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盐化工企业电动机能效提升技术探讨

发表时间:2019-10-25 00:00

根据《中华人民共和国节约能源法》第十七条规定,原标准能效3级的电动机(Y、Y2系列)将被禁止生产、进口销售。Y系列电机已被中信部列入机电产品强制淘汰目录。为贯彻落实工信部、质检总局《电机能效提升计划(2013-2015年)》,加快推进工业节能降耗,促进工业转型升级和绿色发展,全面提升内蒙古兰太实业股份有限公司(以下简称“公司”)电机能效水平,加快淘汰低效电机,节能降耗,实施电机系统节能技术改造,选用高效电机替换低效电机,采用先进技术对电机与拖动设备进行匹配性改造。


1 高效节能电机概念


主要包括更新淘汰低效电机及高耗电设备,合理匹配电机系统,提高电机效率,以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械方式,实现被拖动装置控制和设备制造。


2 高效节能电机选用


(1)在新建项目需要新增电机时,需要选用;


(2)旧电机损坏或电机需要进行重新绕制时,需要选用;


(3)在电机长期运行于低负载或过负载状态下需要更新电机时,需要选用。


3 高效节能电机效果


高效节能电机与普通电机相比,优化了总体设计,选用了高质量铜绕组和硅钢片,降低了绕组损耗、铁芯损耗、风摩损耗和负载杂散损耗等各种损耗,损耗下降了20%~30%,效率提高2%~8%;投资回收期一般为1a~2a。


4 电机能效提升的相关政策文件


(1)《工业和信息化部国家质量监督检验检疫局下发的关于组织实施电机能效提升计划(2013-


2015年)的通知》;


(2)《GB18613-2006中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》;


(3)《GB18613-2012中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》;


(4)其它有关国家和行业相关技术标准、规范。


5 高效节能电机说明


高效节能电机效率需完全达到GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中2级能效及以上的规定,并通过中国质量认证中心的节能产品认证,取得中国节能产品认证证书。高效节能电机在制造过程中主要在以下几个方面进行改进:


(1)电磁优化设计,对系统、气隙、槽配合及槽型进行全面优化,通过大量样机试验反复验证,在电磁设计上保证了电机性能达到最佳;


(2)铁芯采用低铁损、高导磁的优质硅钢片,电磁线采用耐温等级达到180℃的H级的聚酯亚胺漆包圆铜线QZY-2/180,大大提高电机的性能,降低工作温升和损耗,从而达到提高电机效率的目的;


(3)改进电机的轴承系统、优化外形和风扇、风罩设计,从而降低电机的机械损耗;


(4)采用新型VPI真空浸漆工艺,使得整个线圈的抗电压冲力能力加强,降低匝间及相间绝缘事故率,防护等级和绝缘等级均比老式电机至少提高一个等级。


6 实施方案


(1)淘汰电机识别的原则:


①工信部发布的第一批、二批、三批高耗能机电设备目录中明令淘汰的电机;


②效率有较大提升空间的电机,全年连续工作≥8000h,55kW以下电机负荷率60%及以上,55kW及以上电机负荷率90%及以上;


③在2015年具备淘汰和改造条件;


④运行状态不佳,维修成本高、缺乏备件的高能耗电机;


⑤淘汰和改造后,对装置长周期运行有较大帮助的电机。


(2)在尽量不改变电机中心高、机座长度、级数、功率的情况下,优先采购YE3系列超高效电机进行更换。


(3)电机更换以不影响装置长期稳定生产为原则:即有备用电机可倒停设备后更换,无法在生产过程中更换的,可选择在停车、检修期间更换。


(4)方案评审通过后,立即组织以合同能源管理的模式完成技术改造工作。


(5)电机实施方案设计。高效节能电机适用于运行时间较长、负荷率较高的电力驱动系统。高效节能原理是降低电机运行时,机电转换过程中电机内部产生的损耗,提高运行效率,大幅度节约电能。技术上通过科学的损耗分析,采用三相“正弦”绕组、配合与槽形尺寸等设计技术、高效风扇。专门工艺与优质有效材料等综合节能技术,以降低电机内铜(铝)耗、铁耗、机械风摩与杂散损耗,使电机总损耗降低(20%~30%),效率提高2%~8%。


7 节能效益分析


高效电机的节能是由于这种电机比普通电机的效率高、损耗低、节电空间大,其相对于后者的年节电量△E计算公式如下:


高效电机节电量计算公式


说明:


(1)电机按年运行8000h,负载率75%,电价0.419元/kW•h计算;


(2)现有报价为无特殊要求价格,如有特殊要求加价情况如下,均加价8%;


(3)根据淘汰电机识别原则,识别出淘汰低压电机。公司制钠一厂共152台,更换功率总和为2998.6kW;公司制钠二厂共155台,更换功率总和为5208.6kW;公司氯酸钠厂共193台,更换功率总和为4795.35kW;公司热动力厂共147台,更换功率总和为3526.74kW;公司氯化异氰尿酸厂共162台,更换功率总和为3362.85kW;公司CPE厂共65台,更换功率总和为1379.1kW;公司兰峰公司共12台,更换功率总和为200kW。


8 投资回收期


8.1 采用合同能源管理模式


涉及所列更换电机名录,所需采购更换电机总台数为886台,电机总计功率为21471.24kW,电机设备购买金额为413.89万元,年总节电量为2358710.9kW•h,年总节约电费为101.28万元。


8.2政府推广补贴高效节能电机标准


高效节能电机标准


项目所涉及淘汰电机0.55kW≤额定功率≤22kW范围内,电机功率为5785.24kW×58元/kW•h


=33.55万元;22kW<额定功率≤315kW范围内,电机功率为15686kW×31元/kW•h=48.63万元,国家补贴费用合计为82.18万元。


8.3 项目投入和节能收益(表2)


节能效益分配表


8.4 节能服务公司、用能单位节能效益分配方案


节能效益分享期结束后(见表3),该批高效电机的所有权归用能单位所有,以后产生的节能效益由用能单位获得。


项目投入和节能收益


9 投资估算


项目总投资费用合计413.89万元,识别的886台低压淘汰落后电机,扣减政府补贴及废旧电机回收费用,预计投资费用为306.71万元。


10 结论


(1)经济效益。公司制钠分公司淘汰落后低压电机共计886台,功率总和为21471.24kW,涉及所列更换电机名录,年总节约电费为101.28万元,国家补贴费用为82.18万元,废旧电机处置费用为25万元。实施此项目后,一次性一年节约费用为208.46万元。


(2)社会效益。淘汰落后电机符合国家节能减排的要求,有较好的节能效果,同时,也提高公司的整体装备水平。


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