高效節能電機在電廠中的應用研究

高效節能（néng）電（diàn）機采用新型（xíng）材料、新工藝以及優化設計，以降低機械能、電磁能（néng）以（yǐ）及熱能的消耗方（fāng）式來達到提高（gāo）輸出效率的目的。相比於普通電機（jī）來說，高效節能（néng）電機可提（tí）高（gāo）4%左右（yòu）的效（xiào）率。雖然該類新型電機已經在我國上市較長（zhǎng）時間，但我（wǒ）國國民對其需（xū）求量相對並不大，如今我國高效節能電機（jī）的使用率僅（jǐn）在 20%以（yǐ）下，由此可見，加（jiā）強人們對（duì）高（gāo）效節能電機的認識是極為關鍵且（qiě）必要的，高效節能電機應用於電廠中能夠（gòu）明顯降低電廠用電量（liàng），提高用電效率。

1 高（gāo）效節能電機概述

1.1 高效節能電（diàn）機的運行原理

高效節能電機在相（xiàng）同時間內電量的總消耗（hào）量相比於普（pǔ）通電機可減少20%左右，所節約的電能大約為15%。電機在（zài）運行（háng）中主要（yào）消耗銅和鐵，但是（shì）高效節能電機（jī）在製造材料的（de）選擇中（zhōng）以新型鐵磁材料（liào）來取（qǔ）代普通鐵芯，同時選擇特別的下線（xiàn）工（gōng）具來提高定（dìng）子（zǐ）的槽滿率從而使得銅線的截麵麵積增大，這樣一（yī）來不但能夠（gòu）有效地（dì）降低（dī）鐵和銅（tóng）的損耗，而且還使得電機的製（zhì）造精度明顯（xiǎn）增加，使得雜散（sàn）的（de）電量消耗大大降低。除此之外，高效節能電機的製造過（guò）程及其工藝（yì）都選用（yòng）現代技術（shù），其中主要選（xuǎn）擇高導磁且低損耗的優質性（xìng）電工矽鋼片來製（zhì）成其轉子鐵芯以及定子鐵芯，這樣一（yī）來高效節（jiē）能電（diàn）機在運行過程中所產生的（de）損（sǔn）耗較小，功（gōng）率因數較高，使用時間較長且穩定性高，同時新型材料以及工藝（yì）製造（zào）也降低了高效節能電機的麵積和體積。

1.2 高（gāo）效節能電（diàn）機的特點

對於高效（xiào）節（jiē）能（néng）電機的應用來說，其相比於普（pǔ）通電機來（lái）說具有較多的優（yōu）點，首（shǒu）先其應用於長期（qī）電力生產中時能夠大（dà）大（dà）降低所需成（chéng）本且節省大部分能源（yuán），可應用於風機、水泵、壓縮機（jī）等中，高效（xiào）節能電機在應用中可直接啟動並使用變頻器進行速度調節，且功率因數大都在 0.85-1.0之間（jiān），能夠明顯提高電網的品（pǐn）質因數（shù），不需配備相關的功率因數（shù）補償器。同時該類電機中（zhōng）所產生的電流相對較小，因此可以明（míng）顯降（jiàng）低輸配時的用電量，明顯提高使用壽命，若將 55 千瓦（wǎ）的高效節能電機應用於用電中能夠比普通電機節省（shěng）大約 15%的用電量，以每（měi）度電 0.5 元來計算其可在一年之內收回更換電機的消耗費（fèi）用。

1.3 高效節能電機的發展現（xiàn）狀

在我國主要將（jiāng）高效節能電機推廣於中小型電機類企業中去，在我國 1997 年京都議定書中針對世界各國均（jun1）麵臨著節能減排這一巨大壓力的現狀（zhuàng）來講對我國高效節能電機進行了新規定，對於我國而（ér）言，在

