高效节能电机在电厂中的应用研究

摘 要：随着我国社会的不断发展和人们生活水平的不断提高，我国对于用电方面的重视度也大大增加。对于我国电厂而言，电机是保证其合理运行的主要支持设备，同时电厂的用电量多少直接与电机的经济运行有关，如何降低用电量，提高用电效率逐渐成为了各电厂的主要竞争力，虽然现今我国已经将节能作为电厂管理的首要发展目标，且高效节能电机广泛应用于电厂中，但在实际应用中仍存在一定的问题。文章主要通过对高效节能电机的运行原理及其在电厂中的应用进行深入探讨

关键词：高效节能电机；电厂；应用；分析

引言

高效节能电机采用新型材料、新工艺以及优化设计，以降低机械能、电磁能以及热能的消耗方式来达到提高输出效率的目的。相比于普通电机来说，高效节能电机可提高4%左右的效率。虽然该类新型电机已经在我国上市较长时间，但我国国民对其需求量相对并不大，如今我国高效节能电机的使用率仅在20%以下，由此可见，加强人们对高效节能电机的认识是极为关键且必要的，高效节能电机应用于电厂中能够明显降低电厂用电量，提高用电效率[1]。

1 高效節能电机概述

1.1 高效节能电机的运行原理

高效节能电机在相同时间内电量的总消耗量相比于普通电机可减少20%左右，所节约的电能大约为15%。电机在运行中主要消耗铜和铁，但是高效节能电机在制造材料的选择中以新型铁磁材料来取代普通铁芯，同时选择特别的下线工具来提高定子的槽满率从而使得铜线的截面面积增大，这样一来不但能够有效地降低铁和铜的损耗，而且还使得电机的制造精度明显增加，使得杂散的电量消耗大大降低。除此之外，高效节能电机的制造过程及其工艺都选用现代技术，其中主要选择高导磁且低损耗的优质性电工硅钢片来制成其转子铁芯以及定子铁芯，这样一来高效节能电机在运行过程中所产生的损耗较小，功率因数较高，使用时间较长且稳定性高，同时新型材料以及工艺制造也降低了高效节能电机的面积和体积。

1.2 高效节能电机的特点

对于高效节能电机的应用来说，其相比于普通电机来说具有较多的优点，首先其应用于长期电力生产中时能够大大降低所需成本且节省大部分能源，可应用于风机、水泵、压缩机等中，高效节能电机在应用中可直接启动并使用变频器进行速度调节，且功率因数大都在0.85-1.0之间，能够明显提高电网的品质因数，不需配备相关的功率因数补偿器。同时该类电机中所产生的电流相对较小，因此可以明显降低输配时的用电量，明显提高使用寿命，若将55千瓦的高效节能电机应用于用电中能够比普通电机节省大约15%的用电量，以每度电0.5元来计算其可在一年之内收回更换电机的消耗费用[2]。

1.3 高效节能电机的发展现状

在我国主要将高效节能电机推广于中小型电机类企业中去，在我国1997年京都议定书中针对世界各国均面临着节能减排这一巨大压力的现状来讲对我国高效节能电机进行了新规定，对于我国而言，在2011年时我国的全国用电量为46928亿千瓦，如果将该普通电机更换为高效节能电机则可节省大约4%，即1051亿千瓦的电量同时大约可降低31万吨SO2以及9347万吨CO2的排放量。由此可见，该规定明显的体现出我国对于电机效率的提高重视，但是对于国外高效节能电机来说其费用较高，是我国中小型电机企业不愿选择的主要原因，这也就需要我国相关政府部门不断加强对我国电机制造业的重视和扶持，使我国能够尽快建立起电机业的市场竞争力。

