年产500万kW新型高效节能电动机及控制装置建设项目可行性研究报告.docx

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年产500万kW新型高效节能电动机及控制装置建设项目可行性研究报告

年产500万kW新型高效节能电动机

及控制装置建设项目

可行性研究报告

某某某大紫思高科技研发中心

1附表：

①主要建筑物一览表（含项目平面布置图）②项目设备、工装预概算表③代表产品纲领表④表1-5⑤附表1-11

2附图：

①敏感性分析图②盈亏平衡分析图

1总论

1.1项目名称及承办企业

项目名称：

年产500万kW新型高效节能电动机及控制装置建设项目

承办企业：

某某梦*由电机工程有限公司

企业法定代表人：

***，董事长

项目负责人：

***，副总经理

1.2承办企业基本情况

某某梦*由电机工程有限公司（简称梦*由公司），是于2009年组建成立的集科研、生产、销售、服务为一体的高科技企业，是在科学发展观的旗帜下诞生、在节能减排的大潮中启航、迎着金融风暴奋进的高成长性企业。

梦*由公司现有员工68人，其中高级工程师18人（含教授级高工5人），并聘请两院院士5人、教授博导8人为高级技术顾问，还聘请某科技大学博士生导师XXX教授担任首席科学家，研发实力较强。

梦*由公司以研发设计为先导，以新型高效节能电机为主要产品方向，以“研制绿色电机、助推节能减排、创造无限动力”为使命，以“兴业报国、科学发展、和谐共赢、创新未来”为宗旨，以“高起点、高标准、超常规”和打造“规模化、系列化、现代化”生产制造能力与竞争实力为跨越式发展战略，决心为我国的电机系统节能事业和电机装备制造业做出较大贡献，力争在5-6年内打造成为具有鲜明特色、雄厚实力的产业新锐、华夏明星。

作为梦*由公司控股股东的某某某大紫思高科技研发中心（简称“某大紫思”），是某科技大学某某校友会兴办的高科技研发机构，主要依托某科技大学雄厚的科研实力和某某校友中的各类专业人才，开展高科技成果的推广应用与转化，组织研发高科技课题与项目。

某大紫思由8位两院院士和某科技大学16位教授专家担任高级顾问和学术带头人，有24位具有高级技术职称的校友作为技术骨干，并由某科技大学科技处一位副处长和科长分别担任副主任与主任助理。

科研实力较强，研发领域较广，科技成果较多。

1.3项目建设的重要意义及必要性

1.3.1电动机是工农业生产和人民生活中广泛使用、极为重要的动力设

备，其耗电量占全社会总用电量的60%以上。

然而，我国目前电机的能效等级较低，低效落后电机依然大量使用，“大马拉小车”现象普遍存在，电能浪费严重惊人。

国家高度重视电机系统节能工作，从“十一五规划”、“中国节能技术政策大纲”、“中华人民共和国节约能源法”到国务院发布的“关于进一步加强节油节电工作的通知”等法律法规和产业政策文件，均把电机系统节能放在节电工作的首位，列为“十大节能工程”和“十大节能产品惠民工程”之一，已经并正在连续出台一系列鼓励扶持政策与措施，把淘汰低效落后电机并加快研制、推广应用高效节能电机列为节能减排的重要任务之一。

目前，在我国各个工程领域，均存在着严重的“大马拉小车”现象，低效落后电机占80%左右。

一是在各大油田所用抽油机和各煤矿企业所用皮带输送机、提升机、刮板机等设施的驱动装置多为普通Y、Y2系列和YB、YB2、YBk系列电动机，所耗电能占总用电量的60%左右，电力费用占生产总成本的25%左右。

由于抽油机、输送机等设备在起动时需要很大的起动转矩（一般为3-4倍以上），而正常运行时所需转矩相对较小；且抽油机电机在其工作的一个周期里，提升阶段电机从电网吸收功率，下降阶段则处于发电状态向电网送出电能，因此造成了两大问题：

一是“大马拉小车”，电机负载率低（平均负载率仅20%左右，个别甚至不足10%），功率因数低（有的不足0.2）；二是电网波动较大，引起功率损耗增大，电网运行质量差。

