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猛牛电机全面提升电机行业能效水平、中小电机现状分析

发布时间:2016-07-10   

  为了全面提升电机能效水平,国家工业和信息化部于2012年开始在全国范围内开展了为期三年的《电机能效提升计划》。在国家政策的强有力推动下,我国中小型三相异步电机整体能效水平得到很大提高,但是能效现状与国家的要求仍有一定差距。未来我国仍需加大力度推广高效电机,淘汰在用低效电机,发展电机高效再制造,并全面推动电机产品向高效性、高可靠性、轻量化、小型化的方向发展,进一步推动节能工作。

  1、产销情况

  2014年,在国家节能惠民工程、全国电机能效提升计划(2013-2015年)等产业政策的大力推动下,中小型三相异步电机产量较2013年有所增长,达到19,280万千瓦,增长率为3.5%,生产电机台数为2,839万台。中小型三相异步电机产品的国内销售量同样有所上升,年销售量为16,350万千瓦,相比2013年增加了5.32%。目前,国内生产的中小型电机以2、4、6极为主,8极及以上产品所占比例较少。按照功率计算,2014年我国中小型三相异步电机,4极电机所占比例最高,约为64.5%。其次是2极电机,约占16.8%。8极及以上电机比例极少,约为4.5%。

  2、能效水平

  我国于2012年5月发布了强制性国家标准GB18613-2012《中小型三相异步电机能效限定值及能效等级》,规定了一般用途中小型三相异步电机各级能效产品的效率值。根据最新调研了解到,2014年国内电机生产仍以3级及3级能效以下的电机为主,按功率计算,1级能效产品占比仅为0.33%,在国内没有销售,均为出口产品;2级能效产品占比为9.09%,但还有很多是用于出口,在国内市场销售的电机中,高效电机仅占4.03%;3级产品占比为38.37%;仍然尚有未达到新标准3级的3级以下产品,占比约为52.21%。

  3、出口情况

  根据海关数据显示,2014年我国电机出口额为74.96亿美元,同比与去年基本持平,小幅增长4.99%;进口也不复前两年强劲的增长势头,金额累计达36.76亿美元,增幅与去年基本持平,小幅下降1.68%。

  从海关数据分析,2014年我国出口的8类电机产品出口配比较往年没有明显变化,出口最主要的产品依然为单相交流电机,同时其他几类的出口金额同比都有小幅增长。进口方面,我国电机进口主要以其他电机(功率小于等于37.5W)为主,进口额为13.68亿美元,占比达37.22%,同比下降9.83%。

  2014年电机的出口平均价格增长在2.75%,除受原材料成本上涨的影响外,高效电机产量的加大必然导致其出口比例的加大,由于高效电机较普通电机相比技术含量高、生产成本高,则在一定程度上也必然导致电机出口价格有很大提高。

  根据调研结果对于GB18613-2012限定范围中的各级能效产品的出口情况进行分析,国内生产的1级电机均用于出口,2级电机中有62.35%的电机用于出口,表明国内对于高效电机的需求有待进一步的提高。

  表格:22014年中国不同能效中小型电机出口情况

  类型产量(kw)出口量(kw)出口占比
  1级470,000470,000100.00%
  2级13,141,4198,193,67562.35%
  3级55,483,3788,389,08715.12%
  3级以下75,507,8754,926,8446.52%
  总计144,602,67321,979,60615.20%

  4、代表性企业

  根据中国电器工业协会统计数据显示,全国中小型电机行业产量超过600万kw的代表性企业共有10家,无论在市场规模还是技术发展方面都遥遥领先,是典型代表性企业,具体如下表所示。

  表格3产量超过600万kw的电机10家企业

  序号省份企业名称

  1山东山东华力电机集团股份有限公司

  2衡水电机股份有限公司
  3西门子中国有限公司
  4黑龙江哈电集团佳木斯电机股份有限公司
  5湖南湘电集团有限公司
  6河南南阳防爆集团股份有限公司
  7安徽六安江淮电机有限公司
  8江苏江苏大中电机股份有限公司
  9安徽安徽皖南电机股份有限公司
  10陕西西安泰富西玛电机有限公司

  数据来源:中国电器工业协会

  5、电机使用现状

  从在用功率来看,目前中国电机用量最大的机械设备为泵、压缩机和风机,这三类设备的电机用量占电机总用量的74.2%,除这三类设备外,电机还大量应用在搅拌机、传送装置、破碎机等设备上。

  从在用台数看,目前中国电机用量最大的机械设备为泵、传送装置、风机、压缩机和搅拌机等设备,其用量占电机总在用台数的76.3%。其中用于各类泵的电机占电机总在用台数的50.2%。

  6、运行情况分析

  电机年平均运行时间最长的是水泥行业,其平均电机年运行时间达5,780小时,其次是钢铁行业,其平均电机年运行时间达5,427小时。煤炭行业的电机年平均运行时间最低,为4,280小时,主要是与煤炭行业的恶劣环境有关,易燃易爆场所较多,一般电机的每天持续运行时间低于16小时。

  不同行业电机平均年运行时间(单位:小时)

  根据电机用户调研,以及与电机生产企业及节能改造企业进行验证了解到,一般在中国工业系统各行业电机平均负载率大都在70%以上,其中负载率最高的是石油石化行业,其平均负载率达74.5%,最低的是钢铁行业,平均负载率为72.9%。对于新增电机,用户考虑到成本问题,一般均会选择容量适当的电机,避免"大马拉小车"的现象。

  国家对三相异步电机3个运行区域作了如下规定:负载率在70%~100%之间为经济运行区;负载率在40%~70%之间为一般运行区;负载率在40%以下为非经济运行区。

  不同行业电机平均负载率

  7、节能技术未来主要方向

  (1)高效性

  电机效率的提升已成为节能潜力最大的产业之一。国际上各国政府和组织纷纷研究不同应用领域、不同工业部门的各种各样电机系统的节能方案,制定节能导则、标准、法规,并开发相关绿色节能产品,如:IEC统一全球的电机能效和测试方法标准:欧盟的EuroDEEM、美国MMASTER等电机系统节能平台;欧盟的生态设计计划等。我国一直在积极推动和扶持高效电机及电机系统节能工程的开展和实施。高效、超高效的中小型电机、调速专用电机、电机系统节能控制产品等开发和电机及系统绿色节能技术等研究已成发展之势。

  (2)高可靠性

  可靠性一直是用户选择电机的重要考虑因素。电机的寿命更长,结构更加紧凑是高可靠性的体现。电机寿命长短多与温升有非常大的关系,提高电机效率,降低温升,可有效延长电机的使用寿命。直接驱动系统的电机结构更加紧凑,可实现最高的动态性能、精度以及成本效益。由于摒弃了机械传动部件,例如减速器和皮带,从而简化了机械设计,显著提高了可用性,降低了运行成本。

  (3)轻量化、小型化

  电机的轻量化、小型化能够有效节约材料,节约空间,越来越受到用户青睐。许多产品对电机的体积和重量也提出了很高的要求,这在石油、化工、煤炭等应用领域体现的较为明显。为了达到轻型化、小型化的目标,在设计过程中,采用先进技术和优质材料,并坚持优化设计原则,在有效材料不变的条件下,单位功率的重量不断降低,是未来的发展趋势。