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高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2014/11/8 閱讀:3793

  電機(jī)是發(fā)電廠主要設(shè)備,電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運行,直接關(guān)系到廠用電率的高低。 隨著電力行業(yè)改革的不斷深化,廠網(wǎng)分 家、競 價上網(wǎng)等政策的逐步實施,降低廠用電率,降低發(fā)電成本提高電價競爭力,已成為各發(fā)電廠努力追求的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。

  高效節(jié)能電機(jī)已越來越受到重視,現(xiàn)在就在我國電力工業(yè)中應(yīng)用的必要性及前景、高效節(jié)能電機(jī)的主要原理及節(jié)能效果、高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的主要作用及選用條件等幾個方面對高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1. 高效節(jié)能電機(jī)在我國電力工業(yè)中應(yīng)用的必要性及前景近年來,國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,為我國電力工業(yè)提供了充足的發(fā)展空間,同時經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境和資源的矛盾也日益突出。為使經(jīng)濟(jì)能可持續(xù)發(fā)展,在保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時,必須堅持保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的原則。

  電機(jī)產(chǎn)品的廣泛使用,極大地推動了電力工業(yè)的進(jìn)步,方便了人們的生活;但同時也消耗了大量電力。

  根據(jù)我國政府頒布的《節(jié)能中長期規(guī)劃》,節(jié)約是國家的基本國策,節(jié)能降耗是國家的長遠(yuǎn)方針。而電機(jī)作為消耗電能的主要設(shè)備更是節(jié)能降排的重點所在。國家制定了電機(jī)能效新的國家標(biāo)準(zhǔn),在2012 年,使電動機(jī)平均效率提高到 90-92%以上,因此采用優(yōu)質(zhì)高效的電動機(jī)是我國節(jié)能的目標(biāo)和將來發(fā)展的重點,是通行的一個主要節(jié)電措施。

  據(jù)統(tǒng)計在我國,電力企業(yè)最終用電的 70%是由各種設(shè)備上的電機(jī)(動力負(fù)荷) 消費的。因此使用高效節(jié)能電機(jī)是大勢所趨。高效節(jié)能電機(jī)可作為節(jié)能的突破口,節(jié)能效果顯著,通常情況下,效率可提高 3%-5%左右,其中稀土永磁電機(jī)的效率甚至可以提高 10%以上。

  因此有必要采用高效電動機(jī),提高電動機(jī)的能效指標(biāo),實現(xiàn)節(jié)能降耗,保護(hù)環(huán)境。假如按能將電機(jī)的效率提高 2%來計算,那么我國一年電力工業(yè)企業(yè)就可以節(jié)約電能 1350GWh;如果按消費 1kWh 的電能產(chǎn)生 0.57kg CO2的量計算,則一年就可減少向大氣中排放 75萬噸 CO2。

  目前世界各國為了保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和提高經(jīng)濟(jì)效益,紛紛采取措施以提高電機(jī)的效率。高效(節(jié)能) 電機(jī)的概念便應(yīng)運而生,標(biāo)準(zhǔn)化工作也逐步開展起來。

2. 高效節(jié)能電機(jī)的主要原理及節(jié)能效果高效節(jié)能電機(jī),從字面上解釋,就是具有效率值高的通用標(biāo)準(zhǔn)型電動機(jī),是采用新型電機(jī)設(shè)計、新工藝及新材料,通過降低電磁能、熱能和機(jī)械能的損耗,提高輸出效率;即有效輸出功率比輸入功率的百分值高的電機(jī)。高效節(jié)能電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)相比,使用高效節(jié)能電機(jī)的節(jié)能效果非常明顯,通常情況下效率可平均提高 4%;總損耗比普通標(biāo)準(zhǔn)系列電動機(jī)降低 20%以上,節(jié)約電能 15%以上。以55 千瓦電機(jī)為例,按高效節(jié)能電機(jī)比一般電機(jī)節(jié)電 15%,電費每度按 0.5 元計算,使用節(jié)能電機(jī)兩年內(nèi)靠節(jié)電可收回更換電機(jī)的費用。

