高耗能落后电机改造可研

技术改造项目可行性研究报告项目名称: 高耗能落后电机改造报送日期： 2013年09月10日填报单位（章）：大唐哈尔滨第一热电厂一、前言（一）项目名称：高耗能落后电机改造（二）项目性质：技术改造（三）可研编制人：孙志天（四）项目负责部门：设备部（五）项目负责人：姜家骅二、项目提出的背景及改造的必要性（一）承担可行性研究的单位；（二）项目提出的背景；我厂拟定将对160台高耗能落后电机设备进行改造工作。

按照国家“大力推动以节能降耗为重点的设备更新和技术改造，加快淘汰改造高耗能落后的电机设备要求。

怎样通过节能降耗，提高企业效益是十分重要的内容。

根据统计我厂总共160台电动机属于Y系列电动机，此系列电动机是上世纪80年代全国统一设计的产品，其导磁材料使用热轧硅钢片，能耗高、效率低、环保性差。

不符合以下相应的现行标准：GB18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》能效限定值。

根据工业和信息化部发布的《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录(第一、二批)，明确要求要加快高耗能落后机电设备淘汰改造进程，我厂将切实采取有效措施把淘汰改造高耗能落后机电设备工作落到实处，确保按期完成淘汰改造任务，为全面实现节能目标作出贡献。

（三）进行技术改造的必要性；我厂高耗能落后电机存在能耗高，效率低，温升高，过载能力小，堵转转矩低，技术性能落后，结构陈旧，材料消耗大，体积大，综合技术经济指标低等诸多缺点，使电动机性能下降，经常出现故障。

淘汰的电动机类产品不符合以下相应的现行标准:1、GB 18613-2006中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值2、GB 12350-2009小功率电动机的安全要求3、GB/T 20137-2006 三相笼型异步电动机损耗和效率的确定方法4、JB/T 7565.1～7/2002-2006隔爆型三相异步电动机技术条件5、JB/T 5275-1991 Y-W系列及Y-WF系列户外及户外化学防腐蚀型三相异步电动机技术条件6、JB/T 9537-1999 户内、户外防腐防爆异步电动机环境技术要求（机座号45～710）此类电机依据技术标准每年要消耗大量的电力能源，并严重影响我厂的经济运行指标和安全稳定运行。

所以我厂将依据发改委发布的淘汰目录和推荐目录要求，切实把淘汰更新改造高耗能落后电机设备作为调整经济结构、转变发展方式的重要举措，作为促进企业节能技术进步、加快用能设备更新换代的重要抓手，作为提升我厂节能减排水平、提高企业能源利用效率的重要途径，组织实施高耗能落后电机设备淘汰更新改造行动，全面提高企业终端用能设备能源效率。

（四）调查研究的主要依据、过程及结论；4.1根据工业和信息化部发布的《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录(第一、二批)，我厂共有160台电动机属于高耗能落后电机，总容量4091.15kw。

根据财务部国家发展改革委关于做好2011年高效电机推广工作的通知，和《财务部国家发展改革委关于印发节能产品惠民工程高效电机推广实施细则的通知》补贴标准为：其中我厂高能耗落后电机0.55≤额定功率≤22（千瓦）的电机126台,总容量832.15kw,共补贴48264.7元, 22≤额定功率≤315（千瓦）的电机34台，总容量3259kw,共补贴101029元。

总计160台电机，总容量4091.15kw，共补贴149293.7元。

4.2高效电动机节能分析节能原理：当电能输入电动机后，由电能先转换为磁能，在转换为机械能输出的同时，电动机自身会产生电路损耗、磁路损耗、机械损耗以及杂散损耗。

这些损耗会以热能的形式散发出去，三相异步电动机运行效率的计算公式：三相交流异步电动机的效率：η= P N/ P N+∑P其中，η—是电动机的效率 P N—是电动机的额定输出功率∑P—是电动机内部损耗功率那么电动机自身损耗的计算为：∑P= P N（1/η-1）电动机实现高效率输出的原理就是在电能输入一定的条件下，电动机自身损耗小，从而实现最大的机械能输出。

4.3实现高效的主要技术措施4.3.1降低定子铜耗1)采用先进的绝缘结构工艺，提高冲片利用率，增加铜线截面积；2)采用先进的技术对线圈制造进行控制，缩小了绕组端部间隙。

4.3.2降低转子铜、铝耗1)铸铝转子电动机采用高纯度铝，并采用先进的铸铝工艺，杜绝出现缩孔，细条现象的发生，以降低转子电阻，从而降低转子铝耗；2)铜条转子电动机导条与端环焊接进行了特殊工艺控制，保证焊接处的接触电阻最小。

4.3.3降低铁耗1)采用优质高导磁低损耗冷轧硅钢片，减少电动机的铁耗；2)采用先进的冷冲加工设备有效减小定、转子冲片毛刺，并按成熟的工艺方法有效控制铁心装压质量，控制铁耗：3)采用先进的有限元分析软件，对电动机磁负荷进行合理分配。

4.3.4降低机械耗基于流体场和温度场的数值分析优化了风路结构和风扇设计，来降低风扇机械耗：采用良好的轴承润滑结构来降低滚动轴承的部分摩擦损耗。

4.3.5降低杂散损耗优化电磁设计方案，以削弱合成磁场中的高次谐波，来削弱附加杂散损耗。

4.4节能效果分析我厂高能耗落后电机0.55≤额定功率≤22（千瓦）的电动机的总容832.15kw能效等级效率η为87％，更换后高效电动机η为94.7％。

由式η= P N / P N+∑P，得出电动机自身损耗的计算公式：∑P= P N （1-η）/η只考虑有功功率的节电量，改造前和改造后电动机的自身损耗分别为：改造前ΣP=832.15(1-0.87)/0.87=124.34(kw),改造后ΣP=832.15(1-0.947)/0.947=46.57(kw)。

