第二节 高压变频器应用领域

2008/12/11/10:21 来源：慧聪研究院

高压变频器产品的应用涉及到我国国民经济的许多领域，本节简要介绍高压变频器产品的主要应用领域如石化、煤炭、电力等行业。根据本次调研结果，2007年高压变频器在其相关应用行业的分布如下表所示。

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

行业名称 电力 建材 冶金

石化和化工 市政 煤炭

油气钻采 其它 合计

高压 变频器 7.8 3.2 3.1 2.9 1.6 0.9 0.6 0.6 20.7

表3：2007年中国低压变频器产品行业应用分布（亿元） 1.电力行业

我国发电能力居世界第二，仅次于美国。2007年电力行业面临较好的发展环境,一方面宏观经济继续快速增长，带动电力需求较快增长；另一方面,在国家产业的引导下，电力市场化改革和行业发展方向进一步明确，电力监管能力逐步增强。但不利因素也非常突出，电煤价格的持续上扬,增大了电力行业的成本压力，成为影响电力企业盈利能力的重要因素。

2007年，全国发电装机容量达71,329万千瓦，同比增长14.4％。全国总发电量达32，777.2亿千瓦时，同比增长14.4%，其中火电发电量达27218.3亿千瓦时，同比增长14.9％；水电4828.8亿千瓦时，同比增长10.8％。2007年全国基建新增的发电装机容量10,009万千瓦，主要分类细分及相关项目如下表所示。

表8：2007年中国电力行业主要基建新增装机容量及输变电能力统计

220千伏及以上220千伏及以上水电 （万千火电 （万千风电 （万千输电线路回路变电设备容量 瓦） 瓦） 瓦） （万公里） （万千伏安） 1306.5 8158.4 296.2 4.2 18,848 数据来源：国家统计局

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数据来源：国家统计局

我国电力行业的“节能、减排、降耗”需求促进了变频器产品的推广应用。目前，我国电煤消耗占全国煤炭总产量的一半，火电用水占工业用水的40%，燃煤发电排放的二氧化硫占全国二氧化硫排放量的一半以上，烟尘排放量占全国总排放量的20%左右，产生的灰渣占全国的70%左右。据国家统计局数据，“十一五”计划第一年，即2006年我国单位GDP能耗比2005年仅下降1.23%，没有实现下降4%左右的预期目标。节能减排关系到国计民生，但在“十一五”首年节能减排指标就已失守，因此成为2007年我国关注的焦点。由于变频器可以在许多行业内高效地节约电能（同时提高工艺水平），因此，在某种程度上，大力推广变频器在各行业的应用可以减轻电力行业发电量指标的压力，节约电能的同时减少排放量，降低能耗。

电力行业是高压变频器产品重要的应用领域，其中以风机水泵类负载为主，用于燃煤锅炉的风机、水泵等装置。应用变频器可以根据发电系统所需输出负荷的变化等情况实时调节电动机的功率输出，最终达到节约能源、提高系统运行效率的目的，对火电厂的节能、降耗以及安全稳定运行有着重要意义。 2007年高压变频器在电力行业的市场容量约7.8亿元。 1.建材行业

建材行业产品包括建筑材料及制品、非金属矿及制品、无机非金属新材料三大门类，广泛应用于建筑、军工、环保、高新技术产业和人民生活等领域。我国是建材生产大国，水泥、平板玻璃及陶瓷等多项建材产品的年产量居世界第一。 2007年1至10月份，建材行业规模以上企业累计完成工业总产值14058亿元，同比增长31.9%，增幅提高1.9个百分点。全行业累计生产水泥11.05亿吨，同比增长14.2%；生产平板玻璃4.1亿重箱，同比增长14.6%；建筑陶瓷、石膏板、防水卷材、水泥压力管和砖、瓦生产增长幅度均超过25%。2007年建材行业

对外贸易平稳增长，出口增幅下降。1至9月份，累计完成出口交货值1051亿元，同比增长25.8%，增幅下降7.2个百分点。平板玻璃、深加工玻璃等出口继续保持50%左右高增长。近两年持续出口高增长的水泥2007年第一季度首次出现下降，1至9月份累计出口水泥及熟料2803万吨，同比下降4.4%，水泥出口退税调整作用开始显现。

建材行业是耗能大户。2006年，建材工业能源消耗总量为1.75亿吨标准煤，约占全国能源消耗总量的7%，仅次于冶金、化工成为第三耗能大户。2007年，建材行业能耗总量达到1.95亿吨标准煤，约占全国能耗总量和工业部门能耗总量的7%和10%。作为建材子行业之一的水泥行业，由于其2006年和2007年的能源消耗总量均占到整个建材行业的75%，因而备受国家重视，被列为国家重点关注的耗能行业。

