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高效電機助力工業節能降耗 促進生態文明建設

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高效電機助力工業節能降耗 促進生態文明建設

發布日期:2016-08-29 09:26 來源:http://www。jxydhb。com 點擊:

電機是風機、泵、壓縮機、機床、傳輸帶等各種設備的驅動裝置,廣泛應用于鋼鐵、有色金屬、石化、建材、公用設施等多個行業和領域。我國電機總用電量約占全社會用電量的64%,其中工業領域電機總用電量約占工業用電量的75%,我國在用的高效電機僅占3%左右,電機效率平均水平比國外低3-5個百分點。工業領域電機能效每提高一個百分點,可年節約用電260億千瓦時左右,電機領域具有巨大的節能潛力。推廣高效電機不僅能夠提高機械的用電效率、促進企業技術創新和產業升級,而且有助于工業節能降耗、推動工業發展方式轉變,促進生態文明建設。

一、高效電機定義

電機是依據電磁感應定律而制造出來的機械設備,主要作用是實現電能和機械能之間的相互轉換。高效電機是指具有高效率的通用標準型電機,它采用新型電機設計、新工藝及新材料,通過降低電磁能、熱能和機械能的損耗,提高輸出效率,其效率應該滿足相關的能效等級要求,目前在我國是指達到或優于《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》(GB18613-2012)標準中節能評價值的電機。

電機的效率是通過試驗得出的,其試驗方法有直接和間接法,采用不同的試驗方法,得出的電機效率有所不同。國際電工委員會(IEC)為統一標準,通過試驗研究,2007年9月頒布了“試驗測定損耗和效率的標準方法”(IEC60034-2-1),2008年10月頒布了 “三相單速籠型感應電動機的效率分級(IE代碼)”(IEC60034-30),2009年4月提出了“高效電動機的選擇和應用導則(包括變速應用)”(IEC60034-31)。

我國近年來參照IEC標準,對中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級(GB18613-2006)進行了修訂,形成2012年9月1日正式實施的《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》(GB18613-2012)標準。

注:1.我國電動機能效標準僅對低壓三相籠型異步電動機能效提出了要求;2.按照2012版新標準,高效電機僅指達到能效二級(相對于IE3能效標準)及以上的電機。

二、電機企業發展概況

新中國成立后,我國中小電機工業經歷改組擴建恢復發展、大起大落曲折前進、遭受重創步履維艱、撥亂反正全面振興以及深化改革蓬勃發展五個階段,取得了顯著成績。

1992年鄧小平南巡后,中國中小型電機企業開始引入各種經濟成分,進行體制創新,采用資產重組、并購、合資、換購等方式,紛紛建立有限公司、股份公司或合資公司。如湘潭電機廠1997年3月改制為湘潭電機集團有限公司,1999年聯合北京地鐵總公司等成立湘潭電機股份有限公司,并成功上市;民營企業浙江臥龍集團1985年生產出第一臺電動機,通過20多年科技聯姻、資產運作,不斷壯大;ABB集團與上海電氣(集團)公司合資組建了上海ABB躍進有限公司,日本東芝公司在大連成立大連東芝電機廠等。在體制創新的情況下,引進了先進的管理方式和設計制造技術,使我國漸漸成為電機制造大國,掌握了高效及超高效電機生產技術。同時能夠隨時了解國外信息和市場,促進了我國電機行業生產水平的提高。

近年來在國家政策鼓勵引導下,電機生產企業不斷加大研發投入,加強自主創新能力建設,我國高效電機研發方面與國際水平基本保持同步,尤其是在電機效率上與國外不存在差異,如在新型繞制工藝、硅鋼片精密沖壓、鑄銅轉子、高壓精密壓鑄成型等方面取得了突破性進展,已經掌握高效及超高效電機生產技術。

三、電機產業狀況

電機制造是關系我國機械發展的重要的行業,它是一個范圍很廣的行業,包含很多的子行業,各個子行業的不同的特點決定了其分布的廣泛性。電機制造除了經濟較為發達的華南地區、華東地區、華北地區以及華中地區外,一部分子行業還分布在黑龍江、遼寧等東北老工業基地。在過去幾十年的快速發展中,在山東、長三角等省市/區域形成了強大的電機企業,并圍繞這些電機企業,形成了涵蓋機座、定轉子、線圈等配套產業集群,目前僅僅在電機定轉子環節,已經形成了10 億元收入規模的企業,這些產業集群不僅在國內最齊全,在世界上也比較少見。從行業的規模指標看,資產和收入主要集中在江蘇、浙江、山東、上海、福建、遼寧、黑龍江、四川和天津等區域。

