陳偉華:提升電機能效, 領(lǐng)跑行業(yè)發(fā)展

文:2015年4月

導(dǎo)語:世界各國的能源緊張和對節(jié)能的高度重視,許多國家都制定了相應(yīng)的電動機能效分級標(biāo)準(zhǔn),如NEMA、EPACT、CEMEP、澳大利亞、日本、巴西、中國等,各國電機能效標(biāo)準(zhǔn)值略有不同。

國際能效標(biāo)準(zhǔn)最新動態(tài)

能效標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一
    世界各國的能源緊張和對節(jié)能的高度重視,許多國家都制定了相應(yīng)的電動機能效分級標(biāo)準(zhǔn),如NEMA、EPACT、CEMEP、澳大利亞、日本、巴西、中國等,各國電機能效標(biāo)準(zhǔn)值略有不同。

    由于客戶對不同國家有不同效率要求產(chǎn)生混淆,制造廠設(shè)計供全球市場使用的電動機困難。國際電工技術(shù)委員會于2008年10月發(fā)布IEC60034-30《單速三相籠型感應(yīng)電動機能效分級(IE代碼)》。

    該標(biāo)準(zhǔn)限定為低壓、單速、三相、籠型感應(yīng)電動機,根據(jù)電動機的使用和裝機情況,確定為一般用途電機,并確定其功率范圍,極數(shù)范圍等,使用統(tǒng)一的效率測試方法。各國實施高效電機情況如圖1所示。

各國實施高效電機情況

    從2015年1月1日起,根據(jù)法規(guī)(EC)640/2009實施生態(tài)設(shè)計2005/32/EC指令,歐盟對電機效率的要求將會越來越嚴(yán)格。截至今日,歐盟已對7.5-375kW的符合在恒定負(fù)荷連續(xù)運行的電機性能實行IE3效率等級?;蛘呤褂脻M足IE2效率等級的電機并配有一個可調(diào)速的驅(qū)動器。2017年9月1日,歐盟將擴展到0.75~375kW的電機。

IEC60034-30第二版制定背景
    2010年6月,歐盟發(fā)布了一系列指令,旨在提高用能產(chǎn)品的能效,包括電機(M470)、電子驅(qū)動系統(tǒng)PDS(M476)、風(fēng)機(M488)、水泵(M498)、壓縮機(M500)、協(xié)調(diào)各種應(yīng)用(M495)等。

    歐盟M470指令是修訂用能產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計框架要求的2005/32/EC指令,適用于電動機。其主要內(nèi)容為:

    A.電機能效等級從單一的單速三相籠型感應(yīng)電動機擴展到其他類型的等級(IEC60034-30僅涉及三相感應(yīng)電動機,功率范圍也只是0.75kW~375kW),如永磁同步機,磁阻電機,變速驅(qū)動電機,單相電機等。

    B.擴大電機的功率范圍,從0.75kW~200kW擴展到500kW。

    C.電機能效等級考慮將IE4列入到正式標(biāo)準(zhǔn)中,由于電機類型擴大到不局限于籠型感應(yīng)電動機,則有可能創(chuàng)造一個新的IE5等級。

    歐盟M476指令,旨在制定變速驅(qū)動系統(tǒng)和/或電力驅(qū)動系統(tǒng)(PDS)的能效分級及測試方法標(biāo)準(zhǔn)。         IEC/TC2/WG31工作組2010年4月啟動對IEC60034-30第2版的制定,實現(xiàn)從單一電機產(chǎn)品,到電機+變頻器的PDS/MS電機系統(tǒng),到MS+驅(qū)動設(shè)備終端用戶等全系統(tǒng)的產(chǎn)品能效提升。

IEC60034-30第二版修訂內(nèi)容
    WG31工作組在世界各地多次召開工作組會議,將IEC60034-30標(biāo)準(zhǔn)分為兩個標(biāo)準(zhǔn):IEC60034-30-1《在線運行交流電機能效分級(IE代碼)》和IEC60034-30-2《變速交流電機能效分級(IE代碼)》,后者預(yù)計于2016年完成。兩個標(biāo)準(zhǔn)主要區(qū)別詳見表1。

IEC60034-30-2定制情況
    國際電工委員會于2014年2月發(fā)布了1741/CD文件,截止到2014年5月23日,共收到43頁意見反饋,主要焦點集中于測試方法及變頻器的考慮、測試點擊權(quán)重考慮、插值方法的考慮、標(biāo)注問題、IS還是TS幾個問題上?;谏鲜鰡栴},國際電工委員會接下來講著手以下事項:

