淘汰高能耗落后电机讲课

1、淘汰高能耗落后电机，高效节能电机及节能新产品、新技术宣贯杭州市能源监察中心严 伟 林二一四年九月主要内容一、概述二、高能耗落后电机强制淘汰政策三、高效节能电机及节能新技术介绍一、概述n电机是依据电磁感应定律而制造出来的机械，可实现电能和机械能之间的相互转换。电机可分为发电机和电动机，我们一般说的电机指的是电动机，由电能转化为机械能，向机械系统输出动力。n电动机是拖动风机、泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置，是量大面广的终端耗能大户。电机的分类鼠笼式鼠笼式交流电动机交流电动机电动机电动机直流电动机直流电动机异步机异步机同步机同步机绕线式绕线式异步电动机特别是笼型异步电动机，由于结构简单

2、、运行可靠、维护方便和价格低等特点，成为电机行业中生产量最大、应用面最广的驱动电机。但其调速性能差，功率因数低，使其长期以来主要应用于无调速要求或调速要求不高的驱动机械，例如风机、水泵等驱动。电机的结构n各类三相异步电动机的基本结构是相同的，都由定子和转子这两大基本部分组成，此外还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。n定子是用来产生旋转磁场的。一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。n转子包括转子铁心和转子绕组 。转子铁心是用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，套在转轴上。转子绕组分为绕线形与笼形两种。 电机的铭牌n在电动机的外壳上，钉有一块牌子，叫铭牌。铭牌上注明这台电动机的主要技术数据，是选

3、择、安装、使用和修理电动机的重要依据。 电机的命名规则 磁极极数磁极极数铁心长度代号铁心长度代号 机座长度代号机座长度代号S-短机座短机座,M-中机座中机座,L-长机座长机座机座中心高度机座中心高度(毫米毫米)产品名称代号产品名称代号 型号型号Y2-632-2型号型号 Y200L-4电机型号用来表明电动机的系列、几何尺寸和极数。电机型号用来表明电动机的系列、几何尺寸和极数。电机的命名规则n型号（型号（Y2-632-2）：）：Y2产品代号；产品代号；63机座中心高机座中心高63mm；2 铁心长度代号（铁心长度代号（1表表示短铁心，示短铁心，2表示长铁表示长铁心）；心）；2磁极极数磁极极数(极对数

4、极对数 p=1)。n型号（型号（Y200L-4）：）：Y产品代号；产品代号；200机座中心高机座中心高200mm；L 表示长机座；表示长机座；4磁极极数磁极极数(极对数极对数 p=2)。电机系统n电机系统包括电动机、被拖动装置、传动系统、控制（调速）系统以及管网负荷等。电机系统首先是通过电动机将电能转化为机械能，再通过被拖动装置（如风机、水泵、压缩机、机床、传送带等）做功，并通过管网对负荷实现所需的各种功能。 工业电机使用现状 n目前，我国电机保有量约17亿千瓦，总耗电约3万亿千瓦时，占社会总用电的64%，其中工业领域电机总用电量为2.6万亿千瓦时，约占工业用电的75%。提高电机能效作为重要的

5、节能措施。n近年来，在国家政策的支持下，我国电机能效水平不断提高，但总体看能效水平仍然较低。我国电机效率平均水平比国外低3-5个百分点，电机系统运行效率比国外先进水平低10-20个百分点。工业电机使用现状n据测算，工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。通过推广高效电机、淘汰在用低效电机，以及对电机系统根据其负载特性和运行工况进行匹配和节能改造，可从整体上提升电机系统效率5-8个百分点，年可节约用电1300-2300亿千瓦时。相当于2-3个三峡电站的发电量工业电机使用现状目前我国电机及系统在应用过程中存在下列主要问题：n高效电机的占有率低，不足5%。n大量在用电机能效

6、水平比国家强制性能效标准（GB18613-2012)能效限定值低3-5个百分点。n电机系统运行效率低、能耗高。主要是电动机及被拖动设备本 身效率低，另外系统匹配和调节方式不合理造成系统效率低。n系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重。由于我国设备可靠性差，设计选型富裕量较大，设备长期在低负荷区运行。n系统调节方式落后。风机、泵类调节大部分仍采用机械节流方式，调速方式效率低约30%。工业电机的发展-低压电机我国自成立后，共开发了五代低压电机产品，其设计开发所依据的标准体系，从模仿前苏联的产品向符合IEC标准体系产品逐步过渡，效率水平不断提高。工业电机的发展-高压电机n上世纪60年代，我国根据前苏