电动机的自身损耗减少77.77 kw。

由于我厂电动机均为连续运行,平均每台每天运行12h，故每年可节电77.77×12×365=340632.6(kwh) ，按0.405元／kwh 计算，每年节约电费340632.6×0.405=137956.203元。

我厂高能耗落后电机0.55≤额定功率≤22 （千瓦）的电动机总共126台更换高效电动机的行业定价为400000元左右，投资回收期为400000／137956.203=2.9(年)。

我厂高能耗落后电机22≤额定功率≤315（千瓦）的电动机的总容量3259kw能效等级效率η为92.3％，更换后高效电动机η为95.8％。

由式η= P N/ P N+∑P，得出电动机自身损耗的计算公式：∑P= P N （1-η）/η只考虑有功功率的节电量，改造前和改造后电动机的自身损耗分别为：改造前ΣP=3259 (1-0.923)/0.923=271.88（kw),改造后ΣP=3259 (1-0.958)/0.958=142.88(kw)。

电动机的自身损耗减少129kw。

由于我厂电动机均为连续运行,平均每台每天运行12h，故每年可节电129×12×365=565020(kwh)，按0.405元／kwh计算，每年节约电费565020×0.405=228833.1元。

我厂高能耗落后电机22≤额定功率≤315 （千瓦）的电动机总共34台更换高效电动机的行业定价为550000元左右，投资回收期为550000／228833.1=2.4(年)。

注：以上计算均属于理论计算值，存在±5%的偏差。

（五）我厂高耗能落后电机的基本情况：根据工业和信息化部发布的《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录(第一、二批)，我厂共有160台电动机属于高耗能落后电机，总容量4091.15kw，见表一：（六）存在的主要问题：我厂高耗能落后电机存在能耗高，效率低，温升高，过载能力小，堵转转矩低，技术性能落后，结构陈旧，材料消耗大，体积大，综合技术经济指标低等诸多缺点，使电动机性能下降，经常出现故障。

三、方案论证（一）改造方案描述将我厂160台高耗能落后电动机换成高效节能电动机。

高效节能电机从设计、材料和工艺上采取措施，例如采用合理的定、转子槽数、风扇参数和正弦绕组等措施，降低损耗，效率可提高2%——8%，平均提高4%。

高效电动机与普通电动机相比，损耗平均下降20%左右，而超高效电动机则比普通电动机损耗平均下降30%以上。

因为超高效电动机的损耗较高效电机有更进一步下降，因此对于长期连续运行、负荷率较高的场合，节能效果更为明显。

（二）改造后预期达到的效果；达到节约能源和保证企业的连续安全生产，要求电动机均应处于合理、经济运行状态，即电动机在运行中要有高的效率和功率因数，且使用寿命长，性能良好，安全可靠，达到降低电机内部损耗，提高电机效率，提升出力，减少电机磨损，保证安全运行的效果。

（三）应从全部可能的设计方案中，提出2～3个最适合的可选方案(或建议方案)；推荐方案一（四）施工方案、过渡方案；1．高效节能电动机的选型，招标。

2．高效节能电动机安装的位置选择，电缆的选择。

3．高耗能落后电机拆除，高效节能电动机与电缆的安装。

应注意新电动机地脚轴向和径向、中心高、轴头尺寸、前地脚到轴头距离与原电动机安装尺寸一致，电动机到现场后可直接安装使用，以免因安装尺寸不符耽误更换时间。

5．高效节能电动机改造后试运与效率提升性能测试。

（五）是否需要停机停炉或结合机组大、小修等；是（六）从技术、经济、效果等方面论证其实施可行性、合理性、存在问题和解决办法；通过此次高耗能落后电机改造，提高电机效率，提升出力，减少电机磨损，保证安全运行的效果。

上计算数据上看，可大大的降低厂用电率，提高节能效果。

（七）要求定量、准确地对其性能指标、投资费用、效益、投资回报作出综合比较；本次高耗能落后电机技术改造，提高电机的节能效果，可从计算数据上获知，每年预计可节约资金36.6789万元，同时可大大的降低厂用电率。

此外购买160台高效节能电机，总投资预计95万元左右，按一年可节省资金36.6789万元算，3年左右即可收回投资成本。

所以说此项工作对我厂今后长周期经济运行有着深远的意义。

（八）提出推荐方案。

方案一：将我厂160台高耗能落后电机更换为高效节能电机。

四、项目规模和主要内容（一）项目方案及内容综述编制详细的施工组织方案，组织相关人员仔细进行学习，掌握施工过程的要点和技术、安全要求；严把产品质量关，安装工艺，合理进行设备改造。

（二）工程计划开竣工时间；2014年5月～10月（三）项目范围；主厂房、化学楼、燃料输煤皮带，灰库、灰用空压机室内作业（四）项目的主要设备材料构成；1．高效节能电动机。

2．高效节能电动机的电缆。

3．高效节能电动机对轮及接线盒的选择安装。

（五）地址选择及地理位置、路径及方案；应注意新电动机地脚轴向和径向、中心高、轴头尺寸、前地脚到轴头距离与原电动机安装尺寸一致，电动机到现场后可直接安装使用，以免因安装尺寸不符耽误更换时间。