高效節能電機在電廠中的應用研究

摘 要：隨著我國社會的不斷發展和人們生活水平的不斷提高，我國對于用電方面的重視度也大大增加。對于我國電廠而言，電機是保證其合理運行的主要支持設備，同時電廠的用電量多少直接與電機的經濟運行有關，如何降低用電量，提高用電效率逐漸成為了各電廠的主要競爭力，雖然現今我國已經將節能作為電廠管理的首要發展目標，且高效節能電機廣泛應用于電廠中，但在實際應用中仍存在一定的問題。文章主要通過對高效節能電機的運行原理及其在電廠中的應用進行深入探討

關鍵詞：高效節能電機；電廠；應用；分析

引言

高效節能電機采用新型材料、新工藝以及優化設計，以降低機械能、電磁能以及熱能的消耗方式來達到提高輸出效率的目的。相比于普通電機來說，高效節能電機可提高4%左右的效率。雖然該類新型電機已經在我國上市較長時間，但我國國民對其需求量相對并不大，如今我國高效節能電機的使用率僅在20%以下，由此可見，加強人們對高效節能電機的認識是極為關鍵且必要的，高效節能電機應用于電廠中能夠明顯降低電廠用電量，提高用電效率[1]。

1 高效節能電機概述

1.1 高效節能電機的運行原理

高效節能電機在相同時間內電量的總消耗量相比于普通電機可減少20%左右，所節約的電能大約為15%。電機在運行中主要消耗銅和鐵，但是高效節能電機在制造材料的選擇中以新型鐵磁材料來取代普通鐵芯，同時選擇特別的下線工具來提高定子的槽滿率從而使得銅線的截面面積增大，這樣一來不但能夠有效地降低鐵和銅的損耗，而且還使得電機的制造精度明顯增加，使得雜散的電量消耗大大降低。除此之外，高效節能電機的制造過程及其工藝都選用現代技術，其中主要選擇高導磁且低損耗的優質性電工硅鋼片來制成其轉子鐵芯以及定子鐵芯，這樣一來高效節能電機在運行過程中所產生的損耗較小，功率因數較高，使用時間較長且穩定性高，同時新型材料以及工藝制造也降低了高效節能電機的面積和體積。

1.2 高效節能電機的特點

對于高效節能電機的應用來說，其相比于普通電機來說具有較多的優點，首先其應用于長期電力生產中時能夠大大降低所需成本且節省大部分能源，可應用于風機、水泵、壓縮機等中，高效節能電機在應用中可直接啟動并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，能夠明顯提高電網的品質因數，不需配備相關的功率因數補償器。同時該類電機中所產生的電流相對較小，因此可以明顯降低輸配時的用電量，明顯提高使用壽命，若將55千瓦的高效節能電機應用于用電中能夠比普通電機節省大約15%的用電量，以每度電0.5元來計算其可在一年之內收回更換電機的消耗費用[2]。

1.3 高效節能電機的發展現狀

在我國主要將高效節能電機推廣于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面臨著節能減排這一巨大壓力的現狀來講對我國高效節能電機進行了新規定，對于我國而言，在2011年時我國的全國用電量為46928億千瓦，如果將該普通電機更換為高效節能電機則可節省大約4%，即1051億千瓦的電量同時大約可降低31萬噸SO2以及9347萬噸CO2的排放量。由此可見，該規定明顯的體現出我國對于電機效率的提高重視，但是對于國外高效節能電機來說其費用較高，是我國中小型電機企業不愿選擇的主要原因，這也就需要我國相關政府部門不斷加強對我國電機制造業的重視和扶持，使我國能夠盡快建立起電機業的市場競爭力。

電機產品主要應用于工業生產，因此國家在工業等方面的發展速度直接決定了電機業產品的需求量，同時節能環保這一問題也受到了全世界的關注，各個國家都在尋找合理有效的電力節能措施，特別是歐美國家[3]，其已經逐漸將高效節能電機應用于各項生產中，對于個別發達國家已經開始創新和應用超高效率的節能電機。通過對我國相關文獻參考分析，自2012年高效節能電機多生產于亞洲以及歐洲國家，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，這些國家的生產力可占全世界生存率的69%左右，但是至今以來，高效節能電機的生產量已經逐漸從發達國家向發展中國家發展。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、高壓高效電機、永磁電機合計3300多萬千瓦，高效電機市場占有率在2013年達到17.25%，但與國務院、工信部要求的2015年達到50%占有率差距還很大。

2 電機系統節能的主要技術成果

對于我國電機系統節能中存在的一些問題，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系列政策的啟動支持下取得了較大的成果。首先對于一系列負載的電機系統譬如水泵、壓縮機以及風機等均采取了其相對應系統的效率優化措施以及系統管理，這樣一來其效率可提高15%以上；同時還開發了水泵以及壓縮機等專用變頻電機以及高效電機、控制設備、抽油機及紡織專用的永磁電機等；對于電機系統中各類能效檢測及其控制系統設立了電量以及非電量的測試裝置以及相關系統的能效檢測裝置，并實施了相關節能工程；除此之外還將效率較低的電機系統以及被淘汰的電機系統進行綜合利用，創新了電機高效的制造技術水平，能夠將其原本電機的效率提高5%-30%，同時建立起固定的電機再制造地，為其再改善及制造提供基礎[4]。

同時相關部門也加強了對高效節能電機的重視以及管理力度，逐漸將推動高效節能電機的應用和發展應用到實際中，為我國高效節能電機廠家建立起推廣平臺讓更多電廠等相關企業能夠對高效節能電機以及高效作用有所認識。