7、联设计体系和技术，开发了JS、JR和JSL等中型高压电机产品。n上世纪80年代，通过引进美国和欧洲技术，完成了Y、YR系列中型高压电机及其派生的如YKK、YRKK等产品的开发。n2009年起，国内组织了新一代高压高效电机的开发，已完成YX系列和YXKK系列的产品开发和制造。工业电机的发展 由上可以看出，几代产品的效率、防护 等级及绝缘等级水平均越来越高。随着 新一代电机产品的成熟，早期几代的电 机产品必将逐渐面临淘汰！二、高能耗落后电机强制淘汰政策1、目的和依据2、淘汰目录3、淘汰时间表4、对淘汰电机的节能监察1、目的和依据强制淘汰目的：n改革开放以来，我国制造业有了长足发展，近些年企业通过自

8、主研发和消化吸收，电机及其相关行业的产品性能、质量有了显著提高。n然而，大量存在的高耗能老产品还在广泛使用，其使用年限已经到期，零部件陈旧老化，特别是很多产品的能耗越来越高，如果不抓紧将其替换下来，不仅达不到节能减排的初衷，也不利于新产品、新技术的应用和推广，严重制约我国工业的整体技术进步和更新换代。n国家于1998年制定，并于2007年修订的中华人民共和国节约能源法，提供了法律依据。n第十六条规定：“国家对落后的耗能过高的用能产品、设备和生产工艺实行淘汰制度。淘汰的用能产品、设备、生产工艺的目录和实施办法，由国务院管理节能工作的部门会同国务院有关部门制定并公布。”首次明确了国家对落后产能和机

9、电设备的淘汰制度。n第十七条规定：“禁止生产、进口、销售国家明令淘汰或者不符合强制性能源效率标准的用能产品、设备；禁止使用国家明令淘汰的用能设备、生产工艺。”这里可以理解为不能生产、销售和使用国家颁布的明令淘汰的落后机电设备。强制淘汰依据2、淘汰目录国家工信部相继制定、颁布：n高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批） n高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批） n高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第三批） 高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）n国家工信部于2009年12月4日颁布（工节2009第67号）n将低压电机中的J、JO、JO2等及其派生系列产品予以明令淘汰高耗能落后机

10、电设备（产品）淘汰目录（第二批）n国家工信部于2012年4月6日颁布（公告2012年第14号）n将低压电机中的Y系列产品予以明令淘汰高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第三批）n国家工信部于2014年3月6日颁布（公告2014年第16号 ）。本目录共2大类337项设备（产品），包括电动机300项、风机37项。 n将低压电机中的Y、Y2、Y3、YB、YB2系列产品予以明令淘汰。3、淘汰时间表n国家工信部、质检总局组织编制了电机能效提升计划（2013-2015年），于2013年6月颁布。 （工信部联节2013226号 ）在用低效电机淘汰路线图（单位：万千瓦）在用低效电机淘汰路线图（单位：万千瓦）时

11、间淘汰依据主要型号系列淘汰量2013年底前工业和信息化部高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）J02系列、J03系列、J2系列、BJ0系列、JB3系列、JZ、JZ2、JZR、 JZR2、JZB、JZRB系列2000工业和信息化部高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）1993年（含）以前生产的Y系列低压三相异步电动机20002014年底前工业和信息化部高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）1998年（含）前生产的Y系列低压三相异步电动机60002015年底前工业和信息化部高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）2003年（含）前生产的Y系列低压三相异步电动机6000拟定第三

12、批淘汰目录2003年（含）前生产的Y2、Y3系列及电机生产企业自行命名的低压低效三相异步电动机合计16000n鼓励企业主动淘汰服役时间超过20年（或总运行时间超过6万小时）的高压 三相笼型异步电机。n地方工业主管部门可结合实际，制定更加超前的在用低效电机淘汰路线图，确保完成本地淘汰低效电机目标任务。浙江省电机能效提升计划实施方案浙江省电机能效提升计划实施方案 n根据工业和信息化部、国家质检总局电机能效提升计划（2013-2015年），结合我省实际，省经信委、省质监局组织编制了浙江省电机能效提升计划实施方案 ，并于2014年6月颁布。 （浙经信资源2014253号）n制订在用低效电机淘汰路线图，

13、充分运用行政、市场、经济等手段，推动落后低效）电机逐步退出应用市场。 n在保障措施中提出加强监督检查 ，开展落后电机淘汰专项监察 ，对重点耗电企业落后电机淘汰计划执行情况进行专项监督检查 。在用低效电机淘汰路线图在用低效电机淘汰路线图时间淘汰依据主要型号系列2014年底前工业和信息化部高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）JO2系列、JO3系列、J2系列、BJO系列、JB3系列、JZ、JZ2、JZR、 JZR2、JZB、JZRB系列工业和信息化部高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）1998年（含）前生产的Y系列低压三相异步电动机2015年底前工业和信息化部高耗能落后机电设备（产品

