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BROOK电机优化系统能效,应用数字化技术

作者: 发布时间:2021-11-28 点击:1006

在‘碳达峰’和‘碳中和’目标备受关注的当下,绿色低碳可持续发展路径成为企业的必然选择,节能高效的电机对制造业企业而言尤为重要。”BROOK克朗普顿(大连)电机有限公司技术副总经理李珂说到:

     在工业领域,低压电机是重要的基础硬件,应用广泛。电机作为风机、泵、压缩机、机床、传输带等各种机械设备的驱动装置,被称为各种工业设备的“心脏”。


中国电机能效升级潜力巨大


在中国,电机耗电量在工业总用电量中的占比约为六到七成。


信达证券研究指出,中国高效节能电机市场份额仅3%左右,电机系统整体运行效率较发达低20%左右,存量改造空间大。


作为世界知名电机品牌的BROOK电机,在电机领域已深耕逾百年,经历了工业2.0到4.0的发展历程。


  BROOK与电机的渊源始于1904年,经过110年的发展,低压电机已成为BROOK克朗普顿的明星产品之一,电机研发与制造也是其核心业务之一。

   

  BROOK正式在中国制造电机始于1995年。当年,位于辽宁大连的大连伯顿电机有限公司开始生产低压,起重电机和变频电机,2000年,BROOK电机在大连伯顿电机有限公司的基础上为了进一步扩大规模收购了澳大利亚的WESTERN电机成立伯顿威斯特(大连)电机有限公司,并逐步将其建成BROOK全球的一个标杆工厂。


2020年,BROOK在中国研发、生产的电机实现年销售超过百万台,总功率高达1500多万千瓦。


考虑到中国在节能减排的承诺力度和低压电机市场的潜力,2019年BROOK将低压电机业务的重心全部搬到了中国,成立了克朗普顿(大连)电机有限公司负责低压电机的研发与销售。


“中国电机市场的规模和增长速度要高于其他和地区。”;李珂在向界面新闻记者介绍BROOK电机产品时表示。


目前,低压电机在全球的装机量达到约3亿台。在中国,工业用低压电机的整体市场体量约为200亿元,每年的增长在7%-8%左右。


今年6月,升级后的中国电动机新国标正式实施,高效电机在政策和技术的驱动下成为未来增量的主流。


电机能效升级成为大趋势


中国电机耗能巨大,按照2020年全国工业用电量5万亿千瓦时计算,中小型电机用电量占工业用电量的60%以上。


中国现行电机效率较低的问题逐渐凸显。现有电机主要安装在泵、风机、压缩机系统中,但大多执行的是IE1或IE2能效标准。


在今年6月1日实施的版强制性标准GB18613-2020《电动机能效限定值及能效等级》(新国标)中,将国际标准IE5效率列为中国三相异步电动机的一级能效等级指标;IE4能效为二级能效指标;IE3能效定为三相异步电动机能效限定值,即三级能效。


这意味着,IE3以下能效等级的标准工业电机从今年6月起强制停产,IE2能效的电机逐步走向被淘汰替换的道路。


李珂记者,“早在2014年,BROOK电机就已经在中国推出了IE3能效的电机,并积极帮助客户推进高能效电机转换。可以说,我们在推广高能效电机方面走在前面。”


据他介绍,2019年初,BROOK电机便积极参与由中国标准化研究院牵头起草的电机新国标的标准制定与修订工作,并致力于推广IE3电机系列产品。


“我们也是早响应IE3标准的企业之一,”李珂说道,“今年3月15日起,BROOK已经不再接受不符合新国标的电机订单。6月1日起,BROOK完全停止在华生产、销售不符合新国标的电机。”


电机的升级换代基本只能通过更新产品来实现,对于用户而言也需要考虑升级成本与收益的问题。


“在市场推广过程中,BROOK能够充分理解用户关于成本方面的顾虑,”李珂指出,“但从投资回报看,能效升级所带来的收益更加明显。”


以常用的15kW电机举例,IE3电机的效率比IE2电机提高平均约1.5%。在电机整个使用生命周期中,大约97%的成本来自于电费。所以,假设一台电机一年运行3000小时,工业用电0.65元/度,一般购买IE3电机半年后,节约的电费就能抵消IE3相对IE2电机的采购成本差价。


