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      港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能的實現(xiàn)與技術(shù)分析

      2018-01-29 13:36:37韓亮
      中國設(shè)備工程 2018年21期
      關(guān)鍵詞:皮帶機港口煤炭

      韓亮

      (唐山曹妃甸實業(yè)港務(wù)有限公司,河北 唐山 063200)

      科學技術(shù)發(fā)展的同時,皮帶機逐漸應(yīng)用到港口傳輸中,幫助港口減輕人力傳輸壓力,同時也提升了港口傳輸?shù)男?,為其?chuàng)造更多經(jīng)濟效益。皮帶機傳輸方面存在一些不足。要改進港口皮帶機傳輸系統(tǒng)能源過度消耗、系統(tǒng)效率低下以及傳輸資本增加等問題,實現(xiàn)港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能是當前關(guān)注的焦點。

      1 港口皮帶機傳輸系統(tǒng)重要性

      實現(xiàn)港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能,必須掌握港口皮帶機傳輸系統(tǒng)的細節(jié),正視其對港口發(fā)展與必須節(jié)能處理的意義。港口是運輸?shù)闹饕緩街唬劭趥鬏斏婕胺N類眾多,并且數(shù)量龐大,尤其是煤炭、礦石等,都是以散貨堆場的方式傳輸。皮帶機正常傳輸至少由兩臺電機的支持,但是電機運行會消耗大量電能,一直困擾著皮帶機傳輸節(jié)能發(fā)展。皮帶機傳輸幫助港口真正發(fā)揮出其交通樞紐的作用,并且可以實現(xiàn)鐵礦石、集裝箱、糧食以及煤炭等統(tǒng)籌運輸,尤其是當前已經(jīng)建立專門煤炭、集裝箱運輸系統(tǒng),也推動了港口傳輸?shù)倪M步。港口傳輸中皮帶機系統(tǒng)非常重要,但是現(xiàn)在存在很多問題,尤其是皮帶機傳輸時間不固定,大部分處于空載狀態(tài),或者貨物較少,傳輸效率低下,電動機在傳輸期間一直處于運行狀態(tài),電能消耗不會因為傳輸貨物減少而降低,所以整體上電動機電能消耗大,系統(tǒng)功率一直處于低下狀態(tài),能量損耗嚴重。節(jié)能減排作為全世界關(guān)注的焦點,皮帶機傳輸也著手探索節(jié)能措施,皮帶機傳輸?shù)墓?jié)能處理不僅幫助港口科學控制傳輸成本,同時也節(jié)省很多能源,提升港口傳輸?shù)母偁幜εc工作效率,對港口傳輸發(fā)展非常關(guān)鍵。

      2 港口皮帶機傳輸系統(tǒng)

      港口傳輸發(fā)展中,皮帶機傳輸系統(tǒng)主要包含四個組成系統(tǒng):現(xiàn)場級、控制級、監(jiān)控級、管理級。這些系統(tǒng)組成幫助皮帶機實現(xiàn)集中操作與傳輸,同時分等級管理系統(tǒng),分而自治的形式提高了管理質(zhì)量。

      現(xiàn)場級:所謂現(xiàn)場級即針對皮帶機傳輸?shù)目刂品矫妫劭趥鬏斶^程中必須對現(xiàn)場時刻控制,尤其是電動機等電能設(shè)備附近。皮帶機傳輸需要電氣控制系統(tǒng)的支持,同時還要依靠電動機的驅(qū)動系統(tǒng)以及皮帶機自身的輸送系統(tǒng)?,F(xiàn)場級電氣控制以控制器(PLC)作為核心,控制邏輯運行系統(tǒng),從而實現(xiàn)現(xiàn)場級的控制。驅(qū)動系統(tǒng)的控制,分別從鼠籠式三相異步電動機、皮帶機的減速器以及傳輸?shù)満掀髦?。皮帶機輸送期間,輸送帶是輸送載體,滾筒與拉緊裝置等是輔助主體。

