电机节能改造方案报送版1资料全.docx
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电机节能改造方案报送版1资料全
电机节能改造初步方案
2015年4月
企业简介
是国家发改委、财政部备案的专业服务机构。
公司按国际合同能源管理（EMC）模式提供节能技改服务，同时还致力于节能新技术、新产品的研发和应用。
公司的主营业务有：
1、循环水泵在线节能改造服务（包括循环水系统在线增容改造服务）
2、循环水系统在线清洗及保洁增效服务（采用独一无二的流体增效剂）
3、超高效电机改造服务（采用超高效永磁同步电机）
4、对泵阀产品及管路的超高性能的快速表面耐磨处理和修复处理服务（采用独特的表面硬化材料或防腐材料）
5、帮助工业企业建立能源自动化监控系统，实现全面管理节能。
以上各种业务可广泛应用于钢铁、有色、化工、化肥、电力、石油、纺织医药、市政公共建筑等各领域的循环水系统或电机本身节能改造服务。
电机节能改造服务，是我公司响应国家高效电机节能改造政策，以国家稀土永磁电机工程技术研究中心、中科院材料研究所为技术依托背景，以我司威尔电机（设国家电机检测中心）为生产基地向广大用户合作推行的一项机电领域革命性的超高效电机技术改造服务。
一：
现场运行工况
根据贵单位提供的制药反应釜、离心机、冷却塔风机电机数据，原电机属于Y型系列，使用年限较长、电机效率和功率因数都较低，已列入国家计划淘汰高耗能产品名录，现针对制药反应釜、离心机、冷却塔风机做了一个初步电机节能改造方案。
原电机型号数量如下：
序号
设备名称
电机型号
台数
功率
电压
防护等级
绝缘等级
备注
1.
制药反应釜
YB2160M-4
30
11KW
380V
IP55
F
直接启动
2.
制药离心机
Y180L-4
20
22KW
380V
IP44
B
变频驱动
3.
冷却塔风机
Y280S-4
2
75KW
380V
IP54
F
软启动
二：
节能技改方案
根据电机运行工况现场调查，我公司建议更换超高效电机方案如下：
序号
设备名称
原电机
新电机（永磁同步电机）
台数
电机型号
功率
电流
电机型号
功率
电流
1.
制药反应釜
YB2160M-4
11KW
22.3A
XYT-160M-4
11KW
18.6A
30
2.
制药离心机
Y180L-4
22KW
42.5A
XYT180L-4
22KW
38.7A
20
3.
冷却塔风机
Y280S-4
75KW
138.3A
XYT280S-4
75KW
129.6
2
注：
制药反应釜还有20台7.5KW、20台15KW电机尚未做运行工况现场调查，暂列入第二批电机节能改造。
本次电机改造选用YXT系列超高效三相稀土永磁同步电动机及必要的电机控制设备，高效节能、性能优异、安全可靠。
稀土永磁同步电机的电机节能改造技术特点：
节能原理：
•永磁同步电动机，是在电动机转子部安装稀土永磁体以代替异步电动机转子绕组产生感应磁场。
所以在电机运行时转子没有电阻损耗，定子减少电阻损耗，电机总损耗减少20%。
其次，由于永磁电机的磁场由稀土永磁体产生，不需要定子增加无功励磁电流，使得电机的功率因数大幅提高（可达0.95-1），这样使得电机的定子绕圈中电流显著降低，从而提高电机的效率达2至6个百分点，达到并超过国际IE3~IE4标准。
永磁同步电机用于电机改造的特点：
与普通电机相比，永磁电机有其自己的特点。
1转速恒定，为同步转速。
转速较普通电机稍高，比如普通电机4极转速为1400~1500r/min，永磁同步电机转速就是1500r/min。
2功率因数高。
永磁电机在正常运转时，转子转速和定子磁场转速一致，转子鼠笼条上没有电流，定子上感应电流减小，因此功率因数高。
可以通过合理的设计，可使其工作在滞后功率因数、单位功率因数和超前功率因数。
