低效壓縮電機(jī)應(yīng)對(duì)節(jié)能挑戰(zhàn)

　　自2011年7月1日起，禁止銷售3級(jí)能效電機(jī)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)在2006年發(fā)布的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)》的實(shí)施，預(yù)示著節(jié)能電機(jī)未來(lái)將全面替代傳統(tǒng)低效電機(jī)，對(duì)于低效電機(jī)來(lái)說(shuō)，這似乎意味著徹底的退出。
　　但事實(shí)上，我國(guó)現(xiàn)階段高效電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模僅占全部市場(chǎng)的10%～15%，而且這些高效電機(jī)90%用于出口；雖然對(duì)2011年7月1日以后生產(chǎn)銷售的電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)做出了強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)，但已經(jīng)投入使用的低效電機(jī)今后依然處于主導(dǎo)地位。
　　既然不會(huì)快速退出，那么節(jié)能要求對(duì)于低效電機(jī)的抵制是毋庸置疑的，面對(duì)高效節(jié)能的要求，低效電機(jī)如何應(yīng)對(duì)節(jié)能挑戰(zhàn)？全國(guó)首個(gè)再制造示范工程國(guó)家電機(jī)高效再制造示范工程于10月25日在上海啟動(dòng)，無(wú)疑是破解這一難題的有效途徑。
　　節(jié)能潛力不容小覷
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)約有1億臺(tái)工業(yè)電動(dòng)機(jī)，2500萬(wàn)臺(tái)壓縮機(jī)，3000萬(wàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)和泵，2010年我國(guó)各類電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)容量約為12億千瓦，年耗電量約2.5萬(wàn)億千瓦時(shí)（按照平均年運(yùn)行2000小時(shí)計(jì)算），電機(jī)的用電量在全國(guó)的總用電量中占有相當(dāng)大的比重，其用電量約占工業(yè)用電量的66%，占全國(guó)總用電量的50%左右。
　　雖然我國(guó)電機(jī)產(chǎn)品種類繁多，但整體效率并不高，據(jù)國(guó)家發(fā)改委能源研究所能源效率中心副主任熊華文介紹，目前我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率總體偏低、能耗較高，與國(guó)際先進(jìn)水平相比要低20%~30%.
　　目前我國(guó)在用電動(dòng)機(jī)主要是20世紀(jì)80年代推廣的Y系列電機(jī)及相當(dāng)部分的JQ2系列電機(jī)，其效率比Y2系列電機(jī)低2~3個(gè)百分點(diǎn)。加之被拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備落后，致使機(jī)組本身效率比發(fā)達(dá)國(guó)家平均低3~5個(gè)百分點(diǎn)。
　　同時(shí)，由于設(shè)備可靠性差，設(shè)計(jì)思想落后，不少用戶在選型上考慮安全系數(shù)偏大，一般取10%~15%的裕量，大馬拉小車現(xiàn)象嚴(yán)重低負(fù)荷運(yùn)行，造成了極大的浪費(fèi)。所以業(yè)界普遍認(rèn)為，低效電機(jī)有50%節(jié)能潛力，工業(yè)節(jié)能必須從提高電機(jī)的高效做起。
　　積極應(yīng)對(duì)節(jié)能挑戰(zhàn)
　　國(guó)家電機(jī)高效再制造示范工程所涉及的電機(jī)高效再制造，是采用無(wú)損、環(huán)保、無(wú)污染拆解方式，****程度地利用和回收原電機(jī)的零部件，更換新的繞組、絕緣、軸承等部件，最終將低效舊電機(jī)改造成高效電機(jī)，是資源節(jié)約和綜合利用有效途徑，既可從源頭杜絕舊電機(jī)再次流入二級(jí)市場(chǎng)，又可降低企業(yè)高效電機(jī)使用成本。
　　據(jù)中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)中小電機(jī)分會(huì)秘書長(zhǎng)陳偉華告訴記者，將存量低效電機(jī)再制造成高效電機(jī)意義重大。若替換1000萬(wàn)千瓦在用普通效率電機(jī)并再制造成高效電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)電37億千瓦時(shí)（占工業(yè)總用電量的4.7%左右），循環(huán)利用鑄鐵件5.5萬(wàn)噸、硅鋼片6.1萬(wàn)噸。如此巨量的再用低效電機(jī)不進(jìn)行替代改造，2020年前完成節(jié)能減排任務(wù)目標(biāo)將存在巨大的缺口。
　　陳偉華認(rèn)為，目前在我國(guó)，一些電機(jī)系統(tǒng)用戶對(duì)低效電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益缺乏認(rèn)識(shí)，或是對(duì)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造的技術(shù)問(wèn)題存在障礙，同時(shí)信息平臺(tái)分享的缺乏使得電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能不被重視。而在國(guó)外，對(duì)于低效電機(jī)改進(jìn)的實(shí)施早已開(kāi)始。
　　據(jù)記者了解，從上世紀(jì)90年代始，美國(guó)便開(kāi)始啟動(dòng)電機(jī)改進(jìn)計(jì)劃。近年來(lái)，澳大利亞、加拿大等國(guó)普遍趨向加速各類電動(dòng)機(jī)的更新?lián)Q代，革新電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將帶有信息處理和控制功能的裝置與電動(dòng)機(jī)集成一體，機(jī)電一體化產(chǎn)品已成為電動(dòng)機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。電動(dòng)機(jī)日益向高性能、高精度、大容量、小型化、數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。
　　應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)
