節(jié)能電機在電廠中的應(yīng)用研究

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

1節(jié)能電機概述

1.1節(jié)能電機的運行原理

節(jié)能電機在相同時間內(nèi)電量的總消耗量相比于普通電機可減少20%左右，所節(jié)約的電能大約為15%。電機在運行中主要消耗銅和鐵，但是節(jié)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，節(jié)能電機的制造過程及其工藝都選用現(xiàn)代技術(shù)，其中主要選擇高導(dǎo)磁且低損耗的優(yōu)質(zhì)性電工硅鋼片來制成其轉(zhuǎn)子鐵芯以及定子鐵芯，這樣一來節(jié)能電機在運行過程中所產(chǎn)生的損耗較小，功率因數(shù)較高，使用時間較長且穩(wěn)定性高，同時新型材料以及工藝制造也降低了節(jié)能電機的面積和體積。

1.2節(jié)能電機的特點

對于節(jié)能電機的應(yīng)用來說，其相比于普通電機來說具有較多的優(yōu)點，首先其應(yīng)用于長期電力生產(chǎn)中時能夠大大降低所需成本且節(jié)省大部分能源，可應(yīng)用于風(fēng)機、水泵、壓縮機等中，節(jié)能電機在應(yīng)用中可直接啟動并使用變頻器進行速度調(diào)節(jié)，且功率因數(shù)大都在 0.85-1.0之間，能夠明顯提高電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)，不需配備相關(guān)的功率因數(shù)補償器。同時該類電機中所產(chǎn)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 千瓦的節(jié)能電機應(yīng)用于用電中能夠比普通電機節(jié)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(nèi)收回更換電機的消耗費用。

1.3節(jié)能電機的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國主要將節(jié)能電機推廣于中小型電機類企業(yè)中去，在我國 1997 年京都議定書中針對世界各國均面臨著節(jié)能減排這一巨大壓力的現(xiàn)狀來講對我國節(jié)能電機進行了新規(guī)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節(jié)能電機則可節(jié)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(guī)定明顯的體現(xiàn)出我國對于電機效率的提高重視，但是對于國外節(jié)能電機來說其費用較高，是我國中小型電機企業(yè)不愿選擇的主要原因，這也就需要我國相關(guān)政府部門不斷加強對我國電機制造業(yè)的重視和扶持，使我國能夠盡快建立起電機業(yè)的市場競爭力。

電機產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，因此國家在工業(yè)等方面的發(fā)展速 度直接決定了電機業(yè)產(chǎn)品的需求量，同時節(jié)能環(huán)保這一問題也受到了 全世界的關(guān)注，各個國家都在尋找合理有效的電力節(jié)能措施，特別是歐美國家[3]，其已經(jīng)逐漸將節(jié)能電機應(yīng)用于各項生產(chǎn)中，對于個別發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始創(chuàng)新和應(yīng)用超率的節(jié)能電機。通過對我國相關(guān)文獻(xiàn) 參考分析，自 2012 年節(jié)能電機多生產(chǎn)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(chǎn)力可占全世界生存率的 69%左右，但是今以來，節(jié)能電機的生產(chǎn)量已經(jīng)逐漸從發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家發(fā) 展。我國在 2010 年發(fā)布了《節(jié)能產(chǎn)品惠民工程電機推廣實施細(xì)節(jié)》，隨之配以節(jié)能補貼， 2014 年 4 月，惠民工程推廣低壓電機、高壓電機、永磁電機合計 3300 多萬千瓦，電機市場占有率在

2013 年達(dá)到 17.25%，但與國務(wù)院、工信部要求的 2015 年達(dá)到 50%占有率差距還很大。

2電機系統(tǒng)節(jié)能的主要技術(shù)成果

對于我國電機系統(tǒng)節(jié)能中存在的一些問題，我國相關(guān)工作及管理人員在“十一五”期間對其進行調(diào)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(fù)載的電機系統(tǒng)譬如水泵、壓縮機以及風(fēng)機等均采取了其相對應(yīng)系統(tǒng)的效率優(yōu)化措施以及系統(tǒng)管理，這樣一來其效率可提高 15%以上；同時還開發(fā)了水泵以及壓縮機等專用變頻電機以及電機、控制設(shè)備、抽油機及紡織專用的永磁電機等；對于電機系統(tǒng)中各類能效檢測及其控制系統(tǒng)設(shè)立了電量以及非電量的測試裝置以及相關(guān)系統(tǒng)的能效檢測裝置，并實施了相關(guān)節(jié)能工程；除此之外還將效率較低的電機系統(tǒng)以及被淘汰的電機系統(tǒng)進行綜合利用，創(chuàng)新了電機的制造技術(shù)水平，能夠?qū)⑵湓倦姍C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(chǔ)。同時相關(guān)部門也加強了對節(jié)能電機的重視以及管理力度，逐

漸將推動節(jié)能電機的應(yīng)用和發(fā)展應(yīng)用到實際中，為我國節(jié)能電機廠家建立起推廣平臺讓更多電廠等相關(guān)企業(yè)能夠?qū)?jié)能電機以及作用有所認(rèn)識。

3節(jié)能電機在我國電廠中應(yīng)用的必要性

在如今我國各類工業(yè)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀下，也使得電機的快速發(fā)展得到保障，但是這種現(xiàn)狀下也會造成我國環(huán)境資源與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾產(chǎn)生，因此在保證我國經(jīng)濟不斷進步和發(fā)展的同時，也要保證對資源的節(jié)約以及環(huán)境的保護管理，以為我國經(jīng)濟和能源的可持續(xù)性發(fā)展提供保障。