电机产品主要应用于工业生产，因此国家在工业等方面的发展速度直接决定了电机业产品的需求量，同时节能环保这一问题也受到了全世界的关注，各个国家都在寻找合理有效的电力节能措施，特别是欧美国家[3]，其已经逐渐将高效节能电机应用于各项生产中，对于个别发达国家已经开始创新和应用超高效率的节能电机。通过对我国相关文献参考分析，自2012年高效节能电机多生产于亚洲以及欧洲国家，其中亚洲主要在韩国、中国、日本和印度等国家，欧洲主要在英国、法国以及德国等国家，这些国家的生产力可占全世界生存率的69%左右，但是至今以来，高效节能电机的生产量已经逐渐从发达国家向发展中国家发展。我国在2010年发布了《节能产品惠民工程高效电机推广实施细节》，随之配以节能补贴，至2014年4月，惠民工程推广低压高效电机、高压高效电机、永磁电机合计3300多万千瓦，高效电机市场占有率在2013年达到17.25%，但与国务院、工信部要求的2015年达到50%占有率差距还很大。

2 电机系统节能的主要技术成果

对于我国电机系统节能中存在的一些问题，我国相关工作及管理人员在“十一五”期间对其进行调查研究和一系列政策的启动支持下取得了较大的成果。首先对于一系列负载的电机系统譬如水泵、压缩机以及风机等均采取了其相对应系统的效率优化措施以及系统管理，这样一来其效率可提高15%以上；同时还开发了水泵以及压缩机等专用变频电机以及高效电机、控制设备、抽油机及纺织专用的永磁电机等；对于电机系统中各类能效检测及其控制系统设立了电量以及非电量的测试装置以及相关系统的能效检测装置，并实施了相关节能工程；除此之外还将效率较低的电机系统以及被淘汰的电机系统进行综合利用，创新了电机高效的制造技术水平，能够将其原本电机的效率提高5%-30%，同时建立起固定的电机再制造地，为其再改善及制造提供基础[4]。

同时相关部门也加强了对高效节能电机的重视以及管理力度，逐渐将推动高效节能电机的应用和发展应用到实际中，为我国高效节能电机厂家建立起推广平台让更多电厂等相关企业能够对高效节能电机以及高效作用有所认识。

3 高效节能电机在我国电厂中应用的必要性

在如今我国各类工业产业迅猛发展的现状下，也使得电机的快速发展得到保障，但是这种现状下也会造成我国环境资源与经济发展的矛盾产生，因此在保证我国经济不断进步和发展的同时，也要保证对资源的节约以及环境的保护管理，以为我国经济和能源的可持续性发展提供保障。

电机在我国各企业中的使用虽然推动了我国工业的进步和发展，同时为人们的生活便利提供了条件，但是也大大增加了电量的消耗。在我国提出相关节能政策管理后，使得我国对于高效节能电机的需求量有所增加。通过对我国用电调查和统计表明，我国各个电力企业的总用电量70%均是各个设备上电动机的负荷而产生的，高效节能电机针对这一问题来完成节能管理，在正常运行状态下可节能3%-5%之间，而有些高效节能电机譬如稀土水磁电机的节能效率可提高10%以上。由此可见，选择高效节能电机能够有效的降低能源的消耗以及环境的污染[5]。现今世界各国都在不断寻找有效的节约能源以及保护环境的有效措施，因此高效节能电机的应用也愈加广泛，使得各国的标准推动工业发展。

4 高效节能电机在电厂中的应用作用及条件

4.1 高效节能电机在电厂中的应用

对于我国发电厂来说，其主要负责我国电力的供应，而且我国各个发电厂的工作往往是全自动化完成的，因此就需要电机来对其主要设备以及机械等进行带动运行，因此所需的电力消耗量极大。如今我国电力行业的竞争力極大，其不但要保证所需成本较低，同时还要尽可能获取较高利润，因此不断寻找有效的节能且提高效率的措施就成了一项较为关键的任务。