    A.調(diào)研了解風(fēng)機、水泵、壓縮機等實際工況,包括:功率范圍、調(diào)速范圍、負(fù)載點情況,即一般運行轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩,時間分布,(即什么負(fù)載下運行時間最長,)以考慮合適的權(quán)重系數(shù)。

    B.電機既電網(wǎng)下運行又變速運行,弄清此類電機的比例,設(shè)計是按電網(wǎng)考慮還是變速考慮;風(fēng)扇情況,是否外風(fēng)扇;DOL和VSD電機比例。

    C.測試效率考慮最好用IE2以上電機,先測電網(wǎng)供電下效率,用輸入輸出法即可。再測變頻器供電下各負(fù)載點效率變頻器選擇:4kHz,不補償?shù)劝碔EC60034-2-3變頻器供電下,盡可能多測負(fù)載點。

電機效能提升計劃

我國電機節(jié)能政策

我國電機系統(tǒng)能效提升潛力
    按照GB18613-2012標(biāo)準(zhǔn),我國目前生產(chǎn)和在用電機多為低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的3級能效電機,平均效率為87%。而只要提升電機系統(tǒng)效率5-8%,就可實現(xiàn)年節(jié)電1,300-2,300億度,相當(dāng)于2-3個三峽電站的發(fā)電量,電機能效提升勢在必行。電機能效提升相關(guān)政策為推廣高效節(jié)能電機,我國頒布了一系列政策,如:2008年能源效率標(biāo)識制度;2010年高效電動機列入節(jié)能產(chǎn)品惠民工程,采取財政補貼方式,推廣高效電機產(chǎn)品;2013年電動機納入節(jié)能產(chǎn)品“能效之星”評價范圍,凡是獲得“能效之星”稱號的中小型三相異步電動機在資格有效期(3年內(nèi))在政府采購、企業(yè)大宗采購上將獲得更大的政策支持;2013年財政部、質(zhì)監(jiān)總局聯(lián)合在全國范圍內(nèi)實施“電機能效提升計劃”,從單機到系統(tǒng),從技術(shù)到產(chǎn)品,從診斷到實施,從融資到監(jiān)管等,涉及系統(tǒng)節(jié)能各個環(huán)節(jié)全面、明確的電機能效提升計劃。一系列利好政策的刺激下,我國高效節(jié)能電機市場逐步放量,未來一段時間高效節(jié)能電機的發(fā)展將更加健全并有的放矢,行業(yè)將迎來前所未有的發(fā)展機遇。

 

電機能效提升計劃
    我國電機能效提升計劃的主要目標(biāo):到2015年,實現(xiàn)電機產(chǎn)品升級換代,50%的低壓三相籠型異步電動機產(chǎn)品、40%的高壓電動機產(chǎn)品達(dá)到高效電機能效標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范;累計推廣高效電機1.7億千瓦,淘汰在用低效電機1.6億千瓦,實施電機系統(tǒng)節(jié)能技改1億千瓦,實施淘汰電機高效再制造2000萬千瓦。提升高效電機產(chǎn)業(yè)能力。推動高效電機關(guān)鍵配套材料和裝備規(guī)?;a(chǎn),不斷降低高效電機生產(chǎn)成本,提高高效電機生產(chǎn)保障能力。支持福建、上海、

    浙江等省市建設(shè)3-5個高效電機定轉(zhuǎn)子沖片產(chǎn)業(yè)化示范工程,年生產(chǎn)能力達(dá)到70萬噸;支持蘇州、上海等地建設(shè)2-4個新型絕緣材料和絕緣系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化示范工程,年生產(chǎn)能力達(dá)到5萬噸。2013年5月國家工信部、國家質(zhì)監(jiān)總局聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于組織實施電機能效提升計劃(2013-2015年)的通知》。擬用3年時間,組織和動員全系統(tǒng)力量,通過政策引導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)約束、監(jiān)督檢察等手段以及市場化的運作機制,從電機生產(chǎn)、應(yīng)用及回收再制造領(lǐng)域全面提升電機能效,促進電機產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

高效電機推廣情況

實施方案與意見
    2013年8月,國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》指出:

    A.繼續(xù)實施并研究調(diào)整節(jié)能產(chǎn)品惠民政策,強化能效標(biāo)識和節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證制度實施力度,繼續(xù)采取補貼方式,推廣高效節(jié)能照明、高效電機等產(chǎn)品。到2015年,終端用能產(chǎn)品能效水平提高15%以上,效節(jié)能產(chǎn)品市場占有率提高到50%以上。

    B.擴大高效電動機應(yīng)用。推動高效電動機產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展,建設(shè)15-20個高效電機及其控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)基地。