我國高效電機行業已形成較為完整的產業鏈,年生產能力達到3000多萬千瓦,還有大量普通電機的生產工藝和設備,經過改造升級后都可以轉向生產高效電機。電動機是一個材料密集型的傳統產品,材料成本占電機總成本近80%。在電機原料方面,我國稀土資源豐富,品種全、質量高,并且冷軋硅鋼、紫銅、純鋁等原料具有較強的生產能力,大規模生產高效電機具有得天獨厚的條件。我國雖然在高效電機研發方面與國際水平基本保持同步,但我們國家生產的IE3電機國內應用得少,大部分用于出口,我國在高效電機應用方面還存在巨大的挑戰。

近年來,我國電動機制造行業隨著電力發展呈現出勃勃生機,產銷規模和經濟效益都有了大幅度提高。2012年,我國電動機制造行業的工業總產值為1560.00億元,實現銷售收入1581.84億元,利潤總額為84.53億元。電機生產企業中私營企業居多,占比到一半以上,其次是外商和港澳臺投資企業。

四、高效電機市場狀況

據統計,2010 年我國達到IE1 等級( 普通電機) 的電機市場占有率約為90% ,達到IE2 以上的高效及超高效節能電機比例不到10%。工業節能“十二五”規劃以及電機能效提升計劃提出2015 年達到節能評價值(即達到IE2)的電機達到整個電機市場的80% 以上;50%的低壓三相籠型異步電動機產品、40%的高壓電動機產品達到高效電機能效標準規范;累計推廣高效電機1.7億千瓦,淘汰在用低效電機1.6億千瓦,實施電機系統節能技改1億千瓦,實施淘汰電機高效再制造2000萬千瓦。

據測算,若要達到此目標,規劃期間高效電機至少需保持100% ~125% 的復合增速。鑒于存在的實際困難,結合政策推廣力度分析,保守估算復合增速在70% 以上。

目前我國中小型電機有300個系列,1500個品種,產品以一般效率的Y、Y2、Y3系列和高效率的Y2-E、YX3系列為主,其中Y系列電機是80年代產品,Y2系列是90年代產品,Y3系列基本達到歐洲能效標準的Eff2水平,但低于新國標(GB18613-2012)3級能效標準,列入淘汰目錄。YX3系列基本可達到歐洲能效標準的Eff1水平,我國使用的電機70%以上是中小交流電機,主要集中在3kW至90kW,平均效率為89.3%,而高效電機的平均效率可達94%。

我國當前大量使用的Y系列、Y2系列電動機,其中Y系列約占85%,Y2 系列約占10%,基本上符合原國家標準GB18613-2002中的能效限定值的要求,但與國家新標準GB18613-2012規定的能效限定值有一定的差距。Y2電動機的效率等級按照歐盟的標準雖然可達到Eff2級,但比歐盟的高效指標Eff1低2~3個百分點,比美國的NEMAE低5~6個百分點,差距較大。據相關數據統計,在西方工業發達國家所占比重已不足30%。

按照國家新標準GB18613-2012規定的高效電機為達到能效二級(相對于IE3能效標準)及以上的電機,高效電機具有巨大的市場空間。目前全國大部分三相異步電動機企業產品均為3級,只有極少數產品為2級。隨著新標準的提出及行業的發展,YX3系列等二級能效的高效電機即將成為市場的主體,逐步取代現在市場上應用十分廣泛的Y系列和Y2系列等三級能效的電機。

四、推廣高效電機意義

推廣高效電機具有重要的意義。一是電機節能潛力大。近年來在國家政策的支持下,我國電機能效水平逐步提高,但總體能效水平仍然較低。從電機系統看,因匹配不合理、調節方式落后等原因,電機系統運行效率比國外先進水平低10-20個百分點。工業領域電機能效每提高一個百分點,可年節約用電260億千瓦時左右。二是電機用電量高。據統計測算,2011年,我國電機保有量約17億千瓦,總耗電量約3萬億千瓦時,占全社會總用電量的64%,其中工業領域電機總用電量為2.6萬億千瓦時,約占工業用電的75%。三是推廣高效電機帶動作用廣。電動機是各種設備的動力源,廣泛用于工業、農業、建筑以及公共設施等各領域,推廣高效電機在節約用電量的同時,還可以帶動風機、水泵、壓縮機等設備提高能效,提升我國整個裝備制造業水平。


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