几个主要的建材产品生产领域均有采用变频器进行节能改造的需求。以水泥生产为例，我国的水泥生产能力中的70%左右是技术水平落后的立窑，能耗较高，通过变频器改造能够节电15%至30%，同时还可以提高产品的质量稳定性。随着我国建材行业的进一步发展，变频器产品在以上各领域推广应用的潜力很大。 高压变频器产品主要应用于建材行业的鼓风机、粉碎机、皮带传送机、排气风机、回转窑等领域，2007年中高压变频器在我国建材行业的市场容量约为3.2亿元。

2.冶金行业

冶金行业是指对金属矿物的勘探、开采、精选、冶炼、以及轧制成材的工业部门，包括黑色冶金和有色冶金两大类。我国冶金行业正在受到宏观，淘汰落后产能，短期内对整个行业造成了一定冲击，但总体来看行业发展仍继续保持繁荣态势，产量与销售额均实现了稳健增长。行业突出问题主要表现在产业结构不合理，某些低端产品的产能过剩，而高附加值产品的生产能力弱，从产能的扩张转移到产业结构的调整是今后发展方向。

2007年中国冶金行业产品产量仍然保持了比较快速的增长，但增长速度与2006年相比略有下降。以钢铁为例，截止2007年底，全国累计生产生铁46,945万吨，同比增长17.1%；生产粗钢48,924万吨，同比增长17.5%；生产钢材56,460万吨，同比增长21.8%。

表6：2001-2006年中国主要金属产品产量 生铁 万吨 增长率 2001 14,541 2002 17,075 17.40% 2003 20,231 18.40% 2004 25,185 24.40% 年份 粗钢 万吨 增长率 14,3 18,155 21.90% 22,012 21.20% 27,246 23.80% 钢材 万吨 增长率 15,745 19,218 22.10% 23,582 22.70% 29,739 26.10% 十种有色金属 万吨 增长率 856 979 14.40% 1,171 19.60% 1,370 17.00% 2005 32,551 29.20% 34,638 27.10% 36,576 23.00% 1,559 13.80% 2006 40,085 23.10% 41,622 20.10% 46,356 26.70% 1,888 21.10% 2007 46,945 17.10% 48,966 17.% 56,4 22.73% 2,351 24.52% 数据来源：国家统计局

冶金行业在经历了几年的快速增长后，未来几年在的影响下增速将放慢。根据国家颁布的《钢铁产业发展》，我国钢铁产业发展将向控制总量增长、推动技术升级和产业布局、产品结构调整转变；新增生产能力将与淘汰落后生产能力相结合，原则上不再大幅度扩大钢铁生产能力。投资的放缓将影响该行业变频器市场容量的进一步扩大。

高压变频器在钢铁行业的应用主要是各类钢材轧机、炼钢过程的水循环系统、矿石和燃料输送装置、矿渣输送装置、高炉鼓风等。2007年我国冶金行业的高压变频器市场容量约为3.1亿元。 3.石化和化工行业

石化行业是一个国家经济发展的动脉。2007年我国汽油产量为5994万吨，同比增长7.2％；柴油产量为12370万吨，同比增长6.2％；煤油产量为1153.3万吨，同比增长19％。2007年我国汽油出口量同比增长32.4％，汽油净出口量达441.5万吨；柴油则出现进口量增长超过一倍，出口呈现减少的态势。柴油净进口量达96.2万吨。汽车销售市场的扩大是汽、柴油消费最主要的推动力，乙烯工业的发展则使化工用油进一步上升。

表9：2001－2007年中国石化行业主要产品产量

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 汽油（万吨） 4154.7 4320.8 4790.9 5249.8 5409.2 5594.8 5994.3 柴油（万吨） 7485.7 7706.1 8532.8 10162.1 11079.4 11655.5 12370.3 乙烯（万吨） 445 ―― 611.8 626.6 755.5 940.5 1047.7 数据来源：国家统计局

为满足国内各行业对石化产品的需求，2007年我国石化行业增大了投资力度。石油加工、炼焦、核燃料加工领域全年共完成投资1412亿元，同比增长50.3%。例如，总投资74亿元的江苏如东洋口港液化天然气（LNG）项目首期年处理量350万吨的天然气工程在2007年5月由国家正式批准建设，预计2011年建成投产。

在石化行业，高压变频器主要应用于各类泵、压缩机和公用工程方面。2007年高压变频器产品在石化行业的市场容量约为2.9亿元。 4.市政行业

市政行业关系到百姓日常生活的方方面面，主要包括供水、采暖、燃气、废水处理系统等。据国家统计局统计，在全国的800个城市，45,000个乡镇中，较大的城市均设有燃气系统，北方的城市均设有供暖系统，所有城市和绝大多数乡镇均设有供水系统。

