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工業電動機

1. 技術發展狀況

  中國各類電動機的裝機容量已超過4億kW,其中異步電動機約占90%,中小型電動機約占80%,拖動風機水泵及壓縮機類機械的電動機約1.3億kW。目前,中小型電動機已超過152個系列,842個品種,4000多個規格。近十多年來,機械工業等有關部門大力抓電動機的節電工作,組織領導了有關研究所及企業,先后設計制成多種節能電動機,并明令頒布淘汰63種高耗能電動機和推廣24種節能電動機,取得了一定的成效。這些節能產品主要分成兩大類:一類是提高電動機效率的高效電動機,另一類是調速電動機。

  高效電動機的代表產品有:

  (1) Y(IP44)系列異步電動機

  電動機容量從0.55~200kW,B級絕緣,防護等級IP44,達到國際電工委員會(IEC)標準,產品達到20世紀70年代末國際水平,全系列加權平均效率比JO2系列提高0.43%,年產量約2000萬kW。

  (2) Yx系列高效電動機

  該類電機由上海電器科學研究所組織電機行業研制成功,容量1.5~90kW,有2,4,6等3種極數。全系列電動機效率平均比Y(IP44)系列高3%左右,接近國際先進水平。適用于單方向運行,年工作時間在3000h以上。負載率大于50%的場合,節電效果顯著。該系列電動機產量不高,年產量約1萬kW。

  調速電動機的代表產品根據其調速方式可以劃分為:

  (1) 變極調速電機

  主要產品有在國內已批量生產的YD(90.45~160kW),YDT(0.17~160kW),YDB(0.35~82kW),YD(0.2~24kW),YDFW(630~4000kW)等8個系列產品,達到國際平均應用水平。

  (2) 電磁滑差調速電機

  國內已批量生產YCT(0.55~90kW),YCT2(15~250kW),YCTD(0.55~90kW),YCTE(5.5~630kW),YCTJ(0.55~15kW)等8個系列產品,達到國際平均應用水平,其中YCTE系列的技術水平最高,最有發展前途。

  (3) 變頻調速電機

  主要用于風機、水泵、壓縮機等負載變化較大場合和精密機械等需要過程控制的場合。

  2. 市場容量

  高效電機 以Y系列交流異步電動機替代JO2型電機基本不受機型限制,因此,所有應用交流異步電動機的場合都可以用Y系列電機取代JO2系列電機。Yx系列電機的市場潛力受到其容量的制約。原則上,90kW以下的交流異步電動機可以由Yx系列的高效電機取代。90kW以下的交流異步電動機裝機容量約占交流異步電動機總量的30%左右。

  近十多年來,中國政府致力于推廣電動機調速技術,各行各業都在一定程度上采用了電動機調速。據石油、電力、建材、鋼鐵、有色、煤炭、化工、造紙、紡織等部門最近對企業抽樣調查結果,石油、建材、化工行業電動機調速應用較好。在目前4億kW的電機負載中,約有50%是負載變動的,其中的30%可以通過電機調速解決其負載變動問題。因此僅就目前的市場容量考慮,約有6000萬kW的調速電機市場。

  減排技術描述

  1. 高效率電機

  高效率電動機包括高效率三相異步電動機、永磁直流電動機、永磁同步電動機、開關磁阻電動機等。高效率三相異步電動機是指在同樣滿足使用性能要求的情況下,其功率等級、中心高和安裝尺寸的對應關系與標準系列電動機取得一致時,其效率和功率因數比標準系列電動機高,其它性能與標準系列電動機基本一致的電動機。

  2. 變頻調速電機

  變頻調速電機主要技術有:

  (1) 中小容量風機、水泵、壓縮機用低壓變頻調速技術

  中小容量(指280kW以下)的風機、水泵、壓縮機通常采用低壓(380,220V)電動機。該調速技術的調速范圍廣(100%~0%),調速精度高(±0.5%),節電效果好(多數為25%~50%),總的性能是其它各種交流調速技術所不能比擬的。由于變頻器的價格高(一般為1000~1200元/kW。容量很小時,單位價格還要高,其它交流調速技術需增加的投資一般為50~200元/kW),因此初投資大。

  (2) 中大容量風機、水泵、壓縮機用高壓變頻調速技術

  中大容量(280~6000kW)風機、水泵、壓縮機通常采用高壓(6,10kV)電動機傳動,因此,高壓變頻調速技術的關鍵設備是高壓變頻器。該技術適用于在工藝流程中需要調節流量的用高壓交流電動機驅動的風機、水泵或壓縮機,因此適用于國民經濟的各個部門,特別是電力、冶金、煤炭、建材、機械等部門。國外應用該技術的許多實例表明,其節電率一般為25%~40%。采用該項技術的購買變頻器等附件的費用以及基建安裝費用超過1300元/kW。

