我国电机系统节能进展和对策

    秦宏波

(上海市能效中心，上海200040)

     摘要：对我国电机系统的能耗状况，以及我国电动机、拖动设备和系统的能效状况与发达国家的差距进行了阐述和分析。介绍欧美和我国采取的推进电机系统节能的措施和项目，在此基础上对电机系统的节能分析方法和主要的节能技术进行了论述。对日每实施的有代表性的节能改造项目情况进行了介绍。

    关键词：电机系统；节能；能效

    中图分类号：TM 30文献标志码：A文章编号：1673—6540(2010)064)001-4

0 引言

      电动机广泛应用于工业、商业、农业、公用设施和家用电气等领域，用于拖动风机、泵、压缩机等各种设备。电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷，其用电量在各个国家的总用电量中均占有相当大的比重。根据美国能源部的统计数据，电机系统用电量占全美用电量的50，占其工业用电量的70。根据欧盟的统计数据，电机系统用电量占欧盟总用电量的42，占其工业用电量的69。根据国家发展和改革委员会2003年的调查结果，电机系统耗电约占我国用电量的60以上。其中，风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国用电量的10．4、20．9、9 4和6”0。国际铜业办会进行的“全国电机现状市场调研”结果显示：2007

年，我国各类电动机装机总容量约为7 28亿kW．耗电量约为19 566 kWh。

     由于电机系统消耗了大部分的工业用电，因此提高该系统的能效水平对于各国的能源节约和环境保护具有重要意义。欧盟预测，对不同功率的电机效率提高1～6，可节能3，每年可节约电能276亿kWh，相当于5座100万kW电站的供电能力。根据国际铜业协会预测，在我国通过提高电动机的能效标准和推广高效电动机的应用，到2011年可累计节电764亿kwh，减排二氧化碳7 640万t。

1  我国电机系统能效现状

    改革开放以来，我国制造业有了长足发展，近些年企业通过自主研发和消化吸收，电动机、风机、泵、压缩机等相关产业的产品性能、质量有了显著提高，对推动电机系统的节能工作起了很大的促进作用。但与发达国家相比，我国的电机系统尚存在很大的节能潜力和技术升级空间，主要表现如下： 

   (1)电动机和被拖动设备效率低。

    我国生产和在用的电动机以Y系列为主，占据了近90的市场份额，其效率平均值为87．3。美国高效电动机效率平均值为90 3，该效率为美国能源政策法令所规定的市场准入水平，美国超高效电机的效率平均值为91．7。我国Y系列电动机效率比美国等先进国家的高效水平平均低3，比美国超高效水平平均低4．4。虽然目前国内已有40多家企业能够生产高效电动机，但高效电动机的市场规模依然较小，仅占整个市场的lO．4，且相当一部分高效电动机出口海外，真正的国内需求较少。

    风机、泵、压缩机产品效率比国外先进水平低2～4，虽然没计水平与国外先进水平相当，但制造技术和工艺有差距。

    (2)系统运行效率低。系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，设备长期低负荷运行。系统调节方式落后，大部分风机、泵类采用机械节流方式调节，效率比调速方式约低30。电机系统就运行效率而言要比国外先进水平低10～20。

    (3)节能技术和装备水平相对落后。

    电机传动调速及系统控制技术与国外相比差距较大，电力电子变频调速技术与国际先进水平相差5～10年，国外变频调速技术和产品主导我国电机系统市场，采用IGBT／IGcT电力电子器件的高压变频器及技术主要靠国外进口，价格较贵；而且，安全可靠性方面还有待进一步提高，企业不愿承担经济和技术风险。因此，采用变频调速的电机系统仍为少数，不到总量的10。

    根据美国和欧盟电机挑战计划，以及近年来在进行的大量电机系统节能测试评估和节能改造项目的经验，空气压缩机系统的节能潜力多为10～50，泵系统的节能潜力为20～40，风机系统的节能潜力为20～60。由于这三个系统就占了全国耗电量的40．7，因此开展电机系统节能对我国“十一五”期间单位GDP能耗下降20的节能目标，实现建设节约型企业、发展循环经济和清洁生产的任务具有