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自動化助力電梯行業進入節能安全新時代
作者: 日期:2011-6-9
        對話北京電機工程協會電梯專業委員會副主任馮國慶

  近年來,隨著我國經濟持續增長、城鎮化建設的加速和房地產行業的進一步發展,城市軌道交通、機場、大型商場等城市建設投入的增加,電梯市場需求量得到迅速增長。然而更值得我們關注的是在市場高速發展的同時,電梯技術也在悄然發生著變化,與北京電機工程協會電梯專業委員會副主任馮國慶的一翻暢談,讓我們領略到電梯行業已然步入關注節能、安全的新時代。

  中國已成為全球電梯最大制造國和最大的電梯市場
  據中國電梯協會統計,近年來,我國電梯的出口年均增長率將保持在35%以上,電梯行業也逐步成為國內比較重要的行業。2008年,我國電梯產量超過21萬臺,年增幅超過20%,產量超過了全世界電梯年產量的50%。2009年,雖然遭受經濟危機影響,在前期出現產量增長下滑的情況,但全年仍取得了可觀的增長。采訪中,馮國慶副主任告訴我們:“早在幾年前,中國已成為全球電梯最大的制造國和最大的電梯市場,并且就當前的發展形式來看,這種優勢將繼續保持下去”。

  雖然連年保持高速增長,但據馮國慶副主任分析,目前我國在用電梯120萬部,平均1100人擁有一部電梯,僅是世界平均水平的一半,離發達國家的人均電梯水平還有很大的差距。因此,長遠看來,我國電梯市場還遠未飽和。一方面,隨著城市化、城鎮化的建設不斷深化,住宅建設、商場、機場、地鐵等項目的建設增多,住宅電梯、自動扶梯、自動人行道的需求會保持穩定。未來50年我國新增住房面積將達到200億平方米。目前國家規定20米以上高樓就應安裝電梯,未來住宅市場的電梯需求量將會非常龐大。另一方面,根據國務院《特種設備安全監察條例》規定,特種設備的強制報廢制度也為我國電梯改造市場帶來了新的機遇。按國外電梯使用壽命慣例,一般日本系列電梯設計壽命為15年,歐美電梯設計壽命為25年,中國電梯的保有量已經超過100萬臺,專家預計今后每年大修改造以及已有建筑加裝電梯的市場容量將保持在12萬臺以上。中國電梯協會預測,未來五年內我國垂直電梯和扶梯市場國內市場和出口市場將分別占整個全球市場的1/2和1/3,我國在今后相當長的時間內仍將是全球最大的電梯市場,年產值超千億元,電梯市場可謂前景廣闊。

  目前,中國電梯行業有400余家整機廠、800余家配件廠,“但我國大型電梯制造企業大多為合資企業,真正具有競爭力的本土企業寥寥無幾。” 馮國慶副主任的話直揭產業發展現狀。在眾多電梯廠商中,中外合資品牌占據絕對市場份額。世界知名的電梯生產企業都在中國投資建廠,如OTIS,Schindler,ThyssenKrupp,Kone,Mitsubishi,Hitachi,Toshiba,Fuji等。目前市場份額中,外資品牌占國內電梯市場的75%左右的份額,民族自主品牌約占25%的市場份額。電梯企業競爭日趨激烈,產品利潤率走低。我國民族自主品牌與外資品牌在資金和品牌上仍存在一定差距,自主品牌企業的發展還任重道遠。

  電梯節能潛力巨大

    據電梯行業協會統計,2005年在我國所有使用的電梯中如果有80%采用節能電梯,全年可以節約耗電122億千瓦時。如果2015年全部采用節能電梯,將節電800億千瓦時。據測算,如果今后10年我國新裝的電梯都采用能源再生變頻器,預計到2018年底,電能總共將節省40.7億千瓦時,二氧化碳排放將減少5100萬噸左右;二氧化硫排放將減少13.2萬噸左右;NOx排放將減少13.2萬噸左右。此外,將減少掩埋15.4億噸煙灰、24.75億噸煤渣,節省946.3億升水,減少開采18.25億噸煤。隨著工業現代化生產規模不斷擴大和人們生活水平不斷提高,電能供需矛盾日益突出,節約電量的呼聲日益高漲。但在我國節能型電梯還占不到總量的5%,我國節能電梯的市場接受度仍然不高。巨大的市場容量,也為節能電梯發展帶來了新的機遇。

