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1、电机系统节能和中国高效电机研究电机系统节能和中国高效电机研究博士博士1电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件主要内容主要内容1.概述2.美国电机挑战计划3.中国电机系统节能市场潜力分析4.中国电机系统节能可行性分析5.结论2电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件中小型电机节能中长期规划中小型电机节能中长期规划 国家发改委在2006年至2020年的节能中 长期规划中将电机系统节能工程列为十大节 能重点工
2、程之一。 规划指出，目前我国各类电动机总容量 约4.2亿千瓦，用电量约占全国用电量的60%，“ 十一五” 期间要重点推广高效节能电动机等产品，推广变频调速节能技术，使运行效率 提高2个百分点，年节电200亿Kw h。3电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件2006年年中小型电机产量中小型电机产量产品类型产品类型产量产量(万万Kw)同比增长同比增长(%)一般交流发电机一般交流发电机420.9-25.3小型交流电动机小型交流电动机5567.113.4大中型交流电动机大中型交流电动机4394.318.5
3、直流电机直流电机711.2-3.6出口出口1822.426.74电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件美国电机挑战计划美国电机挑战计划5电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件美国电机挑战计划的主要目标美国电机挑战计划的主要目标提出在美国工业设备中电动机驱动设备的现有状况的调查报告定性地估计提高工业电动机系统效率的可能性； 提出目前电动机系统购买和维护活动的框架； 利用容易得到的市场信息，在现有规律的基
4、础上形成一套使电动机规划现代化的程序 ;提出一些方法来预测可节约的能源，和电动机挑战规划对市场的影响。 6电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件美国美国主要行业电动机系统的能耗主要行业电动机系统的能耗行业分类行业分类电量总需求电量总需求（亿（亿KwhKwh）电动机系统能耗电动机系统能耗（亿（亿KwhKwh）电动机系统能耗占电动机系统能耗占总电量的百分比总电量的百分比（% %）制造业制造业917891785412541259%59%加工业加工业590959094195419571%71%金属产品金属
5、产品1527152746046030%30%非金属制作非金属制作1061106150050047%47%金属制作金属制作68068025425437%37%非制造业非制造业167516751379137982%82%农产品农产品32932913413441%41%矿山矿山44044039939990%90%石油天然气石油天然气33033029829890%90%供水、污水处理、灌溉供水、污水处理、灌溉57557554654695%95%总计总计10853108536791679162.6%62.6%7电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机
6、研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件美国制造业电机系统节能潜力美国制造业电机系统节能潜力项项 目目潜在节能（亿潜在节能（亿kwh/kwh/年）年）电动机电动机系统平系统平均节能均节能百分比百分比低低中中高高单单台台电电机机节节能能1-200HP1-200HP交交流流电电动动机机升升级级到到EPActEPAct水平水平1301302.3%2.3%200HP200HP以以上上交交流流电电动动机机升升级级到到CEECEE水平水平68681.2%1.2%旧电机重绕旧电机重绕48480.8%0.8%电动机效率升级总计电动机效率升级总计2462464.3%4.3%8电机系统节能和中国高效电机研究课件
7、电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件美国制造业电机系统节能潜力美国制造业电机系统节能潜力 项项 目目潜在节能（亿潜在节能（亿kwh/kwh/年）年）电动机系统电动机系统平均节能百平均节能百分比分比低低中中高高电电机机系系统统节节能能修正电动机裕量过大修正电动机裕量过大6868686868681.2%1.2%泵系统泵系统: :系统效率改进系统效率改进90901371371911912.4%2.4% 速度控制速度控制64641501501931932.6%2.6% 总计总计1541542872873843845.0%5.0%风扇系统
8、风扇系统: :系统效率改进系统效率改进1414282839390.5%0.5% 速度控制速度控制8 8161624240.3%0.3% 总计总计2222434363630.8%0.8%压缩机系统压缩机系统: :系统效率改进系统效率改进86861321321631632.3%2.3% 速度控制速度控制1414232336360.4%0.4% 总计总计99991551552002002.7%2.7%特殊电机系统特殊电机系统: :总计总计2626535379790.9%0.9%系统改进总计系统改进总计36936960660679379310.5%10.5%9电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统
9、节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件项项 目目潜在节能（亿潜在节能（亿kwh/kwh/年）年）电动机电动机系统平系统平均节能均节能百分比百分比低低中中高高潜在节能总计潜在节能总计6156158528521039103914.8%14.8%美国制造业电机系统节能潜力美国制造业电机系统节能潜力 10电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电动机系统潜在节能对美国经济和环境电动机系统潜在节能对美国经济和环境电动机系统潜在节能对美国经济和环境电动机系
