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電機及其系統節能技術發展綜述

2015-10-31 12:39:47點擊: 編輯:湘潭電機廠
1電機系統及其節能潛力
即將發布的I EC6003430“單速三相籠型感應電動機的能效分級”標準指出:全世界工業用電動機消耗了總發電量的30%~40%,提高電機系統包括電動機和調速驅動系統的效率是節能工程關注的重點。通過系統優化其節能潛力可達到30' - - - ,60%。根據國際能源署電動機工作組20067月的報告,電動機通過改善效率結合變頻調速可以節約世界范圍內的總7%的電能。粗略統計其中1413的節約來自于改善電動機的效率。剩余的部分來自系統整體性能的改善。
電機系統是將不同部件或子系統組合在一起使電能轉化為機械能的系統,包括電動機、被拖動裝置、傳動控制系統以及管網負荷,主要用于:①流體運動泵、風機、壓縮機等;②物料加工切削、攪拌、研磨、鉆等);③物流輸送(傳送帶、電梯等)。
因此,電機系統節能涉及多學科、多專業、多領域,不同】:況、不同負載特性、不同工藝過程、不同應用場所所采用的節能措施是不同的。綜合起來主要考慮如表1所示的措施。
12工業電機系統的耗電情況
工業用電量占總發電量的比例60%以上,根據歐盟“提高高效電動機和驅動的市場份額”,SAVEI I研究報告顯示,工業用電動機消耗電能占工業用電消耗的73%。在此報告中,歐盟工業部門各電機驅動系統消耗電能的比例為:泵類22%,風機16%,空壓機18%,制冷壓縮機7%,輸送機2%,其他電機為36%,即風機、泵類、壓縮機類共占總消耗電能的63%。

13我國的現狀和國家推動電視系統節能的主要內容
據中國電監會20084月公布的數據,截至到2007年底,中國發電機總裝機容量為713kW,中國電動機的裝機容量按最保守估算應lO億 kW以上。這是岡為:①從2003年到2007年,國家統計局統計規模以上企業生產的交流屯動機產量已累計達到7kW,除小部分出口外,大部分在國內銷售,且大量電機隨進口機電設備進入中國;②按發電機和電動機裝機容量比例的通用算法為1254估算,電動機容量應在18kW以上,但考慮電動機生產和安裝要滯后予發電視~定時間,故實際電動機安裝量會少些;③我國發電行業這些年始終處于高負荷運行狀態,如按平均每年發電5000h,其中60%用于電動機,全部在用電動機年平均運行時閩約勢15002000h,電動機總裝機容量應為l l 15kW之間。如果70%用電動機,則其裝機容量為12817kW之間。因此,目前國內符種文獻中將中國電動機現有裝機容量認為是4。2kW是遠運不止的。
據統計,2007年中國國內市場銷售的高效電機占電動機總銷量的%左右,即98%以上電機產品是普通效率電動機,比美國的高效電機效率低3%,比超贏效電機效率低5%;風機、泵、壓縮機產品效率比國外先進水平低35個百分點,電機傳動調速及系統控制技術差距較大,系統效率比國外先進水平低20- - 30%,電機系統節能潛力巨大。
因此,國家發改委啟動了“十一五”圈家十大重點節能程,電動機系統節能工程是其中之一,該工程的主要內容是:
(1)更新淘汰低效電動橇及高耗電設備:推廣高效節能電動機、稀土永磁電動機,高效風機、泵、壓縮機,高效傳動系統等。更新淘汰低效電動機及高耗電設備;采用贏效節能電機及系統相關節電設備新裝電機系統。逐步限制并禁止落后低效產品的生產、銷售和使用。對老舊設備更新改造,重點是高耗電中小型電機及風機、泵類系統的更新改造及定流量系統的合理匹配。
(2)提高電機系統效率:推廣變頻調速、永磁調速等先進電機調速技術,改善風機、泵類電機系統調節方式,逐步淘汰閘扳、閥門等機械節流調節方式。重點對大中型變工況電機系統進行調速改造,合理匹配電機系統,消除“大馬拉小車”現象。
(3)被撬動裝置控湖和設備改造:以先進的電力電子技術傳動方式改選傳統的機械傳動方式,逐步采用交流調速取代直流調速。采用商新技術改造拖動裝置,燕點是大型水利排灌設鋸、電機總容量l OkW以上大型金業的示范改造等。
(4)優化電機系統的運行和控制:推廣軟起動裝置、無功補償裝置、計算機自動控制系統等,通過過程控制合理配置能爨,實現系統經濟運行。
(5)重點改造領域為:電力、潦金、有色、煤炭、石油、石化、化工、機電、輕工、企業空調和通風、樓宇集中空調的電機系統改造等。
從上述電機系統節能工程的主要內容察措施來看,主要針對的是工業領域,工業領域的節能潛力最大,但由于涉及到各行業,各種復雜多樣的工況,不周的負載特性,千差萬別的工藝過程,各神各樣豹電輥系統,因此,電機系統節能是~個及其復雜的系統程。
電機系統節能雖然復雜,但也可將其分為電機產品本體節熊,被拖動設備及傳動系統節能,管網系統的節能,以及系統淘汰不同部件或子系統合理匹配的節能,系統控制方式的節能等。
2工業電機本體節能關注的主要產品
縱觀世界各國的成功經驗,電視系統節能都是率先從電機產品本體節能開始。工業用電機分直流和交流二大類,據Eu25( 2006) 統計數據顯示,歐盟在用的工業電動機當中,交流電動機占96.2%,直流電動機占3.8%。在交流電動機中,三相感應電動機占87%,單相感應電動機占4%,同步電動機占5%,交直流兩用電動機占4%,相感應電動規又分籠型和繞線型轉予兩種,償繞線型轉子感應電動機使用較籠型感應電動機少得多;\型感應電動機具有成本較低,可靠性好,維護簡單,通過調速驅動易于控制等優點,且三相籠型感應電動概消耗的電能占全部業電動機消耗電能的90%以上,因此,世界各國都將提高三相籠型感應電動機的效率作為提高瞧機本體效率研究的重之重。除此之外,近十多年來發展較快的節能電機還有稀±永磁電機和開關磁阻電機等。
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