电机系统节能技术改造项目可行性研究报告书

电机系统节能技术改造项目可行性研究报告电机系统节能技术改造项目可行性研究报告-PAGEIV-目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 11.1项目名称及承办单位 11.2可行性研究报告编制依据 11.3可行性研究报告的研究范围 21.4推荐方案与结论 2第二章项目提出的背景与必要性 102.1企业概况 102.2项目提出的背景 112.3项目提出的必要性 12第三章建设内容和规模 173.1建设规模 173.2改造内容 17第四章项目选址与建设条件 194.1建设厂址 194.2建设条件 194.3厂址评述 24第五章改造技术方案、设备方案和工程方案 265.1设计原则 265.2项目组成 265.3工艺技术及设备方案 265.4节能改造内容和技术方案 315.5总图运输 525.6建筑工程 535.7给排水 535.8供电 545.9供热、通风与制冷 575.10通信 57第六章原辅材料及燃料动力供应 586.1原辅材料供应 586.2燃料及动力供应 58第七章环境保护 597.1编制依据与范围 597.2环境污染及环保措施 607.3环保机构设置 617.4绿化 617.5环境影响评价 61第八章节能方案 638.1编制依据及设计规范 638.2项目能源节约指标分析 658.3项目能源供应状况 658.4项目节能措施 658.5能耗指标及节能效果分析 678.6能源计量及仪表配备 688.7节能管理 718.8节能结论 72第九章消防 739.1编制依据 739.2工程概述 739.3生产工艺特点及安全措施 739.4消防措施 749.5消防设施及其安全可靠性 75第十章劳动安全卫生 7610.1编制依据 7610.2采用标准 7610.3工程主要危害因素分析 7710.4劳动安全卫生防范措施 7810.5预期效果及评价 79第十一章企业组织、劳动定员和人员培训 8011.1企业组织 8011.2劳动定员 8011.3人员来源及培训 80第十二章项目实施计划 8212.1项目实施计划建议 8212.2项目实施计划 82第十三章投资估算与资金筹措 8313.1投资估算 8313.2资金筹措 86第十四章财务评价 8814.1评价说明 8814.2总成本费用 8814.3营业收入和税金估算 8914.4盈利能力分析 8914.5偿债能力分析 9114.6财务生存能力分析 9114.7不确定因素分析 9114.8评价结论 92第十五章社会环境效益评价 9415.1概述 9415.2环境效益 9415.3社会效益 94一、附表1、建设投资估算表（附表13-1）2、项目总投资使用计划与资金筹措表（附表13-2）3、总成本费用估算表（附表14-1）4、外购燃料和动力费估算表（14-1-1）5、固定资产折旧费估算表（附表14-1-2）6、营业收入、营业税金及附加和增值税估算表（附表14-2）7、项目投资现金流量表（附表14-3）8、项目资本金现金流量表（附表14-4）9、利润与利润分配表（附表14-5）10、资产负债表（附表14-6）11、财务计划现金流量表（附表14-7）二、附图1、XXXXXXXX有限公司区域位置图2、XXXXXXXX有限公司总平面布置图三、附件1、XXXXXXXX省建设项目招标方案电机系统节能技术改造项目可行性研究报告-PAGE77-第一章总论1.1项目名称及承办单位1.1.1项目名称电机系统节能技术改造项目1.1.2承办单位基本情况XXXXXXXX有限公司法定代表人：XXXXX项目联系人：XXXXXX联系电话：XXXXX1.1.3项目主管单位XXXXXXXX市发展和改革委员会1.1.4项目建设地点XXXXXXXX省XXXXXXXX市XXXXXXXX县XXXXXXXX镇驻地，XXXXXXXX有限公司原厂区内。1.1.5报告编制单位XXXXXXXX咨询公司资格等级：甲级工程咨询资格证书：工咨甲10120070012发证机关：国家发展和改革委员会1.2可行性研究报告编制依据1.2.1《国家发改委办公厅关于组织申报资源节约和环境保护2013年中央预算内投资备选项目的通知》（发改办环资[2012]1335号）1.2.2原国家计委发布的《投资项目可行性研究指南（试用版）》。1.2.3国家发改委、建设部《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）。1.2.4国家、地方经济和社会发展规划及行业部门的发展规划。1.2.5XXXXXXXX有限公司提供的有关基础数据、资料。1.3可行性研究报告的研究范围1.3.1对企业的基本特点和发展规划进行说明和总体研究；1.3.2结合企业的实际情况确定技术改造内容；1.3.3对节能方案和节能技术进行论证，拟定先进合理的节能工艺技术和设备方案；1.3.4对项目实施条件、厂址、原材料及能源供应等进行研究说明；1.3.5就项目的环保、节能、消防和劳动安全卫生进行分析说明；1.3.6进行项目的总投资估算、成本估算和经济效益分析，进行财务及经济评价；1.3.7提出本项目可行性研究报告的工作结论。1.4推荐方案与结论1.4.1项目背景与提出能源是人类赖以生存的基础，是社会经济可持续发展的物质保障。我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有资源量远低于世界平均水平。改革开放以来，中国经济发展取得了举世瞩目的成就。由于我国正处在工业化和城镇化加快发展阶段，能源消耗量不断增加，特别是当前高投入、高消耗、高污染的粗放型经济增长方式，加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，资源约束矛盾日益突出，环境压力越来越大。解决我国能源问题，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。然而，之前我国能源弹性系数一直保持在0.5，即GDP每增长l％，能耗就增长0.5％。而最近这几年，在金融危机爆发前，这一数字大幅增长至1.3％左右。高耗能产业的快速发展对能源的需求剧增，而这种需求基本靠煤炭支撑。据统计，2010年，我国能源消费总量已经占世界总量的20%，但是GDP不足世界的10%；我国的人均能源消费与世界平均水平大体相当，但人均GDP仅是世界平均水平的50%；我国的GDP总量和日本大体相当，但能源消费总量是日本的4.7倍；我国的能源消费总量已经超过美国，但经济总量仅为美国的37%。