一般滞后功率因数都可以达到和超过0.95，大量使用永磁电机，可以省去无功功率补偿器等设备。
3效率高，特别是运行效率高。
永磁电机正常运转时，由于转子上有永磁体--钕铁硼磁钢，靠永磁体的磁场就可以保证电机的正常运转，因此转子鼠笼条没有电流，也就没有绕组损耗。
转子铁耗也没有，因此效率较普通电机高的多。
目前，永磁同步电机一般设计很容易达到GB/T18613-2012版规定的2级能效，甚至达到1级指标；而普通电机，设计达到相应的性能就比较麻烦，这在小功率电机中表现的尤为明显。
4具有较宽的经济运行围。
普通电机的经济运行围一般为额定负载的60~100%，低于60%的负载时，电机的效率和功率因数曲线下降很快，运行效率和功率因数很低。
而永磁电机的经济运行围远比普通电机宽，不仅在额定负载时效率很高，而且在25~120%额定负载的围都有较高的效率，效率曲线比较平滑，变化不大。
电机效率基本不低于额定效率的80%。
而普通电机在35%额定负载附近效率迅速下降，能低至30~40%。
永磁电机在25%的负载时，功率因数也可以达到0.9以上，越轻载功率因数越高；而普通电机从额定负载时的0.85左右迅速下降到0.5以下。
5体积小，重量轻。
由于永磁电机转子上应用了稀土永磁材料，损耗低，效率和功率因数高，达到同样的功率，在保证效率和功率因数的基础上，体积可以做的比普通电机小，重量可以轻。
这在一些要求小机座号，做大功率的场合，具有普通电机不可比拟的优势。
6堵转转矩倍数高。
普通电机堵转转矩倍数一般是额定转矩1.6~2.3倍，而永磁电机的堵转转矩一般可达2.4倍以上，有些规格甚至可达到3.5倍以上。
有些场合称异步起动永磁电机为“高效高起动转矩永磁同步电机”，在一些设备上如石油抽油机，此性能发挥了不错的效果。
原来采用普通电机的设备，起动转矩要求高的情况下，很多采用高滑差电机，但效率很低；再者就是增大容量，以增大起动转矩，但实际运行时，负载率很低，效率和功率因数都很低，造成设施和能源的浪费。
而使用永磁电机，达到同样的转矩，就可以适当的减小电机容量，永磁电机功率因数和效率都较高，节能效果就很明显。
7可以实现低速高效率。
普通电机10极以上的电机很少，不是技术上达不到，而是转速越低，效率做不高，而且机座号做的很大，功率很小，这在以前被认为划不来的事。
而永磁电机可以把极数做的很高，有24极的，甚至32极。
转速做的很低，可以对一些设备采用直驱，省去减速设施，从节能的角度来讲，这样可以提高效率。
而且永磁电机因为转子损耗小，虽然极数高，效率也可以做的很高，节能前景很好。
8永磁电机缺点是成本高，加工工艺复杂。
由于使用了高性能的稀土永磁材料钕铁硼，所以制造成本较高。
永磁体放置在转子部，设计和安装工艺复杂，也增加了制造成本。
在这个方面，国家为了鼓励推广高效电机，实行惠民政策对此进行补贴。
此外，我司采用能源合同管理模式与用户进行合作，电机成本费用由我司进行投资，用户不需投入，只需分享节点收益即可！
9永磁电机的起动有自己的特点。
永磁电机不可以采用如星--三角等降压起动方式，因为普通永磁电机（380V,50HZ）,在电压降低到330V时，起动困难，转子抖动厉害。
小功率的永磁电机一般采用直接起动的方式。
大功率的永磁电机，在变压器容量足够大的情况下，而且对设备机械冲击要求不严的情况下也可以直接起动。
否则，建议采用变频器驱动的软起动方式。
三：
节能预估及经济效益分析
1：
制药反应釜
输出功率
原电机效率
YXT电机效率
原电机电流
YXT电机电流
电流下降率
9～11kW
85~88.4%
93.6%
22A
18.6A
12~15%
说明：
根据现场工况调查表，此设备运行电流变化不大，基本上处于滿负载，超高效三相异步电机具有较高的效率和功率因数。
如果按常规异步电机节电空间相对较小，而采用超高效永磁同步电机进行改造，可以充分体现永磁同步电机超高效的特点以及运行电流低的特点。
2：