電機在我國各企業(yè)中的使用雖然推動了我國工業(yè)的進步和發(fā)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(guān)節(jié)能政策管理后，使得我國對于節(jié)能電機的需求量 有所增加。通過對我國用電調(diào)查和統(tǒng)計表明，我國各個電力企業(yè)的總用 電量 70%均是各個設(shè)備上電動機的負(fù)荷而產(chǎn)生的，節(jié)能電機針對這一問題來完成節(jié)能管理，在正常運行狀態(tài)下可節(jié)能 3%-5%之間，而有些節(jié)能電機譬如稀土水磁電機的節(jié)能效率可提高 10%以上。由此可見，選擇節(jié)能電機能夠有效的降低能源的消耗以及環(huán)境的污染。現(xiàn)今世界各國都在不斷尋找有效的節(jié)約能源以及保護環(huán)境的有效措施，因此節(jié)能電機的應(yīng)用也愈加廣泛，使得各國的標(biāo)準(zhǔn)推動工業(yè)發(fā)展。

4節(jié)能電機在電廠中的應(yīng)用作用及條件

4.1節(jié)能電機在電廠中的應(yīng)用

對于我國發(fā)電廠來說，其主要負(fù)責(zé)我國電力的供應(yīng)，而且我國各個發(fā)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(shè)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(yè)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(jié)能且提率的措施就成了一項較為關(guān)鍵的任務(wù)。

對于發(fā)電機來說，其主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)共包括三項，即廠用電量、供電煤消耗量以及發(fā)電量，該三項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)、相互影響， 譬如電廠中的供電煤消耗量影響指數(shù)為 3.50%，則其負(fù)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(tài)下電廠用電率以 4.0%為準(zhǔn)，其電力的使用量則可達(dá)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，若電廠中采用節(jié)能電機可降低 5%能源消耗，則每年大約能夠節(jié)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(jié)省大約800 萬元。由此可見，電廠中采用節(jié)能電機的能源節(jié)省量極為明顯。由此可見，如若我國每個電廠均選用節(jié)能電機不但能夠明顯降低對我國環(huán)境的污染，同時也能夠有效的 節(jié)省較大一部分資源，為人們的生活以及社會的發(fā)展提供有利基礎(chǔ)。但 是由于節(jié)能電機的造價相對高于普通電機的造價，因此在電廠初投資中如若選擇節(jié)能電機則會增加一定的初投資成本，一些 管理者為了節(jié)省這筆投入資金而忽視可持續(xù)性發(fā)展，但是雖然節(jié)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(fā)展來說，其多節(jié)省的電能等均明顯降低所需投資，同時增加電廠運行效率， 因此在我國電廠初招標(biāo)以及投入運營前一定要認(rèn)清節(jié)能電機的優(yōu)勢，為電廠今后的節(jié)能發(fā)展提供有利基礎(chǔ)。

4.2節(jié)能電機在電廠中的應(yīng)用條件

很多工藝均得到一定的優(yōu)化處理，將普通電動給水泵取消，同時采 用氣動引風(fēng)機來取代原本的電動引風(fēng)機，但是還有一些電機用來作為 壓縮機或風(fēng)機等，這樣一來就需要根據(jù)不同電廠運作特點來根據(jù)以下 幾點對其效率以及節(jié)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(diào)查中每年的運行時間在五千小時以上，其負(fù)荷率大于 70%，則選擇節(jié)能電機，假設(shè)該電動機為兩千千瓦，則選擇平均效率可提高 1%的節(jié)能電機每年大約能節(jié)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(guān)電廠調(diào)查顯 示，我國全國的發(fā)電廠中所使用的水泵以及風(fēng)機主要包括排粉風(fēng)機、一 次風(fēng)機、引風(fēng)機、送風(fēng)機、鍋爐給水泵、凝結(jié)水泵、灰漿泵以及循環(huán)水泵， 總套設(shè)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(dá)五 百二十億千瓦時，可占我國火電發(fā)電量的6%左右。這種情況下，采取高 效節(jié)能電機每年可節(jié)省大約四百億千瓦時左右電量，該電量大約可達(dá) 8 個左右一千兆瓦容量的火力發(fā)電廠一年的發(fā)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(fù)責(zé)風(fēng)煙系統(tǒng)的一次風(fēng) 機以及送風(fēng)機、起到給水以及水的微循環(huán)作用的循環(huán)水泵以及凝結(jié)水 泵等，該些大功率型電動機的用電量可達(dá)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 機進行節(jié)能電機的使用；除此之外，還要加強對調(diào)查中起關(guān)鍵性作用的配套設(shè)備采用節(jié)能電機以此來提高供電效率以及可靠性，這些起到關(guān)鍵性作用的配套設(shè)備主要為氣機系統(tǒng)中發(fā)電機定子冷卻水泵、機械真空泵、氣機系統(tǒng)中凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵、氣機主油泵、交流潤滑油泵，鍋爐系統(tǒng)一次風(fēng)機、磨風(fēng)機、送風(fēng)機，各個輸送機，暖通的空調(diào)冷水機組，物料傳輸系統(tǒng)儀用空氣壓縮機和除灰機等，均可以根據(jù)其實際功率以及耗電量來選擇適宜的節(jié)能電機進行優(yōu)化處理。

5結(jié)束語

在如今我國電力企業(yè)的發(fā)展不斷進步和完善的現(xiàn)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(guān)鍵的任務(wù)，各個電廠的相關(guān)管理人員應(yīng)該從實際出發(fā)，根據(jù)實際用電設(shè)備以及用電情況來選擇節(jié)能的電機設(shè)備，為降低耗電量以及提高用電發(fā)電率和保護環(huán)境等提供有利措施。