2011 年時我國的（de）全（quán）國用電量為 46928 億千瓦，如（rú）果將該普通電機更換為高效節能電機則可節省大約（yuē） 4%，即 1051 億千瓦的電量同時（shí）大約可降低（dī） 31 萬噸SO2 以及 9347 萬噸CO2 的排放量。由（yóu）此可見，該規定明顯的體現出我國（guó）對於電機效率的提高重（chóng）視，但是對於國外高效節能電機來說其費用較高，是（shì）我國中小型電（diàn）機企業不願選擇（zé）的（de）主要原因（yīn），這也就（jiù）需要我國相關政府部門不斷加強對我國電機製（zhì）造業的重視和扶（fú）持，使我國能（néng）夠盡快建立起電機業的市場競爭力。

電機產品主要應用於工（gōng）業生產，因此國（guó）家在工業等方麵的發展速 度直接決定了電機業產品（pǐn）的需求（qiú）量，同時節能環保這一問題也（yě）受到了 全世界的關注，各個國家都在尋找合理有效的電力（lì）節能措施，特別是歐美國家[3]，其已經逐漸將高效節能電機應用於各項（xiàng）生產中，對於個別發達（dá）國家已經開始創（chuàng）新和（hé）應用超高（gāo）效率的節（jiē）能電機。通過對我國相關文獻 參考分析，自 2012 年高效節能電（diàn）機多生產於（yú）亞洲以及歐洲國家，其中亞洲主要在韓國、中國、日本和印度等國家，歐洲主要在英國、法國以及 德國等國家，這些國（guó）家的生產力可（kě）占全世界生存率的 69%左右，但是至今以來，高效節能電機的（de）生產量已經逐漸（jiàn）從發達國家（jiā）向發展中國家發 展。我國在 2010 年發布了《節能產品惠民工程高效電機推廣實施細節》，隨之配以節能補貼，至 2014 年 4 月，惠民工程推廣低壓高效電機、高壓高效電（diàn）機、永磁電（diàn）機合計 3300 多萬千瓦，高效電機市場（chǎng）占有率在

2013 年達到 17.25%，但（dàn）與國務院、工信部要求的 2015 年（nián）達到 50%占有率差距還很大。

2 電機係統節能的主要技術成（chéng）果

對於我（wǒ）國（guó）電機係統節能中（zhōng）存在的一些問題，我國相關工作及管理人員在“十一五”期間對其進行調查研究和一係列政策的啟動支持下取得（dé）了較大的成果。首先對於一係列負載的電機係統譬（pì）如水泵、壓縮機以及風機等均采取了其相對應係統的效率優化措施以及係統管理，這樣一來其效率可提高 15%以上；同時還（hái）開發了水泵以及壓縮機等專用變頻電機以及高效電機、控（kòng）製（zhì）設備、抽油機及紡織專用的永（yǒng）磁電（diàn）機等；對於電機係統中各類能（néng）效檢測及其控製係統設立（lì）了電量以及非電量的測試裝置以及相關係統的能效檢測裝置，並（bìng）實施了相關節能工程；除此之外還將效率較低（dī）的電機係統以及被淘汰的電機係統進行綜合利用，創新了電機高效的製造技術水平，能夠將其原本（běn）電機的效率提（tí）高 5%-30%，同時建立起固定的（de）電機再製造地，為其再改善及製造提供基礎。同時相關部門也加強了對高效節能電機（jī）的重視以（yǐ）及管理力度，逐

漸將推動（dòng）高效節能電（diàn）機的應用和發展應（yīng）用到實際中，為（wéi）我國高效（xiào）節（jiē）能電機廠家建立起推廣平台讓更多電（diàn）廠（chǎng）等相關企業能夠對高效節（jiē）能電機以及高效作用有所認識。

3 高效節能電機在我（wǒ）國電（diàn）廠中（zhōng）應用的必要性

在如今（jīn）我國（guó）各類工業產（chǎn）業迅猛發展的現（xiàn）狀下，也使得電機的快速發展得到保障，但是這種現狀下也會造成我國環境資源與經濟發展的矛盾產生（shēng），因此在保證我國經濟不斷進步和發展的同時，也（yě）要保證對資源的節（jiē）約以及環境的保護管理，以（yǐ）為我國經（jīng）濟和能源的可持續性發展提供保障。