2007年我国水利、环境和公共设施管理业完成投资9177亿元，同比增长 22.3%。至2007年底，我国城市污水处理厂日处理能力达7000万立方米，比上年末增长10.0%；城市污水处理率达到59.0%，提高3.3个百分点；集中供热面积28.5亿平方米，增长7.1%；建成区绿化覆盖率达到36.0%，提高1个百分点。

我国市政工程建设中，关于“水”系统的建设项目居多。由于我国基础薄弱，水资源匮乏，在未来的几年中，我国仍将建立一系列的供水工程机污水处理工程，以提高供水综合能力和水资源的利用率，满足日益增长的居民生活用水及工业用水的需求。

变频器产品在市政行业主要应用于风机和泵类负载。在市政供水系统中，主要负载包括供水泵和取水泵，变频器容量一般为75KW至2,500KW，其中，超过750KW通常采用中压变频器和高压变频器。

2007年高压变频器在市政行业的市场容量约为1.6亿元。 5.煤炭行业

煤炭是中国的基础能源，在一次能源构成中占70％左右。“十一五”规划建议中进一步确立了“煤为基础、多元发展”的基本方略，为中国煤炭工业的兴旺发展奠定了基础。作为全球第一大产煤国，2007年我国煤炭工业保持了速度较快、结构改善、效益较好、运行较稳的良好发展势头，行业经济运行质量继续提高，大型煤炭企业集团进一步做强。整体看，我国煤炭行业呈现局部供不应求的形势，局部地区、部分煤种、个别时段出现供应偏紧。2007年我国煤炭行业原煤产量达25.36亿吨，同比增长6.87％。

过去几年国家对煤炭行业的宏观力度有所增强，关停并转小型煤窑，支持煤炭企业通过行业整合做大做强。2007年11底，国家发布了《煤炭产业》，明确鼓励大型煤业集团的加快项目建设，进一步增强优势企业的竞争力，有利于提升行业可持续发展能力。

长期以来，电力、冶金、化工和建材4个行业是主要耗煤行业。这4大行业煤炭消耗量约占总消耗量的70％左右，其中电力行业煤炭消费量占总消耗量的50％以上。关于这4个行业的发展现状，请参考本节其它部分相关内容。 2007年煤炭行业经济运行表现为三个基本特点：

Ø产销衔接总体平衡，安全产能增加，节能减排工作取得积极进展； Ø行业整体效益继续增长； Ø应用的设备技术水平持续提高。 数据来源：国家统计局

煤炭行业是我国能源基础行业,欲使其从劳动密集型继续向技术密集型转变，走新型工业化道路,必须继续大力推广高新技术,提高设备的运行效率和自动化控制水平。作为一种强弱电混合、机电一体的综合性技术,变频器产品近年来的技术进步和应用普及化为煤炭企业正在进行的工业现代化高产、高效建设提供了良好契机。

高压变频器主要用于煤炭行业的矿井提升机、输送机、风机（包括主通风机和局部通风机）以及水泵等。在上述设备中采用变频器可以再起到节电效果的同时提高设备运行稳定性和可靠性。

2007年高压变频器在煤炭行业市场容量约为0.9亿元。 6.油气钻采行业

作为重要能源和优质化工原料之一，石油是关系国计民生的重要战略物资，石油工业是我国国民经济的重要基础产业。根据国家统计局数据，2007年中国原油产量1.87亿吨，同比增长1.63％。2001至2007年我国原油产量趋势见下图。

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中国的石油需求十分可观，被视为近五年来国际油价大涨的关键因素。目前中国已取代日本成为全球第二大石油消耗国（仅次于美国），预计10年内中国的石油需求将从目前的每日600万桶再增加近一倍。十年前中国进口石油占整体石油需求的比例仅6%，现在已经提高到三分之一，到2020年预计我国将有60%的石油要依赖于进口。

天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称，是优质燃料和化工原料。全球能源战略和可持续发展战略是催生天然气消费需求的主要推动力，降低石油消费和大力推广清洁能源使天然气的消费，使天然气在全球能源消费中的比例逐渐增加，由1973年的16%提高至2006年的23.7%，而石油消费由1973年的45%下降至35.8%。