我国目前仍处于工业化和城镇化高速发展时期，经济还要发展，老百姓的生活水平还要提高，用能量还要增加，能源消费总量还要继续增长，能源供给规模和能力还要继续扩大和增强，这就决定了我国能源发展要“超前谋划”，供应能力还要“适度超前建设”，这种代价是巨大的，不仅浪费了大量能源和资源，而且严重破坏环境，是不可持续的。为了响应国家的节能号召和提高能源利用效率，降低生产成本，企业针对（1）现有生产线设备老化严重，电机配备不合理，普遍存在大马拉小车现象，造成电机容量闲置以及空载运行时间较长，浪费大量电能；（2）大部分用电设备如风机、电机以及空压机等，均以工频工作，流量的调节采用风门、阀门等机械节流方式，将多余的流量转化为机械能消耗掉了，造成浪费；（3）部分变压器型号陈旧，使用时间较长，铁损、铜耗较高。拟进行节能技术改造，对能量系统进行优化。经过前期的市场调研、工程技术方案及设备选型等基础工作，项目的建设实施条件已经具备。1.4.2改造规模及内容XXXXXXXX有限公司现有小麦生产线2条，日处理小麦规模3000吨，本项目依托公司现有厂区，在公司现有公用配套设施和技术力量的基础上，针对小麦粉生产线进行电机系统节能技术改造项目。本项目在XXXXXXXX有限公司内进行，在原有生产线基础上对现有专用粉生产线2条（日处理小麦3000t）进行电机系统节能技术改造，共需购置设备328台（套），其中购置变频器272套、系统节电器6套、S11新型节能变压器5台（SH-11/2500kVA）、动态无功补偿器25台、增加高压电容柜8台、低压电容柜12台及配套设施。1.4.3建设地点本项目厂址位于XXXXXXXX省XXXXXXXX市XXXXXXXX县XXXXXXXX镇驻地，XXXXXXXX有限公司原厂区内。XXXXXXXX县坐落在美丽的运河之畔，隔河与河北省相望，北邻德州，距省城济南只有百公里之遥。XXXXXXXX有限公司位于县城东郊，毗邻省道254线和省道318线，交通运输十分便利。本项目土地属自有土地，项目用地符合城市发展规划，厂区布局规整，用地节约，周边环境满足工程建设和生产运行要求。1.4.4技术改造方案本项目为各生产线电机系统节能改造项目，主要通过使用变频驱动技术，淘汰落后、高耗电、低效设备等先进技术手段对公司用电（电动机）系统进行改造。1、变频器节电由于公司建厂时间较早，部分设备电机效率低下，浪费大量电力能源，且由于产品不同，磨粉机、打麸机等设备需在不同工频下工作，因此可加装变频调速装置，同时考虑到生产工艺技术的提高，为此，企业决定对生产设备中磨粉机、打麸机及辅助设备风机、空压机等272台设备（13546.00kW）加装272套变频器以提高电机效率，满足生产的需要。改造后，年节电量869.00万kWh，折标准煤3041.50t。2、系统节电节能购置系统节电器6套，系统节电器适用于电压波动、谐波、瞬变问题比较突出的工业系统。由于XXXXXXXX有限公司中有大量感性负载（例如电动机等），电压波动和谐波问题比较突出，采用系统节电器滤除谐波节电技术，进行消谐处理，节约部分电能的同时，大大延长用电设备、电力设备和供电线路的使用寿命；同时，采用系统节能器可以优化用电系统，净化电网，降低主电缆电流，合理开关使用和不使用设备，改善电路工况，减少安全隐患，从而达到节能效果。购置25台动态无功补偿器，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。动态无功补偿器可以就地补偿无功功率，因电容器与电动机直接并联，同时投入或停用，可使无功不倒流，保证用户功率因数始终处于滞后状态，既有利于用户，也有利于电网；有利于降低电动机起动电流，减少接触器的火花，提高控制电器工作的可靠性，延长电动机与控制设备的使用寿命，从而补偿变压器和电动机的无功功率消耗，减少电压降落和功率损失，提高供电质量。增加高压电容柜8台、低压电容柜12台及配套设施，节省大量无功功率，可提高电机功率因数到0.95以上。改造后，年节电量512.13万kWh，折标准煤1792.45t。3、低效设备改造节能淘汰老式变压器5台。新上S11新型节能变压器5台（SH-11/2500kVA），老式变压器能耗较高，并且运转效率低，浪费大量能源，新上节能型变压器以后，可以改善这一状况，降低能耗，提高运转效率。重新合理规划及布置厂区及各生产车间、辅助设施内的动力供电线路，并将铝芯电缆改为铜芯电缆；更换功率配置过大的电机。改造后，年节电量78.09万kWh，折标准煤273.32t。1.4.5主要原材料及能动供应1.4.5.1主要原辅材料供应本项目实施后，所需要原材辅材料用量及产量没有变化。生产所需原辅材料现在均由固定供货单位提供，且能稳定供应、有保证，所以本项目的原材料和辅助材料长期供应有保障。1.4.5.2能动供应1、供电电力供应情况如下：改造前，装机容量为19900.00kW，年耗电量7316.10万kWh；改造后，项目计算有功功率为11907.83kW，年耗电量5856.88万kWh。项目用电负荷为三级负荷，项目供电源自XXXXXXXX县供电公司10kV供电线路引入，由原配电室引线至各用电单元，可以满足生产需要。2、供水XXXXXXXX有限公司目前使用的新鲜水主要来自市政自来水。厂区内已建有完善的给水管网，生产、生活用水有保障。1.4.6环境保护本项目符合当地经济发展规划，选用生产工艺成熟可靠，符合XXXXXXXX省的产业结构调整规划和国家的产业政策。本项目建成投用后，在全面采取各项污染防治措施和加强企业环境管理的前提下，对产生的各类污染物都采取了切实可行的治理措施，严格控制在国家规定的排放标准内，所以本项目的建设不会对区域的生态环境产生明显的影响。1.4.7节能本项目为节能降耗改造，项目实施后，年节电1459.22万kWh，节能量折合成标煤约5107.27t，大大降低了单位产品的电耗。改造后项目节能率为19.95％。年可减少SO2排放量377.36t，减少NOx排放量188.68t，减少CO2排放1.25万t。本项目建设符合国家和行业相关产业政策和发展规划，采用的节能措施合理、技术先进，项目电机系统节能减排效果突出，远远优于国内同行业的其他厂家。1.4.8消防本项目生产车间火灾危险类别丙类。工程设计中除了各专业严格按照有关规范进行消防措施的设计外，还按规范设置消防水管网、消防水栓、干粉灭火器、泡沫灭火器等各类消防设施。消防供水系统采用稳压系统，保证供水压力不低于0.4MPa，以保证扑灭火灾，另外设置了干粉灭火器、泡沫灭火器等，用于扑灭初起火灾。因此消防系统具有较高的安全可靠性。