電機在我國各企業中的使用雖然（rán）推（tuī）動了我國工業的進步和發展， 同時為人們的生活便利提供了條（tiáo）件，但是也大大增加了（le）電（diàn）量的消耗。在我國提出相關節能政策管理後，使得我國對於高效節能電機的需求量 有所（suǒ）增加。通過對我國用電調查和統計表明，我國各個電力企業的總用 電量 70%均是各個設備上電動機的負荷而產生的，高效節能電機針對這一問題來完成（chéng）節能管理，在正常運行（háng）狀態下可節能 3%-5%之間（jiān），而有些高（gāo）效節能電機譬如（rú）稀土（tǔ）水磁電機（jī）的節能效率可提高 10%以上。由（yóu）此可見，選擇高效節（jiē）能（néng）電機能夠有效的降低能源的消（xiāo）耗以及環（huán）境的汙染。現今（jīn）世界各（gè）國（guó）都在（zài）不斷尋（xún）找有效的節約能（néng）源以及（jí）保（bǎo）護環（huán）境的有效措施，因此（cǐ）高效（xiào）節能（néng）電機的應用也愈加廣泛，使（shǐ）得各國的標準推動工業發展。

4 高效節能電機在電廠中的應用作用及條件

4.1 高效節能電機在電廠中的應用

對於我國發電（diàn）廠來說，其主要負責我（wǒ）國電力的供應，而且我國各個發電廠的工（gōng）作往往是全自動化完成的，因此就需要電機來對其主要設備以及機械等進行帶（dài）動運行，因此所需的電力（lì）消耗量（liàng）極大。如今我國電力（lì）行業的競爭力極（jí）大，其不但要保證所需成本較低，同時還（hái）要盡可能（néng）獲取較高利潤，因此不斷尋找有效的節能且（qiě）提高（gāo）效（xiào）率的措施就成了一項（xiàng）較為關鍵的任務（wù）。

對於發（fā）電機來說，其主要（yào）經濟技術指標共（gòng）包括三項，即廠用電量、供（gòng）電煤消耗量以及發電（diàn）量，該（gāi）三項經濟技術指標相互關聯、相互影響（xiǎng）， 譬如電廠中（zhōng）的供電煤（méi）消耗量影響指（zhǐ）數為 3.50%，則其負荷率每下降 1% 則其用電率可升高約0.06%，若某機組的容量為 1000 兆（zhào）瓦，在額定運行時間及效率的工作狀態下電廠用電率以 4.0%為（wéi）準，其電力（lì）的使用量則可達到 50.2 兆瓦左右，每年所消耗的電量約為三億萬（wàn）千瓦時左右，若電廠中采用（yòng）高效節能電機可降低（dī） 5%能源消耗，則（zé）每年大約能夠節省大約一千六（liù）百萬千瓦時的用電消耗量，按照我國電價的平均值即 0.5 元每千瓦時來計算每年即可節省大約800 萬元。由此可見，電廠中采用高效節能電機的能源節省量極為明顯。由此可見，如若（ruò）我國每個電廠均選用高效節（jiē）能電（diàn）機不但能夠明顯（xiǎn）降低對我國環境的汙染，同時也能夠有效的 節省（shěng）較大一部分資源，為（wéi）人們的生活以及社會的發展提供（gòng）有利（lì）基礎。但 是由於高（gāo）效節能電機（jī）的造價（jià）相對高（gāo）於普通電機的造價，因此在電廠（chǎng）最初投資中如若選擇高效節能電機（jī）則會增加一定的最（zuì）初投資成本，一些 管理者為（wéi）了（le）節省這筆投入資（zī）金而忽視（shì）可持續性發展（zhǎn），但是雖然高（gāo）效節能電機的成本約高出普通電機成本 15%-30%，但是對於今後的發展（zhǎn）來說，其多（duō）節省的（de）電能等均明（míng）顯降低所需（xū）投資，同時增加電廠運行效率， 因此在我國電廠最初招（zhāo）標以及（jí）投入運（yùn）營前一（yī）定要認清高效節能電機的優勢（shì），為電（diàn）廠今後的節能（néng）高（gāo）效發展提供有利基礎。