    C.開展再制造“以舊換再”工作,對交回舊件并購買再制造推廣試點產(chǎn)品的消費者,給予一定比例補貼,近期重點推廣再制造發(fā)動機、電動機等。

    2014年10月國家發(fā)改委、工信部發(fā)布《2014年工業(yè)綠色發(fā)展專項行動實施方案》提出:要繼續(xù)實施電機能效提升計劃,實施一批試點示范工程;落實國務(wù)院關(guān)于加快培育節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見,以提高高效電機的保障供給能力為目標(biāo),培育建設(shè)10-15個高效電機規(guī)?;a(chǎn)示范工程,2-3個高效電機定轉(zhuǎn)子沖片、絕緣材料等關(guān)鍵配套材料裝備生產(chǎn)示范工程,2-3個電機高效再制造示范工程。

    2014年工信部印發(fā)的《重大節(jié)能技術(shù)與裝備產(chǎn)業(yè)化工程實施方案》的通知提出:要實施能效領(lǐng)跑者計劃,將能效領(lǐng)跑者指標(biāo)納入強制性國家標(biāo)準(zhǔn),鼓勵家庭和工業(yè)用戶購買高效節(jié)能產(chǎn)品與設(shè)備,使高效節(jié)能產(chǎn)品與設(shè)備市場占有率從目前的10%左右提高到45%以上。電機系統(tǒng)領(lǐng)域,重點推廣達(dá)到國家1、2級能效標(biāo)準(zhǔn)的電動機、變壓器、高壓變頻器、無功補償設(shè)備、風(fēng)機、水泵、空壓機系統(tǒng)等。

    一系列方案的提出給高速電機在國內(nèi)的推廣打下堅實基礎(chǔ),加之節(jié)能產(chǎn)品惠民工程、電機能效提升計劃的實施表明高效電機大好時代的到來。

節(jié)能產(chǎn)品惠民工程實施情況
    截止2014年4月底,惠民工程推廣低壓高效電機1600多千瓦,高壓高效電機1300多萬千瓦,永磁電機400萬千瓦,合計3300多萬千瓦。

    雖然比之3年前高效電機國內(nèi)市場占有率不到2%,已有很大的進步,但離到2015年高效電機市場占有率達(dá)到50%,還有很大的差距,詳見表2。

    截止到2014年5月國家在16個省市共下?lián)茇斦a貼資金14.62億元,大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保型高效電機,如表3。

電機能效提升計劃實施情況
    為實施電機能效提升計劃,工信部于2013年召開了多次相關(guān)會議:

    2013年5月10日,在上海召開了全國電機能效提升計劃第一次培訓(xùn)會議,參加會議的有電機生產(chǎn)企業(yè)、合同能源管理公司、各省級工業(yè)和信息化主管部門和節(jié)能監(jiān)察機構(gòu)相關(guān)人員。

    2013年7月1日-31日,利用整整一個月時間,進行了全國31個省、市、自治區(qū)的有關(guān)電機能效提升政策的宣講及技術(shù)的培訓(xùn),培訓(xùn)對象主要是各省屬地、市經(jīng)信委領(lǐng)導(dǎo)和重點用電企業(yè)負(fù)責(zé)人。

    2013年12月14日,在北京召開了全國電機能效提升產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立大會,聯(lián)盟成員有:電機、水泵、風(fēng)機、壓縮機及其他高效機組生產(chǎn)企業(yè)、電機系統(tǒng)節(jié)能控制裝置生產(chǎn)企業(yè)、節(jié)能服務(wù)公司、系統(tǒng)能效檢測高機構(gòu)、金融機構(gòu)、研究院所等。征集并篩選了一批電機系統(tǒng)節(jié)能先進適用技術(shù),擬進行發(fā)布和推廣應(yīng)用,全面、系統(tǒng)、詳實地反映和介紹我國電機系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域的先進適用技術(shù),為電機能效提升提供技術(shù)支持。

 

  關(guān)于│陳偉華

■上海電機系統(tǒng)節(jié)能工程技術(shù)研究中心主任

■國家中小型電機檢測中心常務(wù)副主任

■全國旋轉(zhuǎn)電機標(biāo)委會秘書長

■中小型電機行業(yè)協(xié)會秘書長

■國家“能效標(biāo)識專家委員會委員” 

■“十一五”國家支撐計劃重點項目專家組成員, 享受國家政府特殊津貼, 上海理工大學(xué)碩導(dǎo),是電機領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人,國家和上海科技項目/ 成果評審專家?guī)斐蓡T。

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