1.4.9劳动安全卫生本项目采用了先进、成熟、可靠的安全生产技术，在设计中严格按照国家的有关劳动安全卫生的政策，并根据实际情况采取完善的安全卫生措施，预计本项目在建成后将能有效的防止火灾、爆炸、雷电、静电、触电、机械伤害、中毒、噪声危害等事故的发生，一旦发生事故，依靠现有的安全防护设施和事故应急措施也能及时控制事故，防止事故灾害的蔓延，使生产工人的劳动安全卫生有充分的保证。1.4.10实施进度建议本项目为电机系统节能技术改造项目，建设期为一年，投产运营后各年均按满负荷100％计。1.4.11投资估算及评价指标本项目总投资为3828.00万元，其中设备购置费用3042.10万元，安装工程费312.20万元，工程建设其他费用125.70万元，预备费用348.00万元。资金筹措方案为全部由企业自筹解决。项目完成后企业生产能力不变，无需增加流动资金。年营业收入不变化。年节约外购燃料及动力费1291.72万元。年总成本节约656.18万元，年利润总额635.28万元，年净利润476.46万元。项目总投资收益率16.60％，项目资本金净利润率12.45％。所得税后项目投资回收期5.54年（含建设期）。主要技术经济指标详见表1-1。1.4.12项目研究结论本项目符合国家产业政策、轻工行业发展规划及地方的发展需要，拟选工艺技术成熟、可靠，配套设备节能环保，社会和环境影响效益显著；公司管理规范，资金实力和筹措能力较强，能够保证本项目的顺利实施。所以，本项目技术上可行，经济上合理，项目建设是必要的、可行的。表1-1主经济技术指标一览表序号项目单位数据备注1改造规模1.1年节能量tce5107.271.1.1年节电量万kWh1459.221.2节能率％19.952项目总投资万元3828.002.1建设投资万元3828.002.2建设期借款利息万元0.002.3铺底流动资金万元0.003流动资金总额0.004资金筹措4.1项目资本金万元3828.004.2银行贷款万元0.005年营业收入万元0.00正常年6年总成本费用（节约）万元656.18正常年7年增值税万元208.95正常年8年营业税金及附加万元20.89正常年9年利润总额万元635.28正常年10年所得税万元158.82正常年11年净利润万元476.46正常年12项目总投资收益率％16.60正常年13项目资本金净利润率％12.45正常年14项目投资财务内部收益率％23.01所得税前％17.96所得税后15项目投资财务净现值万元1685.19所得税前万元883.97所得税后16项目投资回收期年4.82所得税前年5.54所得税后17项目资本金财务内部收益率％17.9618生产能力的盈亏平衡点％50.01正常年

第二章项目提出的背景与必要性2.1企业概况2.1.2企业近三年经营状况企业近三年经营状况详见表2-1。表2-1公司近三年经营状况一览表序号指标名称单位2009年2010年2011年备注1资产总计万元17889.3619582.3025512.682净资产万元5562.215828.185698.383负债合计万元6365.284776.686240.284资产负债率％35.5824.3924.505固定资产原值万元7458.948089.678376.926固定资产净值万元5562.215828.185698.387营业收入万元736507910080682.308利润总额万元3729.764375.384622.359净利润万元2797.323281.533466.7710税金合计万元14831594.871627.4311银行信用等级级农行AA农行AA农行AA2.2项目提出的背景电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统及管网负荷。电机系统用电量约占全国用电量的60%，其中风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国用电量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。我国80%以上的电机产品效率比国外先进水平低2-5个百分点，目前电机系统存在的主要问题是：电动机及被拖动设备效率低，电动机、风机、泵等设备陈旧落后，效率低；系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，设备长期低负荷运行；系统调节方式落后，大部分风机、空压机采用机械节流方式调节，效率比调速方式约低30%。电机系统量大面广，节能潜力巨大。为响应国家发展循环经济的需要和企业发展规划，根据《国家发改委办公厅关于组织申报资源节约和环境保护2013年中央预算内投资备选项目的通知》（发改办环资[2012]1335号）文件精神和“节能方面：电机系统节能”项目相关申报要求，XXXXXXXX有限公司针对现有生产线电机配置不合理，普遍存在大马拉小车现象，造成电机容量闲置以及空载运行时间较长，浪费大量电能；在各生产车间及辅助设施中，大部分用电设备为风机、电机以及空压机等，均以工频工作，流量的调节采用风门、阀门等机械节流方式，将多余的流量转化为机械能消耗掉了，造成浪费；部分变压器型号陈旧，使用时间较长，铁损、铜耗较高；不同期间建设的各条生产线，供电线路的布置不尽合理，且许多线路采用铝芯电缆，造成线损过高；功率因数需提高，以便进一步降低线损；早期建设的生产线没有采用计算机系统控制，不利于有效的调节各种工艺参数，合理优化的为生产线提供所需的能源，做到节能降耗，保证质量等问题。拟对两条生产线实施电机系统节能技术改造。经过前期的市场调研、工程技术方案及设备选型等基础工作，项目的建设实施条件已经具备。2.3项目提出的必要性2.3.1符合国家产业政策和行业发展规划1、本项目符合《国家发改委办公厅关于组织申报资源节约和环境保护2013年中央预算内投资备选项目的通知》（发改办环资[2012]1335号）中的“节能方面：电机系统节能”项目相关申报要求。2、本项目符合《产业结构调整指导目录(2011年本)》“鼓励类”第三十八项“环境保护与资源节约综合利用”第23条“节能、节水、节材环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造”的要求，为国家鼓励类项目的要求，同时本项目改造的主体不属于其中“淘汰类”、“限制类”和“鼓励类”，为国家允许建设项目。3、本项目为电机系统节能项目，符合《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》“加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平”篇章中指出：“……以节能减排为重点，健全激励和约束机制，加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力。”