对于发电机来说，其主要经济技术指标共包括三项，即厂用电量、供电煤消耗量以及发电量，该三项经济技术指标相互关联、相互影响，譬如电厂中的供电煤消耗量影响指数为3.50%，则其负荷率每下降1%则其用电率可升高约0.06%，若某机组的容量为1000兆瓦，在额定运行时间及效率的工作状态下电厂用电率以4.0%为准，其电力的使用量则可达到50.2兆瓦左右，每年所消耗的电量约为三亿万千瓦时左右，若电厂中采用高效节能电机可降低5%能源消耗，则每年大约能够节省大约一千六百万千瓦时的用电消耗量，按照我国电价的平均值即0.5元每千瓦时来计算每年即可节省大约800万元。由此可见，电厂中采用高效节能电机的能源节省量极为明显。由此可见[6]，如若我国每个电厂均选用高效节能电机不但能够明显降低对我国环境的污染，同时也能够有效的节省较大一部分资源，为人们的生活以及社会的发展提供有利基础。但是由于高效节能电机的造价相对高于普通电机的造价，因此在电厂最初投资中如若选择高效节能电机则会增加一定的最初投资成本，一些管理者为了节省这笔投入资金而忽视可持续性发展，但是虽然高效节能电机的成本约高出普通电机成本15%-30%，但是对于今后的发展来说，其多节省的电能等均明显降低所需投资，同时增加电厂运行效率，因此在我国电厂最初招标以及投入运营前一定要认清高效节能电机的优势，为电厂今后的节能高效发展提供有利基础。

4.2 高效节能电机在电厂中的应用条件

很多工艺均得到一定的优化处理，将普通电动给水泵取消，同时采用气动引风机来取代原本的电动引风机，但是还有一些电机用来作为压缩机或风机等，这样一来就需要根据不同电厂运作特点来根据以下几点对其效率以及节能方式选择等进行判断和评估。首先要对电厂中每年的运行时间进行评估，如若调查中每年的运行时间在五千小时以上，其负荷率大于70%，则选择高效节能电机，假设该电动机为两千千瓦，则选择平均效率可提高1%的高效节能电机每年大约能节省电量一百万千瓦以上；其次要看电厂的用电电压，通过对我国相关电厂调查显示，我国全国的发电厂中所使用的水泵以及风机主要包括排粉风机、一次风机、引风机、送风机、锅炉给水泵、凝结水泵、灰浆泵以及循环水泵，总套设备的总电动机的容量为一万五千兆瓦，每年的总用电量可达五百二十亿千瓦时，可占我国火电发电量的6%左右。这种情况下，采取高效节能电机每年可节省大约四百亿千瓦时左右电量，该电量大约可达8个左右一千兆瓦容量的火力发电厂一年的发电量。同时对电厂的辅助电机选择中主要包括起到制粉功能的磨煤机、负责风烟系统的一次风机以及送风机、起到给水以及水的微循环作用的循环水泵以及凝结水泵等，该些大功率型电动机的用电量可达到总用电量的65%左右，其不但容量大而且消耗电量较多，因此尽可能的对这些大容量、大耗电量电机进行高效节能电机的使用；除此之外，还要加强对调查中起关键性作用的配套设备采用高效节能电机以此来提高供电效率以及可靠性，这些起到关键性作用的配套设备主要为气机系统中发电机定子冷却水泵、机械真空泵、气机系统中凝结水泵、循环水泵、气机主油泵、交流润滑油泵，锅炉系统一次风机、磨风机、送风机，各个输送机，暖通的空调冷水机组，物料传输系统仪用空气压缩机和除灰机等，均可以根据其实际功率以及耗电量来选择适宜的高效节能电机进行优化处理[7]。

5 结束语

在如今我国电力企业的发展不断进步和完善的现状下，如何降低其能源的消耗并提高其运行效率就成为了一项较为关键的任务，各个电厂的相关管理人员应该从实际出发，根据实际用电设备以及用电情况来选择高效节能的电机设备，为降低耗电量以及提高用电发电率和保护环境等提供有利措施。

参考文献

[1]高青松.高效节能电机在电厂中的应用研究[J].机械与电子，2012（9）：117.

[2]蒋镇平.高效节能电机[J].资源与发展，2010（5）：25-27.

[3]李孟波.浅谈高效节能电机在电厂中的应用[J].电源技术应用，2013（2）：168.

[4]曹昌.高效节能电机推广[J].中国经济周刊，2011（4）：82-84.

[5]陈伟华，姚鹏.高效电机节能技术简介[J].节能技术和产品，2012（4）：35-37.

[6]唐开山.高效节能电机技术发展动态[J].广西轻工业，2010（1）：24-26.

[7]王楠，姜昊，王春燕.高效节能电机标准化综述[B].低温建筑技术，2010（4）：34-35.

作者简介：肖智军（1964，9-），湖南省邵阳市人，汉族，学士，工程师，研究方向：从事电机设计与开发工作。