制药离心机
输出功率
原电机效率
YXT电机效率
原电机电流
YXT电机电流
电流下降率
10~22kW
80~90.5%
92~93.8%
17~42.5A
14~36.8A
8~20%
说明：
根据现场工况调查表，由于原设备是变频驱动，频率围从5Hz~35Hz~48Hz调节使用，电机运行电流变化较大，即不同频率时负载变化较大，原Y型电机本身效率不高，在低负载（35HZ以下频率）状态下运行时，效率值尤其低下，所以此电机改造以永磁同步电机或变频电机替换原电机非常合适，充分体现永磁同步电机运行高效区围宽的先进特点，节能空间较大。
3；冷却塔风机
输出功率
原电机效率
YXT电机效率
原电机电流
YXT电机电流
电流下降率
70~75KW
85~93.6%
94~95.6%
120~138.3A
110~129.6A
12~20%
说明：
根据现场工况调查表，此设备运行电流变化不大，单一工况下，节能空间相对有限，但是考虑到风机冷却受环境温度影响很大，尤其在冬季温度较低的情况下，如果定速使用，浪费很大，因此我们的技改原则是：
夏季工况通过变频调速调整转速到原电机的额定转速，对于春秋两季采用适度围的变频调速，对于冬季变频调速围更大，从而充分挖掘节能空间。
为此，技改的容是：
更换原电机为永磁同步电机，更改原电气控制系统，采用变频调速控制。
不同的回水温度可以设定电机在不同频率段运行,大大提高了电机效率和功率因数，节能效果较为显著。
初步估算：
按照单台套年运行8000小时计算，平均节电按低值12%计算，年节电：
（11+22+75）X12%X8000=10.368万度电
按0.65元/度计算年节电费：
10.368X0.65=6.7392万元
四：
节能技改工作流程
1：
节能技改意向洽谈
2：
设备当前运行工况调查和检测
3：
节能技改方案分析和设计
4：
节能技改工程合同洽谈和签订
5：
超高效永磁同步电机及电气控制设备定制。
6：
设备安装、验收，双方签署《设备安装验收单》
7：
节能技改工程调试、检测、验收，双方签署《节能技改工程验收单》
8：
节能技改设备运行、维护培训
9：
按节能技改工程合同结算，收取节能收益
10：
定期回访，巡检节能技改设备的运行情况
五：
超高效电机性能保证
超高效三相异步电机和超高效三相稀土永磁同步电动机是国家重点推广的电机节能先进技术，高效节能、性能优异，是普通异步电动机的升级替代产品。
适用于风机、水泵、皮带等常规负载，能够帮助各行业客户节能减排、降低综合使用成本、获得节能收益。
超高效三相异步电机其效率值完全达到GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中有2级要求，与国际标准LEC60034-30《单速三相鼠笼型感应电动机效率分级》中的IE3保持一致，效率由测量输入—输出功率的损耗分析法确定（按GB/T1032-2012中11.3的规定）。
超高效三相稀土永磁同步电动机依据Q/320217DCX01-2005《XYT系列超高效三相永磁同步电动机》设计，效率保证值为GB30253-2013《永磁同步电动机能效限定值及能效等级》的2级标准、且70%规格设计值达到1级标准。
该系列产品为全封闭自扇冷结构，防护等级IP55、F级绝缘、S1工作制。
其安装尺寸可以加工成与Y2系列电动机相同。
供电条件与Y系列电机一致。
XYT系列超高效三相永磁同步电动机在25%-120%负载围，相对于同规格Y系列异步电动机均具有更高的效率和功率因数，经济运行围宽，具有显著的节能效果。
电机温升低，在额定负载下，电机的温升在30-50K。
六：
服务承诺
1；公司在全国围大中城市设有服务网络点，我公司设有专职维修技术员，有多年从事节能技改设备的维护
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