“积极应对全球气候变化”一节中指出：“把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标，有效控制温室气体排放。合理控制能源消费总量，抑制高耗能产业过快增长，提高能源利用效率。强化节能目标责任考核，完善节能法规和标准，健全节能市场化机制和对企业的激励与约束，实施重点节能工程，推广先进节能技术和产品，加快推行合同能源管理，抓好工业、建筑、交通运输等重点领域节能。调整能源消费结构，增加非化石能源比重。”节能减排是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。2.3.2符合地方发展规划1、《XXXXXXXX省轻工业“十二五”发展规划》指出十二五期间的发展目标:推进节能减排。完成节能减排责任目标，食品、造纸等行业的循环经济健康发展，废纸、废旧家电、塑料回收利用率明显提高。淘汰落后产能。按照国家法律规定和产业政策要求逐步淘汰落后产能和设备。推进节能减排，大力发展循环经济。一是树立“绿色轻工”的理念，把推动节能减排降耗、循环经济放在突出位置。进一步淘汰落后生产能力，重点围绕质量品种、节能降耗、环境保护、改善装备、安全生产等申报技改项目，严格控制“两高一资”及低装备水平、低市场占有率和产能过剩行业投资。同时继续做好轻工“四小”即小造纸、小酒精、小味精和小柠檬酸落后产能的淘汰工作。二是在产品研发、设计创新方面，坚持绿色节能理念，走低碳经济发展之路，在满足消费者需求的前提下，促进社会的可持续发展。三是努力探索轻工行业循环经济发展的有效模式，加快推广循环经济先进适用技术和经验，确定低碳经济发展重点和技术路线，努力实现绿色增长。四是要积极开展资源综合利用新技术和新产品的研究和开发工作，重点研究开发和推广资源综合利用、资源节约、资源替代等先进技术，大力发展新能源和可再生能源。2、《XXXXXXXX省“十二五”食品工业发展规划》指出：“推进节能减排。全面落实《清洁生产促进法》，以提高资源有效利用、降低能源消耗和减少排放量为重点，推广节能、减排新工艺、新技术、新设备，提高食品工业副产品的开发利用和废水废弃物的综合治理水平。大力发展循环经济，不断提高资源利用水平，实现食品工业经济、社会、生态效益相统一，走可持续发展道路。”3、《XXXXXXXX省节约能源条例》指出“能源的利用应当坚持节约与开发并重，把节约放在优先地位。用能单位应当建立有利于节约能源、降低消耗、增加效益的机制，推行节能的科学管理方法和先进技术。”由上可知，本项目符合国家及XXXXXXXX省的地方经济和社会发展规划，项目建设必将推动轻工行业、循环经济的发展，对当地粮食加工行业及发展起到积极的示范、推动作用。2.3.3有利于发展当地经济本项目对XXXXXXXX有限公司现有专用粉生产线实施电机系统节能技术改造。XXXXXXXX有限公司日处理3000t小麦，本次节能改造内容主要通过电机系统节能改造来节约电力消耗。经济的繁荣需要众多适应市场需要的、具有强大生命力的、新的经营项目的推动。XXXXXXXX有限公司利用自身企业的经济、技术、人力资源优势，对现有专用粉生产线进行电机系统节能技术改造，可为企业增创效益，降低生产能耗为国家节约能源，同时可以带动相关产业的迅速发展。项目达产后对发展XXXXXXXX县经济、增加财政收入、带动当地XXXXXXXX食品加工行业的发展和解决劳动力就业等方面将起到积极的推动作用。2.3.4是建设节约型社会的需要建设节约型社会，实现可持续发展，是总结现代化建设经验、从我国的国情出发而提出的一项重大决策。中央明确提出建设节约型社会，就是要在社会生产、建设、流通、消费的各个领域，在经济和社会发展的各个方面，切实保护和合理利用各种资源，提高资源利用效率。这是关系到我国经济社会发展和中华民族兴衰，具有全局性和战略性的重大决策。2.3.5是实现可持续发展的必经之路由于自然资源具有稀缺性和不可再生性，产业经济的发展就不能以耗竭自然资源和损害环境为代价，而应谋求与自然环境有机平衡的发展。生态化是人类构筑经济社会与自然界和谐发展、实现良性循环的新型产业模式，是产业发展的高级形态。产业生态化作为获取和维持可持续发展的一种实践手段，旨在倡导一种全新的、一体化的循环模式，即经济系统和环境系统具有高度的统一性，两个系统内各组成部分之间相互依存，不可分割。在新经济时代，企业快速发展的同时，自然资源枯竭飞生态条件恶化等严重生态经济问题也向人们敲响了警钟。建立一个“自然--经济--社会”高效统一的生态发展体系，是实现企业可持续发展的关键问题。综上所述，XXXXXXXX有限公司电机系统节能技术改造项目的建设符合国家产业政策，有利于促进当地经济快速发展，增强企业的综合经济能力，增加就业机会，具有明显的经济和社会效益，项目的建设是必要的。

第三章建设内容和规模3.1建设规模本项目主要对厂区现有专用粉生产线2条（日处理小麦3000t）进行电机系统节能技术改造。3.2改造内容本项目为生产线电机系统节能改造项目，主要通过使用变频驱动技术、采用系统节电器控制和淘汰落后、高耗电、低效设备等先进技术手段对公司用电系统进行改造。3.2.1变频器节电由于公司建厂时间较早，部分设备电机效率低下，浪费大量电力能源，且由于产品不同，磨粉机、打麸机等设备需在不同工频下工作，因此可加装变频调速装置，同时考虑到生产工艺技术的提高，为此，企业决定对生产设备中磨粉机、打麸机及辅助设备风机、空压机等272台设备（13546.00kW）加装272套变频器以提高电机效率，满足生产的需要。3.2.2系统节电节能购置系统节电器6套，其主要适用于电压波动、谐波、瞬变问题比较突出的工业系统。由于XXXXXXXX有限公司中有大量感性负载（例如电动机等），电压波动和谐波问题比较突出，采用系统节电器滤除谐波节电技术，进行消谐处理，节约部分电能的同时，大大延长用电设备、电力设备和供电线路的使用寿命；同时，采用系统节能器可以优化用电系统，净化电网，降低主电缆电流，合理开关使用和不使用设备，改善电路工况，减少安全隐患，从而达到节能效果。购置25台动态无功补偿器，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。动态无功补偿器可以就地补偿无功功率，因电容器与电动机直接并联，同时投入或停用，可使无功不倒流，保证用户功率因数始终处于滞后状态，既有利于用户，也有利于电网；有利于降低电动机起动电流，减少接触器的火花，提高控制电器工作的可靠性，延长电动机与控制设备的使用寿命，从而补偿变压器和电动机的无功功率消耗，减少电压降落和功率损失，提高供电质量。增加高压电容柜8台、低压电容柜12台及配套设施，节省大量无功功率，可提高电机功率因数到0.95以上。3.2.3低效设备改造节能淘汰老式变压器5台。新上S11新型节能变压器5台（SH-11/2500kVA），老式变压器能耗较高，并且运转效率低，浪费大量能源，新上节能型变压器以后，可以改善这一状况，降低能耗，提高运转效率。重新合理规划及布置厂区及各生产车间、辅助设施内的动力供电线路，并将铝芯电缆改为铜芯电缆；更换功率配置过大的电机。