  電機(jī)的效率是電機(jī)輸出功率與輸入功率的比值的百分?jǐn)?shù)。電機(jī)的輸入功率并不僅用來驅(qū)動電機(jī)(即輸出功率),還有一部分將成為電機(jī)固有的損耗;電機(jī)的主要損耗為銅耗和鐵損。而高效電動機(jī)在制造上采用新的鐵磁材料代替普通鐵芯,降低電動機(jī)的鐵損;并采用特殊的下線工具,提高定子槽滿率,增加銅線的截面,減少銅耗;提高制造精度,降低雜散損耗。另外,高效電動機(jī)由于定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯均采用高導(dǎo)磁、低損耗的優(yōu)質(zhì)電工硅鋼片構(gòu)成,且制造工藝較先進(jìn),所以電機(jī)在運行中各種損耗較低,功率因數(shù)高,運行熱穩(wěn)定好,使用壽命長。高效節(jié)能電機(jī)除選用了高質(zhì)量的銅繞組和硅鋼片等措施外,還采用新材料、新工藝及優(yōu)化設(shè)計的多項措施,可以降低電動機(jī)的空間尺寸。

3. 高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的主要作用及選用條件發(fā)電廠承擔(dān)著全國大部分電能供應(yīng)的任務(wù),同時發(fā)電廠的生產(chǎn)過程完全是機(jī)械化和自動化的,需要許多以電動機(jī)拖動的機(jī)械為其主要和輔助設(shè)備服務(wù),因此是電能消耗的大戶。目前,電力行業(yè)的競爭非常激烈,但關(guān)鍵還是制造成本的競爭,所以降耗增效工作就顯得極為重要。

  發(fā)電機(jī)組的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)有三個:發(fā)電量、供電煤耗和廠用電量。這些指標(biāo)之間都是相互聯(lián)系相互影響的。如廠用電率每變化 1%對供電煤耗的影響系數(shù)為 3.499%、負(fù)荷率每下降 1 個百分點影響廠用電率升高 0.06 個百分點。以裝機(jī)容量 1000MW,如按額定工況運行,廠用電率按 4.2%計算,廠用電消耗的容量就達(dá)50.4MW,每年消耗的電量約 30240×104kWh;如果將廠用電的消耗降低 5%,每年可節(jié)省廠用電消耗的電量約 160MWh,按平均上網(wǎng)電價 0.35 元 / kWh 計算,可增加售電收入 530 余萬元,經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。從宏觀角度上看,如果火力發(fā)電廠平均廠用電率降低,對緩解資源短缺和環(huán)境保護(hù)的壓力,提高火電廠經(jīng)濟(jì)效益,抑制日益增長的廠用電率,保證我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

  我們進(jìn)一步從廠用電率定義可看出,發(fā)電過程中的廠用電主要消耗在正常連續(xù)運行的汽機(jī)、鍋爐和輔助設(shè)備的 6kV 和 380V 電機(jī)的動力用電上,即廠用電量生產(chǎn)耗電量最主要的就是輔機(jī)電機(jī)的耗電量。降低廠用電率的主要措施就是在保證機(jī)組運行安全穩(wěn)定的前提下,通過優(yōu)化輔機(jī)運行方式和進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造來降低輔機(jī)電機(jī)的單耗電量入手。因此,電廠宜采用新興的高效電動機(jī),據(jù)統(tǒng)計,全國火力發(fā)電廠的八種風(fēng)機(jī)和水泵,即送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵和灰漿泵,其配套電動機(jī)的總?cè)萘繛?15000MW,年總用電量為 520 億kWh,占全國火電發(fā)電量的 5.8%。提高這些風(fēng)機(jī)和水泵系統(tǒng)運行效率的節(jié)能潛力可達(dá) 300~500 億 kWh/ 年,相當(dāng)于 6~10 個裝機(jī)容量為 1000MW 級的大型火力發(fā)電廠的年發(fā)電總量。

  隨著電力企業(yè)改革的不斷深化和發(fā)展,電力企業(yè)逐步由生產(chǎn)型向經(jīng)營型轉(zhuǎn)變,提高企業(yè)效益,降低發(fā)電成本將是電力企業(yè)長期的目標(biāo);痣姀S作為能源消耗的大戶,更應(yīng)該從降低廠用電率的全局出發(fā),采取相應(yīng)措施來達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在電機(jī)選型上盡量采用高效電動機(jī),能從根本上實現(xiàn)廠用電率、降低發(fā)電成本,從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。