高效節能電機在百萬千瓦級火電廠中的應用

董晉明　張曾　陽熹　張振

摘 要：介紹了高效節能電機在我國的應用標準及其與IEC標準的對應關系，并分析了電動機實現高效的原理與典型措施，從根本上解釋了電動機實現高效率的可行性。以國內某百萬千瓦級火電廠中主要輔機設備選型的實際應用為例，分析了高效節能電動機在火電廠中應用時的選型原理及經濟效益分析原理，得出在百萬千瓦級火電廠中高效節能電機應用合理時，既可以增強系統運行的可靠性，節約能源，又可以創造可觀的經濟效益，是節能降耗的有效方法。

關鍵詞：高效電機 節能 百萬機組 經濟分析

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

1 高效電動機應用標準

為減少能源消耗，美國和歐盟等國家先后在本國強制推行高效標準電動機的相關政策和法規。我國最新版的三相異步電動機能效標準分別為GB 18613-2012《中小型三相異步電動機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能效限定值及能效等級》，其效率標準值分別對應IEC標準電機效率IE2～IE4。

2 電動機實現高效的原理和措施

電動機將電能轉換為機械能時，自身會產生電路、磁路、機械損耗以及雜散損耗，并以熱能的形式散發出去。獲得電動機高效運行的技術關鍵就是最大限度地降低其自身的鐵耗、銅耗、機械損耗、雜散損耗等[1]。提高電動機效率的典型措施見表1。

3 高效電動機在百萬千瓦級火電廠中應用的可行性分析

3.1 高效電動機應用的技術可行性

發電廠承擔著全國大部分電能的供應任務，有許多長期連續運行的輔機設備，是電能消耗的大戶。降低電動機電力消耗的有效方法之一就是采用高效電動機。

高效電動機在運行中熱穩定性好，溫升小，可靠性高；損耗低，經濟性高；振動小、噪聲低，壽命長。但與普通電動機相比，高效電動機的原材料貴、制作工藝復雜，必然會增加工程的初始投資。

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

（1）不需要進行狀態調節的輔機。對于需要進行狀態調節的輔機，高效電動機較高的制造費用增加其維修成本，定速運行的特點不能滿足電力生產中對流量、風速調節的要求，因此不需要進行狀態調節的輔機才推薦采用高效電動機。

（2）年運行小時長不小于5 000 h，負荷率大于70%的電動機。

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

（4）各系統中起關鍵作用的輔機設備的電機。這些設備采用高效節能電機，將大大提高供電的可靠性。

結合某百萬千瓦級火電廠的應用實際，將符合上述要求的部分輔機設備匯總如表2所示（2臺機組）。

3.2 高效電動機應用的經濟效益分析

有專家分析，在電機的整個生命周期內，其采購價格占電機總成本的2%，維修費用占其總成本的0.7%，而耗能成本占到了97.3%，因此合理應用高效節能電動機將造成可觀的經濟效益。

某百萬千瓦級火電廠年運行小時數為5 000 h，表2中所示的輔機設備均采用高效電動機，其平均負載率為0.8，考慮資金存儲年利率為3%，則年節電量、年節電費及投資回收期如表3所示。

可見，如果輔機選型合理，采用高效電機短期內就可以收回初期增加的投資，而且額定功率越高，經濟效益越好。高效電機在百萬千瓦級火電廠中應用具有很好的經濟效益。

4 結語

在百萬千瓦級火電廠中合理選用高效電機，既可以增強系統運行的可靠性，又可以降低廠用電率和供電煤耗，節約能源，同時創造可觀的經濟效益。因此高效節能電機在百萬千瓦級火電廠中具有廣闊的應用前景，應該在技術經濟合理的前提下大力推廣使用。

參考文獻

[1] 李海發，朱東起.電機學[M].北京：科學出版社，2001.

[2] 胡慶來.發電廠中低壓領域節能新技術方法探討[J].科技創業月刊，2012（12）：194-196.

[3] 李超，谷佳琪，蘇雅，等.高效電機的節能經濟分析及應用[J].能源與節能，2015（1）：78-80.