  (3) 精密機械變頻調速傳動技術

  變頻調速應用范圍廣(既適用于多種容量的異步電動機調速,也適用于各種容量的同步電動機調速,并可逐步替代直流調速),安裝容易,保護完善,易實現生產過程控制自動化等。需精密調速的機械和場合各式各樣,采用變頻調速技術所需的初始投資和基建費用也因對象不同而異,與其它各種交流調速技術相比要高很多,一般為1000~2000元/kW。其運行維修費用也因對象不同而不同程度地減少。

  (4) 變極調速技術

  變極調速技術是通過采用變極多速異步電動機實現調速的。這種多速電動機大都為籠型轉子電動機,其結構與基本系列異步電動機相似,現國內生產的有雙、三、四速等3類。采用該項技術需要增加的初始投資平均為50元/kW,年運行費用基本不變,節電率按30%計算,用戶投資回收期為三四個月。

  (5) 電磁調速技術

  電磁調速技術是通過電磁調速電動機實現調速的技術。電磁調速電動機(又稱滑差電機)由三相異步電動機、電磁轉差離合器和測速發電機組成。三相異步電動機作為原動機工作。該技術也是國內最成熟的交流調速技術之一。適用于容量在0.55~630kW范圍內的風機、水泵或壓縮機。它的優點是結構簡單,維護方便,初始投資不高(比普通籠型電動機高約220元/kW)。

  (6) 液力耦合器調速技術

  液力耦合器調速技術屬于機械調速范疇,它是將匹配合適的調速型液力耦合器安裝在常規的交流電動機和負載(風機、水泵或壓縮機)之間,從電動機輸入轉速,通過耦合器工作腔中高速循環流動的液體,向負載傳遞力矩和輸出轉速。只要改變工作腔中液體的充滿程度即可調節輸出轉。采用該項技術需要增加初始投資平均為120元/kW,年運行維修費用基本不變,節電率平均為18%,用戶投資回收期為6個月。

  應用前景

  1. 高效率電機

  國家已明令不再生產JO2系列異步電機,"九五"期間將生產Y系列、Yx系列及其它通用或專用高效節能電動機約1.5億kW(未包括更換現有JO2型用的新型電動機)。估計2000年和2010年Y和Yx系列電機的市場占有率將分別達到50%,90%和10%,30%左右。由高效電機替代JO2電機所形成的節電量將分別為,114億kW·h和366億kW·h。

  2. 調速電機

  目前調速電機的市場占有率約為20%,估計到2000年和2010年,其市場占有率將達到50%和85%左右。

  采用上述兩類節電技術,預計到2010年年節約電力超過910億kW·h,詳見表5.3,二氧化碳減排量達到2890萬t(碳)左右。

     表5.3電機減排潛力分析(見附件)

 實現潛力的障礙分析和政策建議

  缺乏節電的信息宣傳和傳播是制約高效電機和調速電機推廣應用的主要原因,要不斷加強和提高用戶對采用高效電動機、采用和推廣電動機調速技術、合理選配電動機的重要性的認識,增強其積極性,增加市場需求。變潛在市場需求為現實市場需求。國家應及時分批公布技術比較成熟的高效、調速電動機和調速裝置,制定推廣辦法和計劃,引導使用單位因地制宜地積極選用和推廣,組建調速電動機和調速裝置型譜庫和咨詢服務機構,協助用戶做好選型推廣工作。

  缺少有價格和質量競爭力的產品是制約電機行業提高效率和實現減排的另一原因。發展中大容量、高電壓、高效率和精密調速電機及其配套部件和變頻調速技術是十分重要的。應盡快扶植和籌建若干高效電動機及調速電動機(或調速裝置)產業化集團,加速實現規模經濟。加速開發適銷對路、高質量、低價格、有競爭能力的新產品,增加產品系列規格,給用戶選擇的充分余地。

  我國每年需要大修的電動機有1000萬kW以上,大多是由修理作坊或修理門市部進行,這些企業設備簡陋,無嚴格和統一的工藝規范、管理制度和相應檢測手段,致使修理后電動機效率平均下降1%以上。通過電機效率維修案例表明,專業修理后的電動機效率平均提高1%以上。對不符合標準和損壞的電機應及時修理。

熱門產品:高效電機 高壓電機 低壓電機 變頻電機 防爆電機 同步電機 直流電機 電機配件 電機維修 水泵配件 電機節能改造


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