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电动机的节能效果与未来发展

2018-9-14 09:25厂厂乐行业观察

        目前,中国能源消耗占世界消耗总量的20%,温室气体排放居世界首位,节能减排刻不容缓,十二五,规划纲要中将节能减排放在首位。电机作为重要的工业能耗设备,广泛应用于流体机械领域,其产量的增长速度直接反映国民经济的增长速度。电机系统具有巨大的市场空间和节能潜力,电动机系统节能工程已被列为十二五,十大重点节能工程之一,是国家实施节能减排既定工作的重点关注领域。近年来,国内的投运发电机组中单机容量在600MW 以上的越来越多,配套的高压电动机容量呈急剧上升之势,大都在2000KW 以上,甚至部分电动机超过10000KW,对周期检修工作提出了更高的要求。传统的周期性检修是在现场就地进行的,已无法满足检修质量的要求,一定程度上威胁了机组安全运行。本文介绍了高压电动机精密检修与深度保养的应用,有效的提高了电动机的各项性能,实现了安全效益与经济效益的双提升。

       普通电机的大量使用造成巨大用电浪费。若电动机能效水平提高2%。因此,工业领域电机能效水平的提高,不仅直接关系到工业能耗水平,而且对社会整体用电效率具有很大影响。通过大力推广高效电机,淘汰在用普通电机,对现有普通电机进行改造等方式能够促进电机系统效率的提高,对节约电能意义非常重大。推广使用高效电机既可节约大量电能,还可带动压缩机、水泵、风机等设备提高能效水平,进而提高中国整个装备制造业的能效水平。国内电机应用现状,目前,中国生产和在用的电机以Y系列为主,占据了近90%以上的市场份额,效率平均值为87.3%左右,中国在用高效电机比例仅占3%。近年来,中国电机能效水平不断提高,但总体水平仍然较低,从电机自身效率看,中国电动机系统的运行效率比发达国家低3%~5%;从电机系统的运行效率看,因匹配不合理、调节方式落后等原因,中国电机系统运行效率仅为发达国家的80%~90%。

        高效节能电机的原理及效率分析,高效节能电机,是采用新型电机设计、新工艺及新材料,通过降低电磁能、热能和机械能的损耗,提高输出效率。提高电机的效率主要是降低电机的五种损耗,即定子绕组损耗、转子绕组损耗、铁心损耗、风摩损耗和杂散损耗。因此,电动机效率的提高主要从减少损耗人手,高效电机对降低5种损耗的主要措施有:更换磁性槽楔,可使磁性槽楔气隙密度分布趋于均匀,缩短有效气隙长度,减少空载电流,改善功率因数;增加定子和转子的有效材料用量,改进线圈结构,增加铜线截面,减少铜耗,提高制造精度,降低杂质损耗;降低铁心损耗,使用低损耗、高磁感的冷轧无取向电工钢替代高损耗的热轧电工钢,损耗降低幅度能够达到20%;降低机械损耗,通常包括通风系统损耗及轴承摩擦损耗,随着电机容量的增加,其在总损耗中比重也随之增大。通过改善通风结构、改进风扇结构、减小风扇尺寸等措施,损耗降低幅度能够达到35%;e)降低杂散损耗,包括杂散铁损和杂散铜损,能耗量占总损耗的10%~15%。与普通电机相比,高效节能电机的节能效果非常明显,通常情况下效率可平均提高4%,总损耗比普通系列电机降低20%以上,节约电能15%。电机的节能效果如图l所示,随着高效电机的运行时间越长,节电效果越明显闭。高压电动机进行精密检修与深度保养的意义高压电动机由于受到现场环境、运行工况、天气多变等多种因素影响,连续运行达到检修周期后,其电气性能、机械性能、使用寿命均会大幅度降低,致使电动机在运行过程中存在着诸多安全隐患。而通常的检修手段是在机组等级检修过程中进行排查,这样的检修由于受到现场环境影响,检修简单、排查粗糙。多个环节存在着检修不彻底或者无法检修的情况,从根本上并未改变设备的使用性能、彻底消除安全隐患。因此我公司推出了对高压电动机进行精密检修与深度保养检修模式,即将需检修的设备外委至专业电机修造厂进行彻底、精准、全方位、高质量的检修。同时,将常规等级检修中所不包含的定子VPI 真空压力浸漆、转子动平衡试验、定转子绝缘性能提升等深度保养项目考虑其中,以此使设备本身的电气性能和使用寿命得到有效改善和延长。台碎煤机电机进行了精密检修、深度保养。检修后的电动机在检修质量和性能改善方面同比常规等级检修均有不同程度的提高,特别是检修后的电机绝缘指标大幅提高、运行中振动值均达到优质级别。综上,精密检修、深度保养安全风险低、管理成本低、检修费用低、检修质量高、检修时间短,能在最大限度上发现并解决高压电动机存在的故障和隐患,有效改善和提高压电动机电气性能、机械性能、安全性能,延长使用寿命。中国目前大批量生产的Y、Y2、Y3系列及J02系列三相异步电机为普通效率的电机产品;YE2、YX3系列为高效率三相异步电机产品,YE3系列等为超高效率产品,如表1所示。


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