低效压缩电机应对节能挑战

　　自2011年7月1日起，禁止销售3级能效电机。国家标准化管理委员会在2006年发布的强制性标准《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价》的实施，预示着节能电机未来将全面替代传统低效电机，对于低效电机来说，这似乎意味着彻底的退出。

　　但事实上，我国现阶段高效电机市场规模仅占全部市场的10%～15%，而且这些高效电机90%用于出口；虽然对2011年7月1日以后生产销售的电动机能效标准做出了强制性的标准，但已经投入使用的低效电机今后依然处于主导地位。

　　既然不会快速退出，那么节能要求对于低效电机的抵制是毋庸置疑的，面对高效节能的要求，低效电机如何应对节能挑战？全国首个再制造示范工程国家电机高效再制造示范工程于10月25日在上海启动，无疑是破解这一难题的有效途径。

　　节能潜力不容小觑

　　据统计，目前我国约有1亿台工业电动机，2500万台压缩机，3000万台风机和泵，2010年我国各类电动机总装机容量约为12亿千瓦，年耗电量约2.5万亿千瓦时（按照平均年运行2000小时计算），电机的用电量在全国的总用电量中占有相当大的比重，其用电量约占工业用电量的66%，占全国总用电量的50%左右。

　　虽然我国电机产品种类繁多，但整体效率并不高，据国家发改委能源研究所能源效率中心副主任熊华文介绍，目前我国电机系统运行效率总体偏低、能耗较高，与国际先进水平相比要低20%~30%.

　　目前我国在用电动机主要是20世纪80年代推广的Y系列电机及相当部分的JQ2系列电机，其效率比Y2系列电机低2~3个百分点。加之被拖动风机、水泵等设备落后，致使机组本身效率比发达国家平均低3~5个百分点。

　　同时，由于设备可靠性差，设计思想落后，不少用户在选型上考虑安全系数偏大，一般取10%~15%的裕量，大马拉小车现象严重低负荷运行，造成了极大的浪费。所以业界普遍认为，低效电机有50%节能潜力，工业节能必须从提高电机的高效做起。

　　积极应对节能挑战

　　国家电机高效再制造示范工程所涉及的电机高效再制造，是采用无损、环保、无污染拆解方式，*大程度地利用和回收原电机的零部件，更换新的绕组、绝缘、轴承等部件，*终将低效旧电机改造成高效电机，是资源节约和综合利用有效途径，既可从源头杜绝旧电机再次流入二级市场，又可降低企业高效电机使用成本。

　　据中国电器工业协会中小电机分会秘书长陈伟华告诉记者，将存量低效电机再制造成高效电机意义重大。若替换1000万千瓦在用普通效率电机并再制造成高效电机，可实现年节电37亿千瓦时（占工业总用电量的4.7%左右），循环利用铸铁件5.5万吨、硅钢片6.1万吨。如此巨量的再用低效电机不进行替代改造，2020年前完成节能减排任务目标将存在巨大的缺口。

　　陈伟华认为，目前在我国，一些电机系统用户对低效电机系统节能所带来的经济效益缺乏认识，或是对电机系统节能改造的技术问题存在障碍，同时信息平台分享的缺乏使得电机系统节能不被重视。而在国外，对于低效电机改进的实施早已开始。

　　据记者了解，从上世纪90年代始，美国便开始启动电机改进计划。近年来，澳大利亚、加拿大等国普遍趋向加速各类电动机的更新换代，革新电动机的传统结构，将带有信息处理和控制功能的装置与电动机集成一体，机电一体化产品已成为电动机发展的必然趋势。电动机日益向高性能、高精度、大容量、小型化、数字化和智能化方向发展。

　　应用先进技术

　　近年来，电机系统节能工程作为国家节能中长期规划、十一五十大重点节能工程的重要组成部分。在更新改造电机的基础上，以变频调速为主的提高运行效率的节能方式被业界广泛认同。

　　作为一项重要的节能技术，变频技术能实时改变用电设备的供电频率，进而达到控制设备输出功率的目的。该技术通过变频调速改变轴输出功率，使电机能根据实际需要输出功率，达到了减少输入功率、节省电能的目的，与传统定速电机相比，电机系统变频后能够减少能耗高达30%以上。

　　我国电机系统由于调节方式落后，风机、泵类调节大部分仍采用机械挡板节流的方式，使得旋转编码器比发达国家低30%.相关专家指出，采用先进的电力电子变频调速取代传统直流电机调速的方式，可以提高功效，达到节能效果。

　　在石油和化工行业，风机、水泵和压缩机等电机传动设备的用量很大，理论上都能采用变频技术进行节能改造，节能潜力巨大。以注塑机为例，将注塑机上传统的定量泵改造成变频变量泵，能使溢流阀的回油流量降到*小，避免了高压节流的能量损失，进而将传统有高压节流的耗能型注塑机，升级为无高压节流的节能型注塑机，节电效率可达20%～30%甚至更多。

　　与此同时，变频传动调速又具有以下五个特点：一是不用改动原有设备包括电机本身；二是可实现无级调速，满足传动设备要求；三是变频器的软启、软停功能，可以避免启动电流冲击对电网的不良影响，减少电源容量的同时，还可减少机械惯动量，减少机械损耗；四是不受电源频率的影响，可以开环、闭环手动／自动控制；五是低速时，定转矩输出和低速过载能力较好；电机的功率因数随转速增高功率增大而提高。

　　电机的变频高效节能在逐渐被人们认识应用的同时，也带动了变频器市场的繁荣。目前，我国交流电机变频调速市场发展迅速，每年以12%的速度增长，各种高、低压变频器在电机系统节能中得到推广应用。据统计，2009年，中国低压变频器市场销售额达到130亿元，涌现上百家国内企业和品牌，其总产值超过40亿元，占市场份额30%.高压变频器作为当前电机节能的重点，国产化率占到市场份额60%.

　　而在变频节能的标准方面，我国目前已有电机变频节能装置国家标准。据介绍，早在上世纪80年代初，有关专家就建议在中国推行电机变频调速节能技术。

　　十五期间，我国就开展了电机和电机驱动系统的节能改造：十一五期间，国家提出在建筑、电力等行业LDO节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术，为电机节能技术的推广应用打下良好基础。十二五期间，电机行业在创新与转型发展方面呈现多种机遇和挑战，对于推进电机行业持续健康发展，挖掘电机系统节能潜力来说，变频技术的运用无疑会带来很大的收益。陈伟华告诉记者：电机行业必须抓住国家发展和培育战略性新兴产业、推进电机系统节能工程的有利时机，大力开展技术创新、业务创新，加快推进结构调整和发展方式转变。

　　如何有效的推动电机的节能工作？中国标准化研究院院长助理张新建议，建立一个部门牵头、多家单位参与的机制，把单个和分散的系统进行整合，在电机领域实行合同能源管理，运用市场机制推动低效电机的变频节能。