低負荷運行，造成了極大的浪費。所以業(yè)界普遍認為，低效電機有50%節(jié)能潛力，工業(yè)節(jié)能必須從提高電機的高效做起。
積極應(yīng)對節(jié)能挑戰(zhàn)
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(huán)保、無污染拆解方式，****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(jié)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(yè)高效電機使用成本。
據(jù)中國電器工業(yè)協(xié)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(xiàn)年節(jié)電37億千瓦時（占工業(yè)總用電量的4.7%左右），循環(huán)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(jié)能減排任務(wù)目標(biāo)將存在巨大的缺口。
陳偉華認為，目前在我國，一些電機系統(tǒng)用戶對低效電機系統(tǒng)節(jié)能所帶來的經(jīng)濟效益缺乏認識，或是對電機系統(tǒng)節(jié)能改造的技術(shù)問題存在障礙，同時信息平臺分享的缺乏使得電機系統(tǒng)節(jié)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(jù)記者了解，從上世紀(jì)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?lián)Q代，革新電動機的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，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(chǎn)品已成為電動機發(fā)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(shù)字化和智能化方向發(fā)展。
應(yīng)用先進技術(shù)
近年來，電機系統(tǒng)節(jié)能工程作為國家節(jié)能中長期規(guī)劃、十一五十大重點節(jié)能工程的重要組成部分。在更新改造電機的基礎(chǔ)上，以變頻調(diào)速為主的提高運行效率的節(jié)能方式被業(yè)界廣泛認同。
作為一項重要的節(jié)能技術(shù)，變頻技術(shù)能實時改變用電設(shè)備的供電頻率，進而達到控制設(shè)備輸出功率的目的。該技術(shù)通過變頻調(diào)速改變軸輸出功率，使電機能根據(jù)實際需要輸出功率，達到了減少輸入功率、節(jié)省電能的目的，與傳統(tǒng)定速電機相比，電機系統(tǒng)變頻后能夠減少能耗高達30%以上 .
我國電機系統(tǒng)由于調(diào)節(jié)方式落后，風(fēng)機、泵類調(diào)節(jié)大部分仍采用機械擋板節(jié)流的方式，使得旋轉(zhuǎn)編碼器比發(fā)達國家低30%.相關(guān)專家指出，采用先進的電力電子變頻調(diào)速取代傳統(tǒng)直流電機調(diào)速的方式，可以提高功效，達到節(jié)能效果。
在石油和化工行業(yè)，風(fēng)機、水泵和壓縮機等電機傳動設(shè)備的用量很大，理論上都能采用變頻技術(shù)進行節(jié)能改造，節(jié)能潛力巨大。以注塑機為例，將注塑機上傳統(tǒng)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(jié)流的能量損失，進而將傳統(tǒng)有高壓節(jié)流的耗能型注塑機，升級為無高壓節(jié)流的節(jié)能型注塑機，節(jié)電效率可達20%～30%甚至更多。
與此同時，變頻傳動調(diào)速又具有以下五個特點：一是不用改動原有設(shè)備包括電機本身；二是可實現(xiàn)無級調(diào)速，滿足傳動設(shè)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(wǎng)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(huán)、閉環(huán)手動／自動控制；五是低速時，定轉(zhuǎn)矩輸出和低速過載能力較好；電機的功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)速增高功率增大而提高。
電機的變頻高效節(jié)能在逐漸被人們認識應(yīng)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(diào)速市場發(fā)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(tǒng)節(jié)能中得到推廣應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，2009年，中國低壓變頻器市場銷售額達到130億元，涌現(xiàn)上百家國內(nèi)企業(yè)和品牌，其總產(chǎn)值超過40億元，占市場份額30%.高壓變頻器作為當(dāng)前電機節(jié)能的重點，國產(chǎn)化率占到市場份額60%.
而在變頻節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)方面，我國目前已有電機變頻節(jié)能裝置國家標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)介紹，早在上世紀(jì)80年代初，有關(guān)專家就建議在中國推行電機變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)。
十五期間，我國就開展了電機和電機驅(qū)動系統(tǒng)的節(jié)能改造：十一五期間，國家提出在建筑、電力等行業(yè)LDO節(jié)能風(fēng)機、水泵、壓縮機系統(tǒng)優(yōu)化改造，推廣變頻調(diào)速、自動化系統(tǒng)控制技術(shù)，為電機節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。十二五期間，電機行業(yè)在創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型發(fā)展方面呈現(xiàn)多種機遇和挑戰(zhàn)，對于推進電機行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，挖掘電機系統(tǒng)節(jié)能潛力來說，變頻技術(shù)的運用無疑會帶來很大的收益。陳偉華告訴記者：電機行業(yè)必須抓住國家發(fā)展和培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、推進電機系統(tǒng)節(jié)能工程的有利時機，大力開展技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)創(chuàng)新，加快推進結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。
如何有效的推動電機的節(jié)能工作？中國標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)進行整合，在電機領(lǐng)域?qū)嵭泻贤茉垂芾，運用市場機制推動低效電機的變頻節(jié)能。