4.2 高（gāo）效節能電機在電（diàn）廠中的（de）應用條件

很（hěn）多工（gōng）藝均得到一定的優化處理，將普（pǔ）通電動給水泵取消，同時（shí）采 用氣動引風機來取代原本的（de）電動引風機，但是還有一些電機用來作為 壓縮機或風機等，這樣一來就需要根（gēn）據不（bú）同電廠（chǎng）運作特點來根據以下 幾點對其效率以及節能方式選擇等進行判斷和評估。首先要（yào）對電廠中 每年的運行時間進（jìn）行評估，如若調（diào）查中每年的運行時間在五千小時以上，其負荷率大於 70%，則選擇高效節能電（diàn）機，假設該電動機為（wéi）兩（liǎng）千千瓦，則選擇平均效（xiào）率可提高 1%的高效節能電機每年大約能節省電（diàn）量一百萬千瓦（wǎ）以上；其次要看（kàn）電廠的用電電壓，通過對我國相關電廠調查（chá）顯 示，我國全國的發電廠中所使用的水泵以及（jí）風機主要（yào）包（bāo）括排粉風機、一 次風機、引風機、送（sòng）風機、鍋爐（lú）給（gěi）水泵、凝結水泵、灰漿（jiāng）泵以及循環水泵， 總套設備（bèi）的（de）總電動機（jī）的容量為一萬五（wǔ）千兆瓦，每年（nián）的總（zǒng）用電量可達五 百二十億（yì）千瓦時，可占我國火電發電量（liàng）的6%左右。這種情況下，采取高 效節能電（diàn）機每年可節省大約四百億千瓦時（shí）左右電量，該電量大約可達 8 個左右一千兆瓦容量的（de）火力發電廠一年的發（fā）電量。同時對電廠的（de）輔助 電機選擇中主要（yào）包（bāo）括起到製粉（fěn）功能（néng）的磨（mó）煤機、負責風煙（yān）係統（tǒng）的一（yī）次風（fēng） 機以（yǐ）及送風機、起到給水以及（jí）水的微循環作用的循環水泵以及凝結水 泵等，該些大功率型電動機的用電量可達到總用（yòng）電量的 65%左右，其不但容量大而且消耗（hào）電量較多（duō），因此盡可能的對這些大容量、大耗（hào）電量（liàng）電 機進行高效節能電機的使用（yòng）；除此之外，還要加強對調查中起關鍵性作用的配套設（shè）備采用高效節能（néng）電機以此來提高供（gòng）電效率以及可靠性，這些起到關鍵性作用（yòng）的配套（tào）設備主要為氣機係統中發電機定子冷卻水泵、機械（xiè）真空泵、氣機係統中（zhōng）凝結水泵、循環水泵、氣機（jī）主油泵、交流潤（rùn）滑油泵，鍋爐係統一次風機、磨風機、送風（fēng）機，各個輸送機（jī），暖通的空調冷水機組，物料傳輸係統儀用空氣壓縮機和除灰機等，均可以根據其實際功率以及耗電量來選擇適宜的高效節能電機進行優化處理。

5 結束語

在如今我國（guó）電力企業的發展不斷進步和完善的現狀下，如何降低其能源的消耗（hào）並提高其運行效率就成為了一（yī）項較為關鍵的任務，各個電廠的相關管（guǎn）理人員應該從實際出發，根據實際用電設備以及用電情況來選擇（zé）高（gāo）效節能的電（diàn）機設備，為降（jiàng）低（dī）耗（hào）電量以及提高（gāo）用電發電率和保護環境等提供有利措施。

本文版權：《科技創新與應用》