天然气行业作为我国国民经济的基础能源性行业，为国家的经济和社会发展提供了重要的基础保障。由于环保对清洁能源需求的加大，加之受高油价的影响，天然气产业已成为一个新的经济增长点。自“八五”规划以来，我国天然气行业进入高速发展时期。随着骨干管道的建成，天然气消费迅猛增长。如上图所示，近几年，我国天然气行业飞速发展，天然气产量年增长率近20％。2007年1-11月，中国石油天然气开采行业累计实现工业总产值726,174,178千元，比上年同期增长了4.82%；累计实现产品销售收入767,905,515千元，比上年同期增长了6.98%；累计实现利润总额334,817,296千元，比上年同期下降了7.72%。 2007年油气钻采行业的高压变频器市场容量约为0.6亿元。

变频器的应用领域

变频调速技术以其优异的调速性能、高效率、高可靠性在各行各业有着广泛的应用 现举例如下：

冶金－－轧钢机、辊道、高炉风机、泵、起重机械、高炉送料、钢厂抛光等。 轧钢制线－－拉线机、卷绕机、鼓风机、泵、起重机械、定长剪切、自动送料 钢铁－－轧机、辊道、风机、泵、起重机、钢包车、转炉倾动等。 电线业－－拉丝机、卷绕机、鼓风机等。

化工－－挤压机、胶片传送带、搅拌机、离心分离机、压缩机、鼓风机、喷雾器、泵等。 石油－－输油泵、电潜泵、注水泵、抽油机等。

化纤和纺织－－纺纱机、精纺机、织机、梳棉机、浆纱机、空调、鼓风机、泵类等。 汽车制造业－－传送带、搬运车、涂料搅拌、空调、电瓶车等。 机床制造业－－车床、龙门刨、铣床、磨床、机械加工中心、剃齿机等。 电子制造业－－空调、风机、泵、空压机、注塑机、传送带等。 造纸业－－造纸机、造纸机械、风机、泵、粉碎机、搅拌机、鼓风机等。 食品－－制面机、制点心机、传送带、搅拌机等。 煤气、自来水－－压缩机、鼓风机、泵、搬运机等。

水泥－－回转窑、起重机械、鼓风机、泵、主传动电机、传送带、振动给料机、立窑风机等。 矿业－－泥浆泵、传送带、提升机、切削机、掘削机、起重机、鼓风机、泵、压缩机等。 交通－－电动汽车、电力机车、船舶推进、装卸机械、空压机、电缆车等。 如 十字路口的红绿灯,会用到PLC,进行编程

装卸搬运－－自动仓库、搬运车、传动设备(如粉体运送器、输出传送带)等。 建筑－－电梯、传送带、空调设备、鼓风机、泵等。

塑胶－－橡胶截断机、注塑机、压出机、塑料薄膜生产线等。 生活、服务－－空压机、缝纫机、电风扇、工业及家庭用洗衣机等。 物流－－立体车库、自动仓库、传送带等。

电力－－锅炉鼓用鼓风机、给水泵、离心混料机、传送带、扬水发电站、飞轮等。 宾馆酒店、大厦－－空调系统、电梯等。 农业－－制茶机、水泵、离舍通风、粮库通风等。

制茶机包括 揉茶机\\烘茶机\\烘干机 (与搅拌机同样原理可做;若另有烘干则不行) 试验研究－－电机对拖试验实验装置、主轴实验装置、离心分离机等。 胶水行业:会用到 三辊机(用自动跟踪技术15%左右效果)\\ 搅拌机 纺织行业:泵类 空压机 (可做节能) 其他是调速保护的作用 饲料行业: 风机 搅拌机 粉碎机 等

它的应用领域包括：锅炉鼓风、引风机、排风机、食品机械、化工机械、建筑机械、轻工机械、制药机械、塑料机械、加工机械、冶金机械、输送设备、钻井机械、化工厂、化纤厂、治金厂、铸造厂、印染厂、纺织、制药厂、塑料厂、水泥厂、矿井，各行各业的工厂，根据它们工艺要求，会派上不同的用场。提升机、皮带传送、送风机，引风机，给料系统，注塑机，挤塑机，油田磕头机，可以说每一个行业的每一个生产工艺中，都能用上变频器。不同的行业，凡是生产工艺需要调速或为了节能的需要都可以广泛选用变频器。

变频器应用领域:

火力发电：引风机、送风机、吸尘风机、压缩机、排污泵、锅炉给水泵等

冶 金：引风机、除尘风机、通风机、泥浆泵、除垢泵等

石油、化工：主管道泵、注水泵、循环水泵、锅炉给水泵、电潜泵、卤水泵、引 风机、除垢泵等

市政供水：水泵等

污水处理：污水泵、净化泵、清水泵等

水泥制造：窑炉引风机、压力送风机、冷却器吸尘风机、生料碾磨机、窑炉供气风机、冷却器排风机、

分选器风机、主吸尘风机等

造 纸：打浆机等

制 药：清洗泵等

采矿行业：矿井的排水泵和排风扇、介质泵等

其 他：风洞试验等