10、统潜在节能对美国经济和环境将产生的巨大影响将产生的巨大影响将产生的巨大影响将产生的巨大影响 潜在节能会降低温室效应，每年使碳化物气体的释放量减少1530-2600万吨 ;这些节能相当于减少了320-540万辆汽车的尾气排放量 ;这些节能的经济价值是每年30-50亿美元 ;除了节能以外，技术改进还将会产生其它的经济收益，包括增加对生产过程的控制，提高质量控制的水平 。11电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件美国电动机挑战计划示范项目汇总美国电动机挑战计划示范项目汇总企业类型企业类型节节 能能（kw
11、h/kwh/年）年）节能占初始系统耗节能占初始系统耗能的百分比能的百分比年成本节约年成本节约投资回收期投资回收期（年）（年）金属制造金属制造451,778451,77838%38%$68,000$68,0001.51.5实验室设备实验室设备10,821,00010,821,0006%6%$823,000$823,0001.91.9煤煤 加加 工工103,826103,82620%20%$6,230$6,2302.52.5酿酿 造造473,001473,00152%52%$19,000$19,0000.10.1市政排污市政排污36,09636,09617%17%$2,960$2,9605.45.
12、4帆帆 板板2,431,8002,431,80050%50%$85,100$85,1001.01.0排排 污污 泵泵31,87531,87544%44%$2,614$2,6144.64.6纺纺 织织 机机1,600,0001,600,00059%59%$100,954$100,9541.31.3不锈钢管不锈钢管148,847148,84734%34%$77,266$77,2660.50.5生生 铝铝3,350,0003,350,00012%12%$103,736$103,7360.00.0油田潜油泵油田潜油泵54,31254,31212%12%$5,362$5,3620.50.5废物处理废物处
13、理3,661.2003,661.20034%34%$329,508$329,5080.80.8钢厂熔炉钢厂熔炉15,500,00015,500,00050%50%$542,600$542,6002.12.1总计总计/ /平均平均38,663,73438,663,73433%33%$2,166,330$2,166,3301.51.512电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件按不同行业分类的电动机系统节能潜力按不同行业分类的电动机系统节能潜力13电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效
14、电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件按不同行业分类的电动机系统节能潜力按不同行业分类的电动机系统节能潜力 14电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件中国电机系统节能市场潜力分析中国电机系统节能市场潜力分析15电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件中国电力消费设备分布状况（单位：中国电力消费设备分布状况（单位：% %）通用中小型电通用中小型电机机风机风机水泵水
15、泵空气压缩空气压缩机机制冷空调制冷空调机机电力机电力机车车磨磨机机农用排灌机农用排灌机械械5.225.2210.4310.4320.8720.879.399.395.505.500.610.613.73.72.32.3以上电动机驱动设备耗电量占全国总量的比例以上电动机驱动设备耗电量占全国总量的比例 58.00 58.00其他设备电量占全国总量的比例其他设备电量占全国总量的比例 35.52 35.52输配电损失输配电损失 6.48 6.48合计合计 100.00 100.0016电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中
16、国高效电机研究课件中国主要用电行业一览表中国主要用电行业一览表行行 业业用电设备总容用电设备总容 量量/ /万万KwKw用电总量用电总量/ /亿亿KwhKwh占社会总用电量占社会总用电量比例（比例（% %）石油石油810.64810.64262.16262.162.22.2钢铁钢铁3056.823056.82932.12932.127.77.7上下水处理上下水处理644.13644.13143.5143.51.21.2石化石化489.15489.15246.86246.862 2化工化工3278.413278.411142.911142.919.59.5建材建材3430.623430.6272
17、8.93728.936 6电力电力发电厂自用电发电厂自用电线路耗电线路耗电2723.832723.831835.031835.03881.63881.63861.93861.9315.215.27.37.37.17.117电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件行行 业业用电设备总容用电设备总容 量量/ /万万KwKw用电总量用电总量/ /亿亿KwhKwh占社会总用电量占社会总用电量比例（比例（% %）煤炭煤炭1595.31595.3360.91360.913 3城乡居民城乡居民其中：家用电器其中：
18、家用电器12925.4612925.46约约7755.287755.281469.831469.83约约588.12588.1212.212.24.94.9农业排灌农业排灌3271.823271.82328.49328.492.72.7水利水利1071.211071.2196.4596.450.80.8机械机械2226.662226.66260.8260.82.22.2电气电子电气电子1737.21737.2261.51261.512.22.2全国总用电量全国总用电量(1999年年)12092.2812092.28100100全国总发电量全国总发电量(1999年年)12331.4112331.