　　近年來(lái)，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程作為國(guó)家節(jié)能中長(zhǎng)期規(guī)劃、十一五十大重點(diǎn)節(jié)能工程的重要組成部分。在更新改造電機(jī)的基礎(chǔ)上，以變頻調(diào)速為主的提高運(yùn)行效率的節(jié)能方式被業(yè)界廣泛認(rèn)同。
　　作為一項(xiàng)重要的節(jié)能技術(shù)，變頻技術(shù)能實(shí)時(shí)改變用電設(shè)備的供電頻率，進(jìn)而達(dá)到控制設(shè)備輸出功率的目的。該技術(shù)通過(guò)變頻調(diào)速改變軸輸出功率，使電機(jī)能根據(jù)實(shí)際需要輸出功率，達(dá)到了減少輸入功率、節(jié)省電能的目的，與傳統(tǒng)定速電機(jī)相比，電機(jī)系統(tǒng)變頻后能夠減少能耗高達(dá)30%以上。
　　我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)由于調(diào)節(jié)方式落后，風(fēng)機(jī)、泵類調(diào)節(jié)大部分仍采用機(jī)械擋板節(jié)流的方式，使得旋轉(zhuǎn)編碼器比發(fā)達(dá)國(guó)家低30%.相關(guān)專家指出，采用先進(jìn)的電力電子變頻調(diào)速取代傳統(tǒng)直流電機(jī)調(diào)速的方式，可以提高功效，達(dá)到節(jié)能效果。
　　在石油和化工行業(yè)，風(fēng)機(jī)、水泵和壓縮機(jī)等電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備的用量很大，理論上都能采用變頻技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造，節(jié)能潛力巨大。以注塑機(jī)為例，將注塑機(jī)上傳統(tǒng)的定量泵改造成變頻變量泵，能使溢流閥的回油流量降到最小，避免了高壓節(jié)流的能量損失，進(jìn)而將傳統(tǒng)有高壓節(jié)流的耗能型注塑機(jī)，升級(jí)為無(wú)高壓節(jié)流的節(jié)能型注塑機(jī)，節(jié)電效率可達(dá)20%～30%甚至更多。
　　與此同時(shí)，變頻傳動(dòng)調(diào)速又具有以下五個(gè)特點(diǎn)：一是不用改動(dòng)原有設(shè)備包括電機(jī)本身；二是可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，滿足傳動(dòng)設(shè)備要求；三是變頻器的軟啟、軟停功能，可以避免啟動(dòng)電流沖擊對(duì)電網(wǎng)的不良影響，減少電源容量的同時(shí)，還可減少機(jī)械慣動(dòng)量，減少機(jī)械損耗；四是不受電源頻率的影響，可以開(kāi)環(huán)、閉環(huán)手動(dòng)／自動(dòng)控制；五是低速時(shí)，定轉(zhuǎn)矩輸出和低速過(guò)載能力較好；電機(jī)的功率因數(shù)隨轉(zhuǎn)速增高功率增大而提高。
　　電機(jī)的變頻高效節(jié)能在逐漸被人們認(rèn)識(shí)應(yīng)用的同時(shí)，也帶動(dòng)了變頻器市場(chǎng)的繁榮。目前，我國(guó)交流電機(jī)變頻調(diào)速市場(chǎng)發(fā)展迅速，每年以12%的速度增長(zhǎng)，各種高、低壓變頻器在電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能中得到推廣應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年，中國(guó)低壓變頻器市場(chǎng)銷售額達(dá)到130億元，涌現(xiàn)上百家國(guó)內(nèi)企業(yè)和品牌，其總產(chǎn)值超過(guò)40億元，占市場(chǎng)份額30%.高壓變頻器作為當(dāng)前電機(jī)節(jié)能的重點(diǎn)，國(guó)產(chǎn)化率占到市場(chǎng)份額60%.
　　而在變頻節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)方面，我國(guó)目前已有電機(jī)變頻節(jié)能裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)介紹，早在上世紀(jì)80年代初，有關(guān)專家就建議在中國(guó)推行電機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)。
　　十五期間，我國(guó)就開(kāi)展了電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能改造：十一五期間，國(guó)家提出在建筑、電力等行業(yè)LDO節(jié)能風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化改造，推廣變頻調(diào)速、自動(dòng)化系統(tǒng)控制技術(shù)，為電機(jī)節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。十二五期間，電機(jī)行業(yè)在創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型發(fā)展方面呈現(xiàn)多種機(jī)遇和挑戰(zhàn)，對(duì)于推進(jìn)電機(jī)行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，挖掘電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能潛力來(lái)說(shuō)，變頻技術(shù)的運(yùn)用無(wú)疑會(huì)帶來(lái)很大的收益。陳偉華告訴記者：電機(jī)行業(yè)必須抓住國(guó)家發(fā)展和培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、推進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程的有利時(shí)機(jī)，大力開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)創(chuàng)新，加快推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。
　　如何有效的推動(dòng)電機(jī)的節(jié)能工作？中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院院長(zhǎng)助理張新建議，建立一個(gè)部門牽頭、多家單位參與的機(jī)制，把單個(gè)和分散的系統(tǒng)進(jìn)行整合，在電機(jī)領(lǐng)域?qū)嵭泻贤茉垂芾恚\(yùn)用市場(chǎng)機(jī)制推動(dòng)低效電機(jī)的變頻節(jié)能。