高效節(jié)能電機(jī)在百萬千瓦級火電廠中的應(yīng)用

董晉明　張曾　陽熹　張振

摘 要：介紹了高效節(jié)能電機(jī)在我國的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)及其與IEC標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系，并分析了電動機(jī)實(shí)現(xiàn)高效的原理與典型措施，從根本上解釋了電動機(jī)實(shí)現(xiàn)高效率的可行性。以國內(nèi)某百萬千瓦級火電廠中主要輔機(jī)設(shè)備選型的實(shí)際應(yīng)用為例，分析了高效節(jié)能電動機(jī)在火電廠中應(yīng)用時的選型原理及經(jīng)濟(jì)效益分析原理，得出在百萬千瓦級火電廠中高效節(jié)能電機(jī)應(yīng)用合理時，既可以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，節(jié)約能源，又可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，是節(jié)能降耗的有效方法。

關(guān)鍵詞：高效電機(jī) 節(jié)能 百萬機(jī)組 經(jīng)濟(jì)分析

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0045-02

1 高效電動機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

為減少能源消耗，美國和歐盟等國家先后在本國強(qiáng)制推行高效標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)的相關(guān)政策和法規(guī)。我國最新版的三相異步電動機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)分別為GB 18613-2012《中小型三相異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》和GB 30254-2013《高壓三相籠型異步電動機(jī)能效限定值及能效等級》，其效率標(biāo)準(zhǔn)值分別對應(yīng)IEC標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)效率IE2～I(xiàn)E4。

2 電動機(jī)實(shí)現(xiàn)高效的原理和措施

電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能時，自身會產(chǎn)生電路、磁路、機(jī)械損耗以及雜散損耗，并以熱能的形式散發(fā)出去。獲得電動機(jī)高效運(yùn)行的技術(shù)關(guān)鍵就是最大限度地降低其自身的鐵耗、銅耗、機(jī)械損耗、雜散損耗等[1]。提高電動機(jī)效率的典型措施見表1。

3 高效電動機(jī)在百萬千瓦級火電廠中應(yīng)用的可行性分析

3.1 高效電動機(jī)應(yīng)用的技術(shù)可行性

發(fā)電廠承擔(dān)著全國大部分電能的供應(yīng)任務(wù)，有許多長期連續(xù)運(yùn)行的輔機(jī)設(shè)備，是電能消耗的大戶。降低電動機(jī)電力消耗的有效方法之一就是采用高效電動機(jī)。

高效電動機(jī)在運(yùn)行中熱穩(wěn)定性好，溫升小，可靠性高；損耗低，經(jīng)濟(jì)性高；振動小、噪聲低，壽命長。但與普通電動機(jī)相比，高效電動機(jī)的原材料貴、制作工藝復(fù)雜，必然會增加工程的初始投資。

因此雖然高效電動機(jī)可以降低廠用電耗和發(fā)電成本，但是初始投資較高，需要結(jié)合發(fā)電廠的實(shí)際情況決定是否采用高效電動機(jī)。根據(jù)目前的研究，如下4個方面的輔機(jī)可采用高效電動機(jī)[2]。

（1）不需要進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)的輔機(jī)。對于需要進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)的輔機(jī)，高效電動機(jī)較高的制造費(fèi)用增加其維修成本，定速運(yùn)行的特點(diǎn)不能滿足電力生產(chǎn)中對流量、風(fēng)速調(diào)節(jié)的要求，因此不需要進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)的輔機(jī)才推薦采用高效電動機(jī)。

（2）年運(yùn)行小時長不小于5 000 h，負(fù)荷率大于70%的電動機(jī)。

（3）廠用電壓等級高（6 kV或10 kV），消耗廠用電大的輔機(jī)，例如一次風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等。

（4）各系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的輔機(jī)設(shè)備的電機(jī)。這些設(shè)備采用高效節(jié)能電機(jī)，將大大提高供電的可靠性。

結(jié)合某百萬千瓦級火電廠的應(yīng)用實(shí)際，將符合上述要求的部分輔機(jī)設(shè)備匯總?cè)绫?所示（2臺機(jī)組）。

3.2 高效電動機(jī)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益分析

有專家分析，在電機(jī)的整個生命周期內(nèi)，其采購價格占電機(jī)總成本的2%，維修費(fèi)用占其總成本的0.7%，而耗能成本占到了97.3%，因此合理應(yīng)用高效節(jié)能電動機(jī)將造成可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

某百萬千瓦級火電廠年運(yùn)行小時數(shù)為5 000 h，表2中所示的輔機(jī)設(shè)備均采用高效電動機(jī)，其平均負(fù)載率為0.8，考慮資金存儲年利率為3%，則年節(jié)電量、年節(jié)電費(fèi)及投資回收期如表3所示。

可見，如果輔機(jī)選型合理，采用高效電機(jī)短期內(nèi)就可以收回初期增加的投資，而且額定功率越高，經(jīng)濟(jì)效益越好。高效電機(jī)在百萬千瓦級火電廠中應(yīng)用具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

在百萬千瓦級火電廠中合理選用高效電機(jī)，既可以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，又可以降低廠用電率和供電煤耗，節(jié)約能源，同時創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此高效節(jié)能電機(jī)在百萬千瓦級火電廠中具有廣闊的應(yīng)用前景，應(yīng)該在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的前提下大力推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李海發(fā)，朱東起.電機(jī)學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

[2] 胡慶來.發(fā)電廠中低壓領(lǐng)域節(jié)能新技術(shù)方法探討[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2012（12）：194-196.

[3] 李超，谷佳琪，蘇雅，等.高效電機(jī)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)分析及應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2015（1）：78-80.