这些问题的存在不仅极大地浪费了电力资源，增加了原油成本，也严重影响电网的运行安全。

针对上述问题，多年来国内外曾提出许多技术方案并研制了许多改进型电机，如高转差电机、永磁电机、直线电机、变频调速电机、变极电机、定子绕组采用△—Y接法电机和晶闸管调压降压运行电机等。

但这些技术方案和装置不是技术性能改进不大，就是成本过高，或是控制转换复杂可靠性差，或是机械特性太硬而与装置系统匹配性能差等等，因而均不能有效地解决“大马拉小车”和电网波动大的问题。

某科技大学新型电机国家专业实验室主任、某某某大紫思副总工程师XXX教授与某大紫思的其他电机专家一起经过不懈探索研究，利用最新的电机绕组理论，采用谐波、复合绕组新技术和多功率新技术相结合的路线，并运用独创的“去匝”新技术和绕组连接新方法，提出了一种全新的抽油机用三功率高效节能电动机技术方案。

此方案可使抽油机电动机的负载率提高20%以上，功率因数提高0.2左右，节电率可高达35%以上。

目前，已根据此方案由某大紫思设计制造了20台1140V、55/37/22kw、18.5/11/7.5kw三功率高效节能电动机，并已投入某某油田运行一年多，其运行稳定可靠，主要性能指标比较理想，效率比其他电动机提高2~3个百分点，最高功率因数达到0.93，最高有功节电率达35%，最高综合节电率达41.92%，达到目前同类电机的最高水平。

而且温升、振动、噪声均较低，堪称“绿色电机”。

该产品已于2008年11月22日通过HN省科技厅组织的省部级鉴定。

参加鉴定会的院士专家给予高度评价，一致认为：

该新型节能电机“绕组设计独特新颖、理论正确、控制系统简单、运行可靠、节能效果显著，属国内首创”，“产品总体水平达到了目前国际同规格电机的先进水平”。

根据新型多功率绕组技术和自动双向切换技术，某大紫思又于2009年6月份开始设计研制了6台30kw/18.5kw、22kw/15kw输送机用YBSL系列新型双功率电机，经去年年底进行的性能测试与运行监测，节电率可达10~25%，主要指标比较理想。

总体看，ZFV系列、YBSL系列新型多功率高效节能电机是目前油田抽油机和煤矿输送机用电动机比较理想的节能换代产品，亟待尽快实现系列化、规模化生产与推广应用。

该产品的推广应用对实现我国既定的节能战略目标具有重要意义。

它具有十分广阔的市场空间，将会产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

二是在建材、矿山、交通、水利、建筑、冶金、化工等行业有大量的球磨机、破碎机、压缩机在使用运行，这些设备和装置对驱动电动机既要求有高起动转矩、又要求有较低的起动电流。

目前普遍是采用绕线式感应电动机来满足要求，因为绕线式感应电动机转子电路中可以通过滑环电刷来串联外加起动电阻，而有很好的起动性能。

但另一方面，也正由于转子电路中存在滑环电刷这样的滑动触点，使得可靠性及系统运行效率降低，并因此增加了制造成本和维护费用。

目前使用的绕线式异步电动机存在难以克服的问题主要表现在滑环故障率较高，且不宜在有粉尘的场所使用，否则易产生爆炸等危险。

电机在运行的过程中，转子短接电路存在较长的外接电缆，增加了电能的损耗，降低了电机效率。

因此取消滑环碳刷系统，去掉电阻器与进相机，是一项具有重大实际意义的创新；研制生产与推广应用高效节能无刷电动机是电机系统节能的重点之一。

另外，在电力行业中使用的煤磨机，目前较多采用的是普通双鼠笼式交流异步电动机，由于启动电流大，转子笼条断裂事故频繁发生，用户维修量及成本都很大，也成为急待解决的问题。

针对传统绕线式电动机电刷、滑环故障率高、耗能高，及传统鼠笼式电机起动转矩小、起动电流大等重载起动和节能运行中存在的技术瓶颈和耗能高的老大难问题，某科技大学“新型电机国家专业实验室”经过几代电机专家的艰辛探研，首次提出了“谐波起动”、“变极启动”、“全绕组启动”和“无感绕组”、“复合绕组”综合集成新理论与新技术，并初步开发出了“变极起动无滑环绕线转子感应电动机”，取得了创新性成果，填补了国内外空白，也是对传统电机绕组理论与工艺制造的一次革命。