  據馮副主任介紹,當前減少電梯能耗的措施是多方面的。主要包括:選擇減小電梯機械系統的慣性和磨擦阻力;驅動系統使用永磁同步電機,因為這種電機其勵磁是由永磁鐵來實現的,不需要定子額外提供勵磁電流,因而電機的功率因數可以達到很高(理論上可以達到1)。同時永磁同步電機的轉子無電流通過,不存在轉子耗損問題,一般比異步電機降低45%~60%耗損。減少能耗的另一途徑是電梯運行過程的能耗控制。利用電梯空載上行、滿載下行時電機處以發電狀態的特性,將再生能量反饋給電網,這種節能措施在高速梯上效果顯著。還有一種節能方案可以在軟件控制中得以實現。如建立實時控制的交通模式,盡量以較少的運行次數來運載較多的乘客,使電梯的停站次數減至最少。減少運行過程能耗的另一措施是將電梯運行中的加減速度模式設置成變參數,即電梯控制系統中運行的速度、加速度以及加速度變化率曲線既隨運行距離變化,也隨轎廂負載變化,通過仿真軟件模擬,確定出不同樓層之間的最佳運行曲線。另外,利用電梯機房在樓頂的優勢,充分利用太陽能作為電梯的補充能源也將是節能電梯未來發展的一大方向。

  面對節能電梯市場的井噴,各大電梯企業都在不斷加大節能電梯的研發,一系列節能電梯涌向市場。目前,中國的節能電梯技術已經達到世界先進水平,產品已經覆蓋了2.0m/s以下的乘客電梯,3000kg以下的載貨電梯,而且節能電梯市場每年成倍增長。


  如西子奧的斯研發的Regen銳進能源再生電梯實現了能源再生技術以“清潔電能”的形式回饋同樓宇電網,Regen銳進能源再生電梯比傳統非能源再生電梯平均綜合節約50%的電能,最高達到70%的能源節約效果。2009年,上海三菱在中國市場推出了可變速電梯,電梯的運行速度可以根據電梯的負載實時改變,使得電梯的運行效率得到了進一步的提高。

  電梯安全倍受關注

  電梯的安全問題直接關系到人的生命安全,所以一直以來電梯安全都備受重視。在今年的3月1日,新《電梯技術條件》國家標準正式實施,新標準重點突出要確保電梯安全、方便使用。不僅如此,還對制造電梯的材料做了具體規定,要求具有良好的質量,具備供電系統斷相、錯相保護裝置或保護功能,來增加電梯的安全性。另外,新標準還專門針對乘客電梯的安全條件提出要求,如:電梯轎廂的平層準確度應控制在正負10毫米范圍內;電梯正常運行時,層門應不能打開;電梯轎廂內應設置乘客易于識別和觸及的報警裝置,報警裝置應采用一個對講系統,能與救援服務持續聯系;電梯信號顯示應清晰、正確等。

  在采訪中,馮副主任也多次提及電梯安全、故障問題。為了防止由于電梯損壞或駕駛人員操作不當而發生事故,按國家有關規定,電梯都應裝剎車(控制電梯曳引機器部分起動停止的制動器,可使電梯的轎廂及時停止上升或下降)、限位開關、越程開關、緩沖器、安全鉗、限速器、安全門、門電開關、門聯鎖、安全接地裝置、限速鋼絲繩開關、電梯配重裝置等安全裝置,以確保電梯的安全運行。

  而為了解決電梯困人故障問題,當前根據客戶需求電梯廠商可為電梯增加遠程監視系統,這一系統集通訊、故障診斷、微處理機為一體,可以通過市話線傳遞電梯的運行和故障信息到遠程服務中心(即電梯遠程監控維修中心),使維修人員隨時可以了解電梯的運行狀態和發生故障的問題所在,減少了維修服務的成本和時間。而對電梯運行狀態的實時監控,可實現電梯的預維護,減少電梯的故障安全問題。
  后記:當前,自動化產品如控制器、變頻器、傳感器、繼電器、安全產品等在電梯行業有著廣泛的應用,電梯技術的發展也讓我們意識到電梯行業對于自動化產品的需求也將隨之發生相應的變化。變頻器在電梯運行中主要用于控制電動機的速度,即控制電梯的升降的加速度,作為調速作用,使加速度穩定,就是速度穩步上升或下降,從而增加了舒適感。當前針對電梯對于節能的需求,具有能量回饋制動單元是對于變頻器的新需求。而電梯對于安全問題的日益重視,也將需要自動化廠商提供更加安全、可靠、適用的安全開關、繼電器、安全光幕、傳感器等多種自動化安全產品。

  另外,隨著計算機技術、通訊技術與控制技術的發展使智能建筑成為現實,而電梯是智能建筑中的重要部分,其技術發展及智能化程度也倍受世人關注。智能化的電梯要與智能大廈中所有自動化系統聯網,如與樓宇控制系統、消防系統、保安監控系統等交互聯系,使電梯成為高效優質、安全舒適的服務工具,這也將催生現場總線技術、無線技術等新型工業通訊技術在電梯行業的應用。

  中國電梯行業已進入成熟發展時期,這無疑為自動化產品帶來了廣闊的市場空間,但同時也伴隨著激烈的市場競爭,把握電梯技術未來發展趨勢,提供更具針對性的高性價比產品無疑是自動化廠商能打贏這場沒有硝煙的戰爭的關鍵所在。
 
 
 

 

 

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