14、）淘汰目录（第二批）2003年（含）前生产的Y系列低压三相异步电动机工业和信息化部正在拟定的第三批淘汰目录2003年（含）前生产的Y2、Y3系列及电机生产企业自行命名的低压低效三相异步电动机萧山区n萧山区人民政府办公室 2014年6月10日发布杭州市萧山区人民政府办公室关于转发区节能办加快淘汰高耗能落后电机（第一批）的通知 （萧政办发2014126号 ）。n制定了萧山区限期淘汰高耗能落后电机设备名单（第一批），明确了工作要求。 4、对淘汰电机的节能监察法律依据:n中华人民共和国节约能源法：第十六、十七条确定了高耗能落后电机淘汰制度。第七十一条规定：“使用国家明令淘汰的用能设备或者生产工艺的，由

15、管理节能工作的部门责令停止使用，没收国家明令淘汰的用能设备；情节严重的，可以由管理节能工作的部门提出意见，报请本级人民政府按照国务院规定的权限责令停业整顿或者关闭。”明确了高耗能落后电机法律责任。n浙江省实施中华人民共和国节约能源法办法：第十三条：“实行落后用能产品、设备、生产工艺淘汰制度和高耗能行业限制制度。”第四十九条：“中华人民共和国节约能源法等法律、法规和本办法规定由节能主管部门行使的行政处罚权，已设立能源监察机构的，由能源监察机构行使。”n浙江省节能监察办法：第七条关于能源监察机构的监察内容中，第五项“用能单位执行落后用能产品和设备以及生产工艺淘汰制度、高耗能产业限制制度、能效标识管

16、理制度情况”。监察方式1、年度节能监察n对年初制定的能源监察计划名单上的企业实现常规监察，使用明令淘汰的用能设备情况是一项重要监察内容。n要求企业提供主要用电设备清单，监察报告中对涉及到淘汰目录中的电机，会提出整改建议。2、专项节能监察n目前尚未开展。随着淘汰落后电机工作进一步开展的需要，会进行专项的节能监察。浙江省电机能效提升计划实施方案中提出了专项节能监察的要求。3、接受相关投诉、举报。用能单位前期工作n编制用电设备台账。属于企业能源管理的基础性工作，接受节能监察时需要提供。台账内容包括用电设备名称、配套电机型号、电机功率、数量、生产日期、使用日期、节能措施等。n开展淘汰电机情况自查。在用

17、电设备台账的基础上，对照淘汰目录和淘汰时间表，对需要淘汰的电机情况进行自查，编制自查表。n制订淘汰计划。根据淘汰时间表，制订符合企业的淘汰计划。近期有需要技改的，把淘汰电机考虑进去。新上项目，需要采用高效电机。三、高效节能电机及节能新技术介绍1、高效节能电机2、电机系统节能技术3、电平衡测试4、合同能源管理1、高效节能电机电机能效标准：n2008 年10 月国际电工委员会IEC 组织正式发布了IEC60034-30：2008“单速、三相笼型感应电动机的能效分级”标准，统一了全球的电机效率标准，将电动机能效标准分为IE1、IE2、IE3、IE4 四个等级，其中IE1 为标准效率等级、IE2为高效

18、率等级、IE3 为超高效率等级、IE4 的效率指标更高。n参照国际IEC 60034-30：2008 标准的最新变化，对国标GB18613 进行了修订，于2012 年正式发布了GB18613-2012。新国标GB18613 将效率等级分为三级，其中1 级为最高，与IE4 相当；2 级为节能评价值标准，与IE3 等同；3 级为能效限定值标准，与IE2 等同，为三相异步电动机强制实施的最低效率要求。新国标GB18613-2012 已于2012 年9 月1 日起正式开始实施。高效电机产品n按照近年国家开展高效电机惠民工程的有关分类，高效电机分为低压高效电机、高压高效电机和稀土永磁同步电机三类。高压高

19、效电机n高压高效三相异步电动机是在已有的高压电机系列产品的基础上，通过对电机各项损耗降低技术的研究，将原电机总损耗降低了20%，而达到提高效率目的的产品。n按照国家节能产品惠民工程高效电机推广实施细则的有关规定，交流高压高效电机的界定范围如下：额定功率：35525000kW；额定电压：6000V、10000V；极数范围：2P、4P、6P、8P、10P、12P、16P；效率指标：对应6000V 和10000V 高压高效电机的 效率值。稀土永磁同步电机n稀土永磁同步电机与异步电动机相比，不需要无功励磁电流，可以显著地提高电机的功率因数（可达到1）。同时也减少了定子输入电流和定子电阻损耗，而且在稳定