第四章项目选址与建设条件4.1建设厂址XXXXXXXX有限公司电机系统节能技术改造项目厂址位于XXXXXXXX县XXXXXXXX镇XXXXXXXX有限公司现有厂区内。厂区配套基础设施齐全，地势平坦，交通便捷，通讯畅通，适宜本项目的实施。4.2建设条件4.2.1自然条件4.2.1.1地质根据钻孔揭露，勘察深度内揭露地层为第四系松散层，共分四层，按自上而下的顺序分别叙述如下：耕植土：褐色—灰褐色，主要为粉土或粉质粘土，含植物根系，可塑、松散，层厚0.4～0.7m，层底标高7.92～9.43m。粉质粘土：灰褐色，可塑，土质较均匀，有铁锰质氧化物，含姜石，厚度0.4～2.2m，层底标高6.23～8.93m，层底埋深0.8～2.7m。粉质粘土：褐色—黄褐色，可塑—硬塑，土质均匀，粉粒较高，部分呈粉土，厚度1.4～4.4m，层底标高3.14～6.53m，层底埋深2.7～5.3m，该层承载力170kpa。粉质粘土混碎层：褐色—黄褐色，硬塑，土质较均匀，具铁锰质侵染，碎石成分为姜石及砂岩，粒径一般在0.2～2.5cm，最大大于10cm，厚度0.1～2.5m，层底标高2.95～4.93m，层底埋深4.3～5.8m，该层承载力190kpa。粉土：褐色—深黄色，密实，土质均匀，含少量粘粒成份，有铁质侵染，含姜石，粒径一般在0.2～1.5cm，厚度1.2～-4.2m，层底标高0.19～3.93m，层底埋深5.8～8.5m，该层承载力220kpa。4.2.1.2地形、地貌XXXXXXXX县属于黄河冲平原。县境西东低，南高北低，由西南向东北呈现倾斜，微坡起伏，形成了缓岗，微坡平地和浅平洼地相间的地貌特征。县城内土地以轻、中壤为主，且土层深厚（8米左右）。4.2.1.3气候XXXXXXXX县气候属温带季风大陆性气候，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季严寒干燥。年平均气温12.2℃，一月平均气温-4℃，极端最低气温-22.5℃，七月平均气温26.3℃，极端最高气温42.2℃。≥5℃的日数为238.9天，积温4596.8℃。年平均日照时数2640.4小时，辐射量1459.565kWh/m2•年。年无霜期184天，初霜期10月21日，终霜期4月16日。年均降雨量589.4mm，主要集中在6-10月，为402.5mm，占全年降水量的68%。年均蒸发量1877.7mm，超过降水量的218.6%。夏季降水集中，雨热同季，有利于农作物生长发育，但对局部低洼地区造成涝灾。春、晚秋及冬季降水少，往往给春、秋播种和小麦越冬造成困难。4.2.1.4水文XXXXXXXX县的水资源由当地地表水资源、地下水资源、引河和引黄客水资源组成。全县多年平均径流深为57.1mm，多年平均径流量为4526.7万m3，多年平均地下水资源量为3918万m3，多年平均引河（德惠新河、商东河）水资源量为1800万m3，多年平均引黄水资源量为10542万m3，总水资源量为20786.7万m3。其中，当地水资源量为8444.7万m3，全县人均占有量为205m3，分别为全国和全省人均占有量的9.3%和57.4%；全县耕地亩均占有量为134m3，为全省平均水平的44%，属资源性缺水县。小开河、幸福河、一干渠三条引黄渠道贯穿县境东部、中部和西部，全县生活用水的90%、农业用水的70%及部分工业用水来源于引黄水资源。XXXXXXXX县境内的XXXXXXXX多系人工河，以防洪排涝为主，兼蓄水灌溉,主要有5条：1、德惠新河：自西南向东北流经乐陵、XXXXXXXX两市县边界，在温店镇西北入庆云地，县内右岸长15.5公里、左岸长10.2公里，是省、市确定的大型河道；2、沙河：自惠民县东南，经原小桑乡南至滨城区入徒骇河，XXXXXXXX县内长5.4公里，属市确定的重要支流；3、沟盘河：西起德惠新河，经XXXXXXXX县中部，东经沾化县入秦口河，县内长44公里；4、白杨河：西起德惠新河经县北部，东经无棣、沾化入秦口河，县内长34.7公里；5、东支流：西起惠民县王里洼，经XXXXXXXX县南部，东至沾化县入沟盘河，县内长21公里，与南支流同属沟盘河支流。另有为引黄灌溉开挖的幸福河（二干）、小开河，XXXXXXXX县内长31.1公里。XXXXXXXX县地层均为第四系松散沉积物，含水层主要岩性为粉砂、粉细砂、细砂和中砂，隔水层主要为粘土、亚粘土，特点是层多层薄、组合复杂。全县浅层淡水分布面积442km2，底界埋深在35米以上，砂层平均厚度8米，主要分布在翟王镇和商店镇西南部。咸水主要分布在水落坡乡和劳店乡，其他乡镇均为咸淡水交替分布。在地下270——600米深度，全县存在多个淡水含水层，可供适量开采利用。全县浅层地下水化学类型，西部多为[S]MgⅡ型，中部多为[Cl·S]NaⅡ型，东部多为[S]NaⅡ型。深层地下水含氟量在2.0—3.5mg/1之间，不宜作为生活用水。4.2.1.5自然资源1、矿产：XXXXXXXX已探明的地下资源主要有石油、天然气、甲烷和二氧化碳等。石油和煤炭开采难度较大，是潜在资源。天然气等资源开发前景广阔。2、土地：土地总面积7.92万公顷，其中耕地面积4.67万公顷，尚待开发土地8046.67公顷。县境土地平坦，土层深厚，适作性强，开发潜力很大。3、生物：有木本植物33科，90多个品种，草本植物有52科265种；动物类20余种，昆虫类30余种，鱼类8种。4.2.2城市概况4.2.2.1XXXXXXXX县概况XXXXXXXX县位于XXXXXXXX省北部平原的黄河三角洲开发区，处于XXXXXXXX半岛和京津两大经济地区的连接地带，地理坐标为东经117°15′-117°52′，北纬37°26′-37°43′，北依无棣、庆云，南连惠民县，东与沾化县、XXXXXXXX市比邻，西与乐陵、商河县接壤。县境南北长26.5公里，东西宽48.5公里，总面积798平方公里。XXXXXXXX处于黄河三角洲平原开发中心地带，处于XXXXXXXX半岛和京津两大经济地区的连接地带。总面积793平方公里，人口45万。