该类电动机彻底甩掉了滑环、碳刷系统和电阻器、进相机等辅助设备，不仅具有低起动电流，高起动转矩的特性，而且具有更高的高过载能力、高功率因数、高效率、高可靠性和维护使用简便等突出优点，经现场测试可以达到节电8-15%的可观效果。

某某某大紫思高科技研发中心的电机专家与某科技大学的XXX教授密切合作，在“变极启动无滑环绕线式感应电动机”研制成功并初步推广应用的基础上进行了深入研究与优化设计，成功解决了大中型高压绕线转子电动机应用“谐波启动”、“变极启动”技术所存在的可靠性与整体效率难以提升的技术难题，将大大提升我国电机制造和电机系统节能水平。

该产品的推广应用对实现我国节能减排的战略目标具有十分重要的意义。

该产品市场空间巨大，它的推广应用必将产生巨大的经济效益与社会效益。

1.3.2项目建设的必要性

1.3.2.1国家节约能源、保护环境的要求

“十二五”期间国家倡导建设节约型社会，把“单位GDP的能耗降低20%，污染物排放量降低10%”定为重要目标。

电机作为耗能产品，其能效水平直接关系到国家能源节约、环境保护、资金节约及二氧化硫等温室气体的减排，提高效率至关重要。

电动机的节能特性主要是指电动机的实际运行效率。

我国目前电机的效率普遍在85%-92%之间，而一个好的节能型电机的效率应该达到94%以上。

效率每上升一个百分点，电机的运行所带来的节能效应是非常明显的。

我国政府在第十二个“五年计划”的节能规划中，把“电机系统节能”列为重中之重，国家发改委提出的十大现代装备制造业规划，就包括电机系统调速节能在内的电力电子技术装备规划。

本项目产品是高效节能电机，推广应用对实现我国既定的节能战略目标具有重大作用。

1.3.2.2提高企业自主创新能力的需要

国家“十二五规划”强调要增强自主创新能力，形成一批拥有自主产权和知名品牌、国际竞争力较强的优势企业。

自主创新是行业发展的需要，也是企业发展的动力所在。

本项目产品是在国家发明专利“谐波起动方法”和“异步电动机转子绕组叠加联结法”等基础上研制成功的。

它是对传统电机绕组理论及工艺制造的一次革命，不仅可提升我国电机制造业和相关机械的整体技术和性能水平，同时该系列电动机的创新设计理念，将为更深层次的产品研发打下一个良好的基础，也为企业提高创新能力、增强核心竞争力迈出有重要意义的一步。

1.3.2.3提升我国电动机能效水平，是增强国际竞争能力的需要

我国加入WTO后，电机行业面临着国际社会的巨大竞争压力和挑战。

从国际和国内发展趋势来看，推广应用高效节能电机是科学发展的必然趋势。

世界上不少国家的政府以及电机产品的制造者和使用单位对于电机的能效水平颇为重视。

如欧洲与1999年召开了高效电机会议，欧洲电机和电力电子制造商协会（（CEMEP）和欧盟（EU）能源组织联合提出了欧洲电动机效率方案，即CEMEP-EU协议。

）美国、加拿大、墨西哥、巴西、澳大利亚和新西兰都相继制定了电动机的能效标准。

我国作为全球最大的电动机生产国之一，电动机的能效水平将直接影响到我国在世界电动机市场上的地位。

因此提高我国电动机能效水平，对参与国际竞争具有重要的现实意义。

1.4项目概况

1.4.1项目建设规模和产品方案

项目建设规模为：

年产500万KW新型高效节能电动机8.8万台，其中：

年产200万KW新型多功率、变极、变频电动机8万台；年产300万KW新型高效高压无刷绕线式电动机0.8万台。

项目建设分三期工程：

第一期工程达到150万KW生产规模，计划于2012年底建成；第二期工程达到350万KW，计划于2013年底建成；第三期达到500万KW，于2014年底建成。

项目产品安装尺寸符合IEC标准。

额定电压为380V、660V、1140V、3000V、6000V、10KV。

额定频率为50Hz。

绝缘等级为F级。

1.4.2项目投资总额与融资方案

1.4.2.1项目总投资82500万元。

其中：

建设性投资57750万元、流动资金24750万元，其中铺底流资为7425万元。

1.4.2.2资金来源

项目全部资金由投资伙伴提供。

1.4.3项目拟建