20、运行时没有转子铝(或铜)耗，进而可以减小风扇和相应的风摩损耗，一般与同规格的异步电动机相比效率可提高210 个百分点。而且，稀土永磁同步电机在25120%额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因数，轻载运行时的节能效果更为显著。n稀土永磁同步电机的应用场合广泛，在油田抽油机、纺织机械、电梯曳引机等应用的较多。n按照国家节能产品惠民工程高效电机推广实施细则的有关规定，稀土永磁同步电机的界定范围如下：额定功率：0.55315kW；额定电压：690 伏及以下。 2、电机系统节能技术电机系统节能的基本要求有两方面：n要求构成系统的每一部分，在完成系统所赋予的特定工作任务之外，均要降低损耗提高效率，进而

21、提高整个系统的效率；n要求各部分的参数匹配协调，使得整个系统的效率最佳。变频调速技术n根据电机学的基础理论，异步电机的转速与电源的频率成正比；变频调速技术的基本原理基于此，当电源的频率变化时，电机的转速也发生变化。n适用场所：可用于高压、低压电机系统改造，适用于需要频繁调节流量的场所，如风机、水泵、压缩机等 n节电效果：节电率为10%50%，投资回收期一般在2年左右变极调速技术 n变极调速的基本原理是，在电网频率不变时，电动机转速与它的极数成反比，当极数变化时，电机转速也发生变化。通过变换异步电动机绕组极数从而改变电机的转速，其转速只能按阶跃方式变化，不能连续变化。 n适用场所：主要用于高压电

22、机系统改造，适用于需要定量调节、但不需要频繁调节流量的场所，如风机、水泵等 n节电效果：节电率为20%以上，投资回收期一般在1年左右 相控调压技术 n相控调压技术采用改善电动机外部运行环境实现动态电量管理。由于电动机为一感性负载，其电流与电压波形通常存在一相位差，该相位差的大小与其负载的大小有关。相控技术采用闭环反馈系统进行优化控制，通过实时测量电动机的电压与电流波形，将实际相位差与依据电动机特性的理想相位差进行比较，通过优化控制给电动机提供优化的电流和电压，以及时调整输入电机的功率，实现“所供即所需”。n适用场所：可用于高压、低压电机系统改造，适用于负荷率、功率因数较低，负载变化较大且速度恒

23、定的场所，如机床、输送带等 n节电效果：节电率为2%，投资回收期一般在3年左右 功率因数补偿 n提高功率因数，减少无功损耗。n适用场所：适用于功率因数低，负载功率变化大、变化速度快，有谐波源且谐波污染大的电机集群，如钢厂、化工厂、机械加工厂等 n节电效果：综合节电率为4%左右，投资回收期一般在35年 电机与拖动设备匹配技术 n解决电机额定功率与拖动设备运行功率不匹配问题n适用场所：适用于高压、低压电机系统“大马拉小车”的改造，如风机、水泵、车床等 n节电效果：节电率为3%5%，投资回收期一般在24年 电机系统优化和运行控制 n通过控制，实现电机系统的优化运行。n适用场所：适用于电机密集且关联度

24、较大的生产线和工厂，如化工、轻纺、制药、食品、冶金等工业企业中同一工序设备多用、多备和上下游工序影响较大且工艺、产能经常变化的场所。 n节电效果：节电率为5%15%，投资回收期一般在23年 3、电平衡测试n是对供电电量在用电系统内的输送、转换、利用进行考核、测量、分析和研究，并建立供给电量、有效电量和损失用电量之间平衡关系的全过程。n从电力计量点开始，通过普查、统计、测试、计算等手段，揭示企业在整个生产过程中各个用电环节的电能使用情况，研究分析哪些是合理使用，哪些是不合理使用。在此基础上，找出使用中的问题，制定节电措施和整改规划。n摸清用电设备家底，全面了解设备运行状况以及损耗所在。n掌握用电水平。通过电平衡测试，可以掌握企业电能分布图、主要用电设备的电能利用率、能耗框图等，使企业、车间以及用电管理人员实现从定性认识到定量认识的飞跃。n找出企业设备和管理中的薄弱环节，制定节电规划。根据问题，可以有针对性地提出近期和远期整改规划。对一些明显不合理的，又容易解决的问题，可随时加以解决，以尽快得到效益。开展电平衡测试工作的意义1、查清企业用电系统设备的容量、数量的家底，并按系统、部门、车间建立台帐。2、对企业用电系统设备，按配电单元、车间、工艺流