辖6镇2乡2街道办事处，854个行政村。XXXXXXXX是全国第一批综合改革试点县，是XXXXXXXX改革开放试验区。XXXXXXXX是中国鸭梨之乡，全国优质鸭梨基地重点县，全国畜牧百强县，全国肉牛养殖科技入户示范县，全国不锈钢生产基地县，全国粮食生产先进县，全国优质麦生产基地县，全国民族团结进步模范集体。4.2.2.2社会经济概况近年来，XXXXXXXX外向型经济突飞猛进，招商引资富有盛名。来自美国、韩国、日本等国家和台湾、香港地区的近百家外资企业已初具规模，年出口创汇达一亿美元。规划面积达20平方公里的XXXXXXXX工业园，基础设施更为完善，招商引资政策更为优惠，环境更为优化，正吸引着越来越多的国内外客商前来投资兴业。经过多年发展，如今的XXXXXXXX经济，已逐步形成了“三大特色”（特色农业日渐鲜明、外向型经济快速发展、民营经济充满活力）、“六大优势”（资源优势、区位优势、环境优势、政策优势、外企优势、政治优势）和“八大主导产业”（家纺、不锈钢、电子、家具、化工、食品、皮革、工艺品）。今后的XXXXXXXX，将坚持科学发展观，贯彻“发展是主题、调整是主线、招商是重点、实干是关键、稳定是基础”的工作方针，紧紧围绕“财政增长、农民增收、就业增加、城市增靓”四大目标，大力实施“外向带动、工业兴县、科教兴阳、可持续发展”四大战略，坚持“一体两翼”抓发展，“十进农村”活“三农”，“三区四方”靓城市，科教统筹兴事业，“五指并拢”促稳定，“五管齐下”强党建，全面建设生态型园林式小康水平的鸭梨之乡。瞄准高新技术、农业龙头、劳动密集、基础设施、房地产开发、餐饮娱乐、企业技改、劳动力输出、融资和出口贸易等十个合作方向，坚持“以人为本，超时谋划、创造优势，协作共赢”的理念和诚信互惠的原则，进一步扩大对外开放，加快招商引资步伐，力争人均主要经济指标尽快赶上XXXXXXXX省平均发展水平。4.2.4外部配套条件1、交通运输XXXXXXXX东距青岛360公里，南距济南机场120公里，北距黄骅60公里，距天津200公里，距北京350公里。南起广州，北至山海关的205国道从XXXXXXXX东部穿过，省道大济路（无棣大山—济南）从县城新城区经过，连接XXXXXXXX的滨博（XXXXXXXX—博山）高速公路已建成通车，穿越XXXXXXXX通达烟台的黄大（黄骅—大家洼）铁路和滨德高速正动工兴建。交通基础设施建设强力推进。2010年全县共完成农村公路建设62.5公里，改造危桥9座，实现投资0.37亿元。年末全县公路通车总里程达1420.1公里，其中省道94.7公里、县道117.8公里、乡道272.1公里、村道935.5公里。道路运输快速发展。全年实现客运量138.4万人，增长20.8%，客运周转量1.2亿人公里，增长4%；货运量537.92万吨，增长39.2%，货运周转量11.84亿吨公里，增长52.3%。目前项目所在地区公共基础设施齐全，无影响项目的不良因素存在，周边环境条件良好。道路交通方便快捷，已建成多条高标准柏油公路，形成了良好的交通格局。2、给排水企业所需新鲜水主要为办公生活用水，由XXXXXXXX县市政管网提供，能够满足需要。3、供电XXXXXXXX全市拥有110千伏及以上变电站16座，变电总容量161.6亿千伏安，输电线路834.3公里，配电线路112.3公里。供电电压合格率完成99.68%，其中A类达到99.9%，配电系统供电可靠率RS1、RS3均达到99.986%，10千伏线路全部实现手拉手、双电源供电。城农网经过建设改造，电网设备水平发生质的飞跃，供电“卡脖子”问题得到彻底解决，供电能力显著增强，电网技术装备和管理水平明显提高，电网结构更趋于合理。500千伏黄河北输变电工程建成投运，为XXXXXXXX、东营两地电网增加了电源支撑点，提高了电压质量和可靠性。该工程具有超高压、大容量、运行稳定的特点，总投资10亿元，是近年来在XXXXXXXX投资规模最大的工程项目之一。4、通讯邮电通信业稳步发展。完成邮政业务总量0.1亿元，下降10%，电信业务总量1.24亿元，增长28.7%。年末固定电话用户7.58万户；移动电话用户21.32万户。互联网用户数达到1.91万户。XXXXXXXX县已形成以程控电话、移动电话、高速宽带为主形成高效迅捷的通讯网络，各类信息能够及时传输交流，为项目的通讯提供了便利条件。5、环境保护环境保护事业取得新成果。严格把好项目环保审批关。2010年共审批各类建设项目49个，拒批重污染项目2个，验收项目9个，环境影响评价执行率为100%，建设项目竣工环境保护验收合格率为100%。XXXXXXXX现有污水处理厂3座，总处理能力达10.5万吨/日。生态建设迈上新台阶。截至目前，全县有2个乡镇被命名为省级环境优美乡镇。环保基础工作不断强化。新上空气自动站1台，1台地表水水站正在建设中。重点监管企业和污水处理厂综合达标率100％。4.3厂址评述该厂区符合XXXXXXXX县城市总体规划、项目布局和用地规划，地域开阔，项目不需新增用地；地形条件良好，整平量小，无拆迁；输水距离较短，管线敷设方便；排水距离较近。交通运输条件得天独厚，当地公路、铁路运输均很发达。能源电力供应充足，依托条件优越。因此，该厂区是理想的工程项目建设用地，有利于本项目的实施。

第五章改造技术方案、设备方案和工程方案5.1设计原则5.1.1项目要充分利用得天独厚的地理位置和环境条件，坚持高起点、高标准、高品位的建设构思，在现有生产线的基础上进行技术改造，达到节约能源、提高企业经济效益和社会效益的目的。5.1.2本项目的基本指导思想是科学性与发展观的有机结合、当前利益与长远利益的有机结合、经济效益与社会效益的有机结合、企业效益与环境效益的有机结合，特别注重资源的合理利用和节能效果。5.1.3坚持成套制造的原则。实施制造的设备、检测仪表及控制系统与设备的采购招投标，既要满足生产的要求，又节省投资，有利于按期顺利投产。设计指标力求先进、可靠，自动化水平要讲究安全、高效、节能和适用的效果。5.1.45.1.5体现科技进步的原则，积极采用新技术、新产品、新工艺、新材料，依靠科技进步，推进规划、设计、施工水平的提高。5.2项目组成本项目在XXXXXXXX有限公司内进行，在原有生产线基础上对现有专用粉生产线2条（日处理小麦3000t）进行电机系统节能技术改造，共需购置设备328台（套），其中购置变频器272套、系统节电器6套、S11新型节能变压器5台（SH-11/2500kVA）、动态无功补偿器25台、增加高压电容柜8台、低压电容柜12台及配套设施。