19、41中国主要用电行业一览表中国主要用电行业一览表18电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件中国电机系统节能可行性分析中国电机系统节能可行性分析合理的设备选型合理的设备选型电机调速节能电机调速节能采用高效电机采用高效电机19电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件合理的设备选型合理的设备选型要要提提高高水水泵泵风风机机的的实实际际运运行行负负载载率率，必必须须从从设设计计、运运行行和和电电机机选选用用等等
20、几几方方面面同同时时采采取取措措施施。对对电电机机行行业业来来说说，应应根根据据水水泵泵风风机机类类设设备备的的特特点点，设设计计水水泵泵风风机机专用三相异步电动机的系列型谱。专用三相异步电动机的系列型谱。20电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件案例案例1 铜陵有色金属（集团）公司一台浮选机选用电机 Y280M-8，功率45KW，额定电流90.6A 。 实际运行情况为：电压405V，电流60.4A， 功率因数0.62，按照输入电流计算负载率为67%，按照输出功率计算负载率为53%，明显属于负载率
21、低的情况。 如对该台电机进行节能改造，只要进行线圈重绕，就可将效率从91.42%提高到92.18%，功率因数从0.62 提高到0.80，输入电流从60.4A减小到46.3A，按年运行时间4000小时计算，每年可节电3286.4kw h。21电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电动机主要调速方式比较电动机主要调速方式比较电磁调速电机电磁调速电机Y YCT变频调速电机变频调速电机YVF2变极调速电机变极调速电机YD,YDT调速原理调速原理改变转差率改变转差率改变频率改变频率改变极数改变极数维护维护易
22、易技术要求高技术要求高易易可靠性可靠性高高取决于元器件的取决于元器件的质量质量高高对电网的干扰对电网的干扰无无有一定的污染有一定的污染无无功率因数功率因数高高较高较高高高价格价格300300元元/kW/kW左右左右 600 600元元/kW/kW左右左右200200元元/kW/kW左右左右节电效果节电效果20%20%左右左右30%50%30%50%10%20%10%20%22电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件变频调速水泵系统变频调速水泵系统 节能之一 减少了供水功率 节能之二 提高了水泵工作效
23、率 节能之三 提高了电动机的工作效率23电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件节能之一节能之一 减少了供水功率减少了供水功率 采用阀门调节，减少流量时工作点在B点，供水功率与面积OEBF成正比。 采用变速调节，减少流量时工作点在C点，供水功率与面积OECH成正比。 两者之差便是变速调节所节约的供水功率，它与面积HCBF（图中阴影部分）成正比。24电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件节能之二节能之二 提高了水泵工作效率提高了水泵工作效率 采用阀门调节时，其效率曲线为曲线，当流量为60%时，其效率将降至B点。 采用变速调节时，其效率曲线为 ，当流量为60%时，其效率由C点决定。 因此采用变速调节时，水泵的工作效率始终在最佳状态。25电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件电机系统节能和中国高效电机研究课件