根据研究数据,如果中小型电机效率全部从IE2提升到IE3,全国年节电量可达900亿千瓦时(接近于广州市的2020年用电量),约等于每年可减少5960万吨碳排放。


技术进步将为实现“双碳”目标提供更多可能性


“在中国,整体产业链需要逐步升级的过程。”李珂表示。


就BROOK电机业务在中国价值链的本土化战略而言,主要包括研发、生产和供应链等环节。


从本地化研发看,针对中国本地需求,由中国研发团队牵头,波兰、英国等地的设计团队都会参与到项目设计中,开发出更适应中国市场的产品。


从生产上来说,BROOK电机在中国已建立了完整的本地上下游供应链。李珂表示,“我们与合作伙伴的长期合作确保了稳定而快捷的交货期。随着业务的不断增长,BROOK也利用自身的技术和管理优势不断深入与供应链合作伙伴的合作。未来我们致力于同合作伙伴一起继续探索节能增效的道路,助力中国的‘双碳’目标,实现更多的社会价值。”


“但是从技术角度看,目前单独提升电机能效的空间有限,我们必须寻求其他途径。”李珂表示,“电机能效到IE5是一个看得见的台阶,再往上走就需要优化系统,包含变频器、电机、风机,泵等,然后再应用数字化技术。”


优化系统能效和应用数字化技术,是低压电机业务在BROOK数字化工业集团中的两个重要战略方向。


简而言之,优化系统能效就是在工业环境中,电机搭配变频器,根据运行工况来控制电机转速进行节电,实现系统在非满负载的情况下健康稳定地变速,以降低能量消耗。以水泵为例,电机是其中主要的元器件之一,但是泵本身的设计也至关重要,如果不相匹配,电机的高能效也难以体现。


“欧洲在新的能效方面标准已经不仅是针对元器件本身,而是针对系统能效提出要求,这是未来的趋势。”李珂表示。



BROOK电机助力中国“双碳”目标实现


在中国“3060”目标的大背景下,政策方面也在支持高效节能电机的应用。


早在2015年,中国就明确提出要持续提升电机、锅炉、内燃机及电器等终端用能产品能效水平,加快淘汰落后机电产品和技术。


李珂表示,“从行业角度看,中国的碳排放主要来自于电力、工业、建筑和交通运输,而这些行业相互交叉关联。因此,中国需要全盘优化的解决方案,通过供需协同、优化,实现整合效率。”


从电机角度的解决方案来看,李珂以BROOK为中国某一线城市的机场实施空调系统电机节能改造举例说明。


在这一改造方案中,将原来机场的空调电机升级为高效电机,满足新国标能效标准,且满足原机组运行要求,能够为终端客户减少设备运营的费用。


李珂说:“客户全年节约能耗超过1百万千瓦时,相当于全年节约碳排放712吨,相当于种了3.5万棵大树。”


就BROOK本身而言,其已经率先承诺至2030年在其业务运营中实现碳中和。


“随着未来技术的进步,整个工业领域能源的利用率将会进一步提升,助力中国实现‘双碳’目标。作为企业,我们也将继续为实现这个目标努力,同时为客户带来收益,为社会创造价值。这也是西门子一直贯彻的宗旨。

克朗普顿(大连)电机有限公司由世界知名电机公司布鲁克-克朗普顿(亚太)有限公司与国内控制电机企业荣佳电机共同出资成立,公司拥有BROOK和WESTERN两大知名电机品牌。现已成为多种工业领域的配套动力,涵盖机械,化工,农业,海洋,采矿,石油等行业,以及东南亚,南非,中东,欧洲等地区,经过多年的不懈发展,公司已成为集科研开发、生产制造、销售服务于一体的现代化专业电机企业,高压电机防爆电机专业电机通用电机,产品涵盖YE3 YE4超高效电机 YBX3 YBX4超高效防爆高,低压电机以及YKK YKS高压电机 YZR YZP YG冶金起重变频辊道电机等四大系列上百个品种,位于荣佳科技工业园的生产基地,占地13万平方米,年生产能力达500万KW。克朗普顿(大连)电机有限公司始终将携手客户,共同发展,不断为客户提供更新的体验,更高的价值和更好的服务。