5.3工艺技术及设备方案5.3.1生产工艺流程图胚芽分离胚芽分离平面回转筛风选器着水机润麦仓打麦机平面回转筛毛麦振动筛磁选器去石机打麦机擦麦机风选着水机去石机打麸机清粉机润麦仓磁选机色选机计量净麦仓磨粉机高方平筛粉仓配粉打包小麦专用粉图5-1项目生产工艺流程图5.3.2生产工艺流程1、小麦清理风选：利用小麦与杂质的空气动力学性质的不同进行清理。设备有循环风选器和吸风分离器。筛选：利用小麦与杂质粒度大小的不同进行清理。粒度大小一般以小麦和杂质厚度、宽度不同为依据。筛选需要配备有合适筛孔的运动筛面，通过筛面与小麦的相对运动，使小麦发生运动分层，粒度小、比重大的物质接触筛面成为筛下物。设备有振动筛、平面回转筛。比重分选：利用杂质和小麦比重的不同进行分选。设备有比重去石机、重力分级机。撞击法：发芽、发霉、病虫害的小麦、土块以及小麦表面粘附的灰尘，其结合强度低于小麦，可以通过高速旋转构件的撞击使其破碎、脱落，利用合适的筛孔使其分离，从而达到清理的目的。设备有打麦机、擦麦机。磁选：小麦是非磁性物质，在磁场中不被磁化，因而不会被磁铁所吸附；而一些金属杂质（如铁钉、螺母、铁屑等）是磁性物质，在磁场中会被磁化而被磁铁所吸附，从而从小麦中被分离出去。设备有磁选器。色选：根据颜色不同的光电分选法。不管杂质的颗粒大小，比重大小，形状各异，只要是颜色深于正常小麦的、常规设备清除不了的黑色杂质，一视同仁地予以清除，经测定清除效率平均达到95％以上。配备的设备色选机。2、水分调节利用加水和一定的润麦时间，使小麦的水分重新调整，改善其物理、生化和制粉工艺性能，以获得更好的制粉工艺效果。小麦皮层首先吸水膨胀，糊粉层和胚乳继后吸水膨胀，由于三者吸水膨胀的先后顺序不同，即会在麦粒横断面的径向方向产生微量位移，使三者之间的结合力受到削弱。小麦经水分调节后，皮层韧性增加，胚乳内部结构松散，皮层及糊粉层和胚乳之间的结合力下降，有利于制粉性能的改善。小麦经过加水后，水分由外向里渗透需要一定的时间，一般18-24小时，本项目设计24h容量的润麦仓。3、制粉工序目前通用的小麦制粉方法是破碎麦粒，逐步研磨，将麸片上的胚乳部分刮下，将胚乳磨制成一定细度的面粉。其总原则是将胚乳与麦皮、麦胚分开。制粉工艺就是围绕着上述主题展开的。衡量制粉工艺的优劣标准，就是看其生产出来的面粉中混有麸皮的含量，即面粉中灰分的含量。如要生产灰分含量低的高精度面粉，应多设置研磨道数，使每道研磨施加的力相应小些，使胚乳和麸皮在粉碎后的粒度差异增大以便于筛理分离。反之，如是生产稍高灰分含量的低精度面粉，允许有一定量的麸皮混在面粉中，其研磨道数可适当减少。由此可见，制粉工艺的长短主要是根据小麦粉加工精度的高低来决定的。对照小麦粉质量标准的指标，其中灰分含量、粉色麸星和粗细度是通过制粉工艺的设计、生产和操作来实现的，其水分含量主要是掌握正确的入磨净麦水分，含沙量和磁性金属物主要取决于麦路中相应清理指标的实现，而品质指标即湿面筋含量、面筋筋力稳定时间以及降落值主要与小麦的内在品质有关，与制粉流程相对关系不大，其指标要求主要是通过专用小麦的选择、配麦生产、配粉生产以及面粉品质改良等方法来实现的。本项目制粉流程由皮磨系统、心磨系统、渣磨系统和清粉系统组成。皮磨系统（代号B）：第一道皮磨将小麦粒剥开，分成麦渣、麦片、麦心和粗粉，后续的皮磨从麸片上刮下麦渣、麦心和粗粉，并保持麸片不过分破碎，以使胚乳和麸皮最大限度地分离。渣磨系统（代号S）：处理皮磨或清粉系统分出的带有麦皮的粉粒，使麦皮和胚乳分开，从中提出品质较好的麦心和粗粉，送入心磨系统磨制成粉。清粉系统：利用风筛结合作用，将从皮磨系统来的纯粉粒、连麸粉粒和麸屑分开，送往相应的研磨系统处理。心磨系统（代号M）：将皮磨、渣磨和清粉系统取得的麦心和粗粉研磨成具有一定细度的面粉，并提出麸屑。4、麦胚分离本项目小麦胚芽分离主要是经光辊磨和分级筛，提取呈片状的麦胚。小麦胚芽含在I皮及II皮磨的磨下物料混合物中，在I皮及II皮粗筛采用正确的筛绢，绝大多数胚芽能被直接送往麦渣清粉机。所配备的筛号应随着入磨小麦的类型不同而异。一般情况下，介于20W和30W之间的筛号能满足粗筛的要求，并使胚芽进入麦渣清粉机。把胚芽送人麦渣清粉机以后，避免胚芽留在一层筛面去III皮，最大限度地留在2层、3层筛面上而去I渣磨；而不是穿过筛面到I心。这是因为I心轧距紧，出粉多，易把胚芽磨碎，混入面粉中。而I渣磨用光辊，研磨也较轻，所以韧性很好的麦胚基本不会受到破坏；又随着I渣筛上物料进入I尾磨，I尾磨用光辊，在低流量、紧轧距的操作会使麦胚延展成1.5mm-3mm的薄片，成为筛面的筛上物，直接分离出来。另外，I心、II心系统也含有部分麦胚，经I心磨和II心磨的光辊延压而被压扁，麦渣被破碎达到面粒粒度而成为面粉。在平筛的第一层与第二层筛格装上24W筛网，筛上物就是胚芽，可将胚芽分离出来。胚芽占小麦子粒的百分率虽在2.5％左右，以上部位只能提取到0.2-0.3％左右。如果想获得更多的提取胚芽，就目前技术尚有一定困难。5、配粉根据市场需要，用不同性质的面粉配制成专用粉。本项目配制所需面粉的来源和配制方式有：①利用传统制粉方法产出l-3基本面粉(非商品面粉)，于配粉间分仓储存，仓下借用配粉机、按比例配制出某种专用粉，即尾配方式；②传统法磨制出的软麦粉(主流产品)，按比例加进气力分级面粉，配制出普通面包用的优质烘焙粉，即加配方式；③把强化面粉的营养素．如各种维生素、必需矿物质、增筋剂、发酵剂等等，通过微量添加机施入面粉，实现面粉的功能性配制，即微添方式。6、包装根据订单要求，采用高精度、高速度、先进的电子秤四工位打包机、单工位打包机和全自动高速小纸袋包装机包装成1.5kg、5kg、10kg、25kg等品种规格繁多的小麦专用粉。5.3.3产品方案本生产线主要成品是小麦专用粉，日处理小麦3000t。表5-1产品方案序号产品产量（t/d）1一级粉9002二级粉12003次粉2004麸皮7003000表5-2产品标准等级精制麦心粉深加工专用面粉加工精度按实物标准样对照检验粉色麸星按实物标准样对照检验粉色麸星灰分（%以干计）≤0.50≤0.80粗细度（%）全部通过CB36号筛，留存在CB42号筛的不超过10.0%全部通过CB30号筛，留存在CB36号筛的不超过5.0%面筋质（%）（湿基）≥27.0≥29.5含砂量（%）≤0.02≤0.02磁性金属物（g/Kg）≤0.003≤0.003水分（%）≤14.0≤14.0脂肪酸值（湿基）≤80≤80气味口味正常正常5.4节能改造内容和技术方案5.4.1企业用电现状分析XXXXXXXX有限公司主要经营面粉的加工和销售，企业现装机容量19900.00kW，日用电量为22.17万kWh,耗电量较大。