糧食皮帶機(jī)分段運(yùn)行節(jié)能方法的研究

王景起

(天津港第二港埠有限公司 天津300456)

糧食皮帶機(jī)分段運(yùn)行節(jié)能方法的研究

王景起

(天津港第二港埠有限公司 天津300456)

天津港二公司是天津港最早從事散糧作業(yè)的碼頭公司，引進(jìn)了英國(guó)西蒙公司的皮帶機(jī)等成套設(shè)備。近年來(lái)，由于皮帶機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，能耗十分巨大。港口皮帶機(jī)的能耗主要由水平運(yùn)輸物料消耗的基礎(chǔ)電能，皮帶機(jī)在啟動(dòng)階段、卸船機(jī)跑車(chē)過(guò)程以及清艙階段的無(wú)物料空轉(zhuǎn)運(yùn)行所消耗的電能兩部分構(gòu)成。提出采用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，借鑒節(jié)能扶梯的工作原理，通過(guò)流量傳感器檢測(cè)皮帶機(jī)通過(guò)的實(shí)際物料流量，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶機(jī)運(yùn)行速度的功能，使皮帶機(jī)具有額定速度和較低速度兩個(gè)檔位，從而實(shí)現(xiàn)作業(yè)能耗的降低。

分段運(yùn)行 節(jié)能 糧食皮帶機(jī)

天津港二公司是天津港最早從事散糧作業(yè)的碼頭公司。該公司由英國(guó)西蒙公司引進(jìn)皮帶機(jī)，其具有作業(yè)效率高、能耗低、污染小的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，隨著設(shè)備使用年限的增加，以及天津港糧食吞吐量的持續(xù)快速增長(zhǎng)，該公司皮帶機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，能耗十分巨大。在天津港集團(tuán)公司大力推行“美麗港口·一號(hào)工程”的新形勢(shì)下，深入探索皮帶機(jī)節(jié)能降耗的有效方法，減少皮帶機(jī)電耗，對(duì)企業(yè)提質(zhì)增效，建設(shè)綠色低碳港口均具有重要意義。

1 港口皮帶機(jī)節(jié)能技術(shù)研究現(xiàn)狀

港口皮帶機(jī)的能耗主要由兩部分構(gòu)成：一部分是水平運(yùn)輸物料消耗的基礎(chǔ)電能，這是不可避免的能耗；另一部分是皮帶機(jī)在啟動(dòng)階段、卸船機(jī)跑車(chē)過(guò)程以及清艙階段的無(wú)物料空轉(zhuǎn)運(yùn)行所消耗的電能，屬于冗余消耗的電能。皮帶機(jī)空轉(zhuǎn)除了造成不必要的耗能外，其軸承、托輥等部件的高速運(yùn)轉(zhuǎn)還會(huì)加劇機(jī)械磨損，影響設(shè)備的使用壽命。

國(guó)內(nèi)的京唐港曾提出一種皮帶機(jī)逆向啟動(dòng)方法，即先啟動(dòng)上級(jí)給料設(shè)備，再啟動(dòng)下級(jí)輸送設(shè)備，并精確計(jì)算出每段皮帶機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，避免了皮帶機(jī)啟動(dòng)階段的能耗。天津港焦炭碼頭公司研制出一套皮帶機(jī)自動(dòng)限流裝置，使焦炭長(zhǎng)廊的料流更均勻，運(yùn)行更平穩(wěn)，在節(jié)能降耗上取得了理想的效果。大連港采用“增減電機(jī)技術(shù)”，根據(jù)皮帶機(jī)實(shí)際承載物料的重量，適時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用的數(shù)量，使負(fù)載與電動(dòng)機(jī)功率相匹配，解決了皮帶機(jī)“大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能目的。

2 系統(tǒng)改造方案

二公司目前在用皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)淖钪饕涱?lèi)為大豆、玉米等散糧貨類(lèi)，帶速約為2.5 m/s，設(shè)備運(yùn)行方式仍沿用傳統(tǒng)的順向啟動(dòng)方式，平均單噸能耗約為0.74kWh/t。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

采用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，借鑒節(jié)能扶梯的工作原理，控制系統(tǒng)通過(guò)安裝在上級(jí)皮帶機(jī)下料溜管內(nèi)的流量傳感器檢測(cè)皮帶機(jī)通過(guò)的實(shí)際物料流量，并通過(guò)控制器改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶機(jī)運(yùn)行速度的功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。但是，為不影響正常的接卸效率，保持作業(yè)效率最大化，皮帶機(jī)只需具有額定速度和較低速度兩個(gè)檔位即可滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

圖1 皮帶機(jī)變速控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 System structure of variable speed control of belt conveyor

2.2 控制方式

該兩段式節(jié)能控制系統(tǒng)使用LabVIEW軟件進(jìn)行編程開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)能夠分別顯示皮帶機(jī)的在線運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制。當(dāng)流量傳感器檢測(cè)到實(shí)際料流量低于系統(tǒng)的設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使皮帶機(jī)降為1段速度(低速)運(yùn)行。當(dāng)實(shí)際料流恢復(fù)正常作業(yè)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)變?yōu)?段速度(正常速度)運(yùn)行。

在中控室設(shè)置控制站，采用PLC作為控制核心，系統(tǒng)包括起停、制動(dòng)及其他保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作方式的切換。系統(tǒng)的交互界面簡(jiǎn)潔友好，可操作性強(qiáng)，控制方便，操作界面如圖2所示。

圖2 皮帶機(jī)兩段式變速控制系統(tǒng)Fig.2Two-segment variable speed control system of belt conveyor

3 結(jié) 論

系統(tǒng)改造后，在2016年2月對(duì)“天使美麗”輪的接卸過(guò)程進(jìn)行了實(shí)際運(yùn)行測(cè)試。全船接卸作業(yè)共計(jì)51.4 h，皮帶機(jī)低速運(yùn)行時(shí)間為9.1 h，占總接卸時(shí)間的17.7%，應(yīng)用該系統(tǒng)后，皮帶機(jī)的平均單噸能耗降低12.73%，在節(jié)能降耗方面效果顯著。

［1］ 張佩良.皮帶運(yùn)輸機(jī)皮帶撕裂原因探析及防治[J]. 工業(yè)B，2015(5)：285.

［2］ 孫擁軍，張麗華，曲浩瀚，等.大流量糧食皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械工程師，2010(9)：139-140.

［3］ 何常青，李亞鵬，張兵.全密封大流量糧食皮帶機(jī)新型從動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 科技資訊，2012(1)：77-78.

Energy Saving Methods for Fragment Running of Grain Belt Conveyor

WANG Jingqi
(Tianjin Harbour Second Stevedoring Co.， Ltd.，Tianjin 300456，China)

Tianjin Harbour Second Stevedoring Co.， Ltd. is the first company specialized in bulk grain wharf operations in Tianjin Port. It has introduced British Simon’s belt drive and other equipment. In recent years，long-term overload of conveyor belt has caused huge power consumption. The energy consumption of belt conveyor is mainly composed of two parts，namely，basic power consumed by the horizontal transport of materials，and other processes consumed in belt conveyor startup phase，unloader car idling operation and no material tank cleaning stage. Variable frequency drive technology was presented in the paper. Learning from energy-saving operating principle，this technology is able to detect actual flow of material through belt with flow sensor and changing motor speed to realize the automatic adjustment of belt speed，enabling the belt with rated speed and lower speed to cut energy consumption.

fragment running；energy saving；grain belt conveyor

TS21

：A

：1006-8945(2016)08-0044-02

2016-08-01