3 高效節能電機在我國電廠中應用的必要性

在如今我國各類工業產業迅猛發展的現狀下，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，因此在保證我國經濟不斷進步和發展的同時，也要保證對資源的節約以及環境的保護管理，以為我國經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推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件，但是也大大增加了電量的消耗。在我國提出相關節能政策管理后，使得我國對于高效節能電機的需求量有所增加。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節能管理，在正常運行狀態下可節能3%-5%之間，而有些高效節能電機譬如稀土水磁電機的節能效率可提高10%以上。由此可見，選擇高效節能電機能夠有效的降低能源的消耗以及環境的污染[5]。現今世界各國都在不斷尋找有效的節約能源以及保護環境的有效措施，因此高效節能電機的應用也愈加廣泛，使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

對于我國發電廠來說，其主要負責我國電力的供應，而且我國各個發電廠的工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動運行，因此所需的電力消耗量極大。如今我國電力行業的競爭力極大，其不但要保證所需成本較低，同時還要盡可能獲取較高利潤，因此不斷尋找有效的節能且提高效率的措施就成了一項較為關鍵的任務。

對于發電機來說，其主要經濟技術指標共包括三項，即廠用電量、供電煤消耗量以及發電量，該三項經濟技術指標相互關聯、相互影響，譬如電廠中的供電煤消耗量影響指數為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%為準，其電力的使用量則可達到50.2兆瓦左右，每年所消耗的電量約為三億萬千瓦時左右，若電廠中采用高效節能電機可降低5%能源消耗，則每年大約能夠節省大約一千六百萬千瓦時的用電消耗量，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[6]，如若我國每個電廠均選用高效節能電機不但能夠明顯降低對我國環境的污染，同時也能夠有效的節省較大一部分資源，為人們的生活以及社會的發展提供有利基礎。但是由于高效節能電機的造價相對高于普通電機的造價，因此在電廠最初投資中如若選擇高效節能電機則會增加一定的最初投資成本，一些管理者為了節省這筆投入資金而忽視可持續性發展，但是雖然高效節能電機的成本約高出普通電機成本15%-30%，但是對于今后的發展來說，其多節省的電能等均明顯降低所需投資，同時增加電廠運行效率，因此在我國電廠最初招標以及投入運營前一定要認清高效節能電機的優勢，為電廠今后的節能高效發展提供有利基礎。

4.2 高效節能電機在電廠中的應用條件

很多工藝均得到一定的優化處理，將普通電動給水泵取消，同時采用氣動引風機來取代原本的電動引風機，但是還有一些電機用來作為壓縮機或風機等，這樣一來就需要根據不同電廠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。首先要對電廠中每年的運行時間進行評估，如若調查中每年的運行時間在五千小時以上，其負荷率大于70%，則選擇高效節能電機，假設該電動機為兩千千瓦，則選擇平均效率可提高1%的高效節能電機每年大約能節省電量一百萬千瓦以上；其次要看電廠的用電電壓，通過對我國相關電廠調查顯示，我國全國的發電廠中所使用的水泵以及風機主要包括排粉風機、一次風機、引風機、送風機、鍋爐給水泵、凝結水泵、灰漿泵以及循環水泵，總套設備的總電動機的容量為一萬五千兆瓦，每年的總用電量可達五百二十億千瓦時，可占我國火電發電量的6%左右。這種情況下，采取高效節能電機每年可節省大約四百億千瓦時左右電量，該電量大約可達8個左右一千兆瓦容量的火力發電廠一年的發電量。同時對電廠的輔助電機選擇中主要包括起到制粉功能的磨煤機、負責風煙系統的一次風機以及送風機、起到給水以及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電量的65%左右，其不但容量大而且消耗電量較多，因此盡可能的對這些大容量、大耗電量電機進行高效節能電機的使用；除此之外，還要加強對調查中起關鍵性作用的配套設備采用高效節能電機以此來提高供電效率以及可靠性，這些起到關鍵性作用的配套設備主要為氣機系統中發電機定子冷卻水泵、機械真空泵、氣機系統中凝結水泵、循環水泵、氣機主油泵、交流潤滑油泵，鍋爐系統一次風機、磨風機、送風機，各個輸送機，暖通的空調冷水機組，物料傳輸系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[7]。

5 結束語

在如今我國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并提高其運行效率就成為了一項較為關鍵的任務，各個電廠的相關管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高效節能的電機設備，為降低耗電量以及提高用電發電率和保護環境等提供有利措施。

參考文獻

[1]高青松.高效節能電機在電廠中的應用研究[J].機械與電子，2012（9）：117.

[2]蔣鎮平.高效節能電機[J].資源與發展，2010（5）：25-27.

[3]李孟波.淺談高效節能電機在電廠中的應用[J].電源技術應用，2013（2）：168.

[4]曹昌.高效節能電機推廣[J].中國經濟周刊，2011（4）：82-84.

[5]陳偉華，姚鵬.高效電機節能技術簡介[J].節能技術和產品，2012（4）：35-37.

[6]唐開山.高效節能電機技術發展動態[J].廣西輕工業，2010（1）：24-26.

[7]王楠，姜昊，王春燕.高效節能電機標準化綜述[B].低溫建筑技術，2010（4）：34-35.

作者簡介：肖智軍（1964，9-），湖南省邵陽市人，漢族，學士，工程師，研究方向：從事電機設計與開發工作。