主要存在的问题如下：（1）企业现运行设备中，电机、风机占公司总耗电90%以上，由于购置年代早，属于交流异步电动机、均采用改变极数或串级调速的，调速范围窄，调速功率因数低，有功功率小，运行效率低，效率比调速方式约低30%，浪费能源，存在节能改造的空间；（2）变压器型号为S7，设备型号陈旧，属于非强制淘汰类型，且使用时间较长，铁损、铜耗较高；运转效率低，浪费大量能源；（3）不同期间建设的各条生产线，供电线路的布置不尽合理，且许多线路采用铝芯电缆，造成线损过高；末端功率因数较低。企业现运行的设备具体如表5-3所示。表5-3项目需改造设备一览表序号设备名称设备型号购置年限电动机功率（kW）数量（台）1磨粉机MDDK-100098年221442罗茨风机SSR-5598年11063高压风机6-23-998年135124离心风机4-72-598年90245离心风机4-72-4.598年75126低压风机98年75367低压风机98年60218打麸机DF-452003年2299空压机2003年110810洗麦机XM-1502003年22611变压器S7-2500-102003年55.4.2节能原理分析5.4.2.1电机电能浪费的主要情况1、工频运行的浪费许多负载在运行过程中所需要的功率是时时刻都在变化的，但在工频运行的情况下，电动机始终以额定转速运行，其输出功率几乎不变。在绝大多数时间内，电动机的输出功率比负载实际消耗的功率大得多，造成了功率的浪费。2、电机系统不匹配形成的浪费从电动机的诞生到现在，使用在各种设备上的电动机“大马拉小车”现象十分普遍，所以电能的浪费严重，产生这种现象原因大致有以下几种：①设备上配置的电动机容量大：因设备配置电动机容量均按最大负载考虑，正常工作时，电动机带动负载比较小，只是在偶然才带动大负载进行工作。如惯性负载，电机启动时负载最大，电机启动运行后负载变小，如果不配置大容量电动机，负载大时将无法工作。②长时间轻载运行：很多生产设备大半的时间都在准备：备料、等待，负载很轻，经常开、停机损伤设备或不方便停机，有的设备不能停机，只有小半的时间或更少的时间才重载工作。③长时间无规律变负载运行：工作在公用场所以及其它企业场所的设备(如扶梯、空调及制冷设备等)，其负载变化大，并且无规律，电动机容量小将无法满足人多或重物等运行情况的需要，所以必须配置比较大的电动机，并且留有较多的余量，以预防超负载运行的需要。③长时间有规律的动态负载运行：有些电动机经常在空载或轻载与重负载之间进行有规律变化的运转。有些电动机在运转过程中设备本身由于重量的自由落体或惯性运动，长年有一部分电能不能充分利用。④电网电压偏高造成浪费：在电力供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗及用电高峰造成的末端电压过低，都以较高电压传输。电网电压往往超出电动机的额定电压，电动机磁通或磁通密度随电压升高而增大，铁损耗和铜损耗增加，最终导致电动机运行温度升高，寿命缩短，能耗增加。5.4.2.2影响节约比的主要因素1、功率因数与负载率的关系：电动机在拖动一般的机械设备时，设备的负荷越轻（电动机的负荷率越低），电动机的功率因数也就越低。2、惯性负载的运行特性：一般电动机所拖动的机械设备由于自身的重量都具有一定的惯性，机械设备的重量越大，惯性也就越大，所以惯性设备在设计时考虑到设备的启动特性和机械性能时通常选用功率较大的电动机进行拖动，而设备启动之后的运转只需要很小的维持力矩，这时的电动机的负荷率会很低，长期处于大马拉小车的状态。3、负载率节约比率的关系：电机负荷越低，说明电机“大马拉小车”的情况越严重，节省电能的空间也越大，节约比率也就越高。4、电压对节约比率的影响：电网电压超出正常值越高，电动机的损耗也就越高，这时的节约电能空间越大，可以得到的节约比率也就越高。5.4.2.3节能方式通过分析上述情况可知，电动机节能途径大致有二：一是通过调速来减少浪费；二是解决好“大马拉小车”的问题。1、异步电动机的调速方法、功耗及节能①转子串入电阻的调速采用此种调速方法，电动机转速下降时，输出功率减小；由于同步转速未变，故电磁功率也未变，但转差增大，相应地损耗功率也增大。显然，所增加的损耗功率就是消耗在外接电阻中的功率。事实上，这是一种通过增加转子回路的损耗来调速的方法，是很不经济的。②电磁调速电磁调速电动机可以通过调节直流磁场和转速反馈来实现无级调速，这是它比绕线转子异步电动机优越的地方，但就功耗而言，两者几乎相等。所以也是不经济的。③变频调速在变频调速过程中，在一定的转矩T下，s基本不变，随着同步转速ns下降，对应磁场角速度ωs也降低，电动机输入电磁功率PM＝Tωs和输出功率P2＝PM（1－s）＝Tωs（1－s）成比例下降，损耗没有增加，所以变频调速是一种高效的调速方法，变频调速不仅能实现无级调速，而且根据负载特性，通过适当调节电压U与频率f之间的关系，恒转矩负载应保持U/f＝常数；对于恒功率负载应保持U/=常数。这样就能使电动机始终运行在高效区。从以上分析可知：采用变频调速后，随着频率的降低，同步转速下降了，故转子得到的电磁功率也减小了；同时转差几乎不变，从而转子功耗也几乎不变。所以，与前两种调速方式相比，变频调速在调速过程中，并未增加额外损失，是最节能的调速方式。2、“大马拉小车”的节能措施“大马拉小车”的情况下，节能的基本途径是合理的确定电动机的功率，更换电机。另一个途径是降低电压，降低电压的方法是加大基本频率。现简介如下：假设基本频率的修正系数为γ：fBAH=γfBA式中fBAH——增大后的基本频率（Hz）；fBA——额定情况下的基本频率（Hz）；γ——修正系数。由于异步电动机的转矩与电压的二次方成正比，所以，修正系数γ的大小大致可选择如下：γ≈γ≈式中PMN——电动机的额定功率（kW）；PL——负载功率（kW）当前市场上的各类变频器都设置了低减U/f比功能。即在低频运行时，减小U/f比，同时U/f比可以任意预置，使得变频器在某一工作频率下，其输出电压可根据不同的工况和负载任意调节，从而使电动机工作在最佳的工作点，从而达到节能的目的。5.4.2.4节能原理1、变频器变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。①变频调速节能分析1）风机在风道阻力特性不变的情况下，离心风机的风量Q、压力H、轴功率P和转速N之间满足如下关系（相似定理）：Q∝N，H∝N2，P∝N3所以有：Q1/Q2=N1/N2，H1/H2=(N1/N2)2，PA/PC=（N1/N2）3就是说，通过调速方式改变风机风量，风量下降一半时，风机轴功率将下降87.5%。这就是为什么变频调速方式在风机应用上节能十分显著的原因。工频50Hz电网直接起动电机