      控制級:對于控制級系統(tǒng)需要運行員的正確操作,以操作站為中心,積極與計算統(tǒng)計站、工程師站等協(xié)作,將皮帶機傳輸設(shè)備安裝至控制室。皮帶機系統(tǒng)設(shè)備作為港口主要傳輸設(shè)備,具備分布廣泛、設(shè)備多樣以及距離遠等特點,同時可以實現(xiàn)實時傳輸。皮帶機運輸中細節(jié)監(jiān)控非常重要,利用監(jiān)控系統(tǒng)對其全方面、多角度、五位一體監(jiān)控。根據(jù)不同控制點展開級別控制,保證傳輸鏈正常傳輸。皮帶機的每條傳輸皮帶都具備獨立監(jiān)控系統(tǒng),同時也是組成現(xiàn)場監(jiān)控級的關(guān)鍵。皮帶擁有自動開關(guān)機功能,這些功能的執(zhí)行都是以控制分站操作,尤其是現(xiàn)場皮帶傳輸?shù)尿?qū)動,電氣設(shè)備運行等。監(jiān)控級控制系統(tǒng)中,所有控制點都會連接雙絞線,將雙絞線共同連接在總線上,便于主控計算機的監(jiān)控與控制,通過分層監(jiān)控、系統(tǒng)管理的方式,確保皮帶機的正常傳輸。

      管理級:港口的管理者是管理級的執(zhí)行單位,主要是對不同港口皮帶機傳輸情況不定期檢測,并且統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù),將歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)對比分析等,為管理者提供更多管理幫助。

      皮帶機傳輸特點明顯,傳輸負載量非常大,同時性能參數(shù)理想,可以實現(xiàn)港口的寬帶化與高速化傳輸,并且長度也在不斷增加。擴大港口裝機容量,科學劃分皮帶機的輸送機類型,取料、堆料等分類管理,當然能耗大、資金多等還需要進一步完善。

      3 港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

      港口皮帶機傳輸系統(tǒng)的運行,為港口傳輸發(fā)展帶來更多機遇。但是在APEC會議召開之后,針對皮帶機傳輸耗能問題重新思考,需要滲透更多節(jié)能技術(shù),幫助皮帶機節(jié)省能源,為可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

      3.1 振動給料器、流量控制器

      皮帶機傳輸期間需要不斷給料,并且傳輸流量逐漸增加。尤其是煤炭運輸過程中,皮帶機傳輸系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)煤炭分布不均的現(xiàn)象,造成煤炭傳輸期間負載平均值不穩(wěn)定,驅(qū)動器消耗的能量忽高忽低。對于這方面需要在皮帶機傳輸設(shè)備上增加振動給料器、流量控制器,幫助皮帶傳輸,科學控制傳輸流量。在煤炭傳輸期間,以振動給料器為其增添煤炭,控制好煤炭重量,并且保證給料的及時與連續(xù),這樣翻車機房的能耗會更加均勻,同時也會均衡應(yīng)用電能。當然皮帶傳輸沿線也需要控制好煤炭均勻量,這就需要自動控制技術(shù),對傳輸帶上的煤炭流量及時控制。要系統(tǒng)控制流量,緊密與監(jiān)控級相聯(lián)系,監(jiān)控皮帶機傳輸?shù)默F(xiàn)場作業(yè),確保傳輸?shù)浇K點翻缷或者取料等量值均衡。打造良性循環(huán)控制系統(tǒng),保證與監(jiān)控系統(tǒng)匯集成運輸鏈條,確保運行鏈條的穩(wěn)定性,合理降低皮帶機傳輸能量消耗,智能化監(jiān)控模式進一步提升出皮帶機傳輸效率。

      3.2 智能電機運行技術(shù)

      電機運行是支撐皮帶機傳輸正常工作的主要動力,同時也是能耗控制的關(guān)鍵。皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能的同時,必須提高對電機的重視,以適當手段減少電機運行能耗,為電機運行增添智能化技術(shù),為皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能提供更多條件。港口運輸期間,皮帶機驅(qū)動系統(tǒng)至少需要兩臺以上的電機,尤其是大型港口傳輸作業(yè)。皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)與智能電機運行技術(shù)相結(jié)合,幫助電機控制運行功率,并且為大型港口皮帶機傳輸提供更多驅(qū)動力。港口皮帶機傳輸作業(yè)過程中,因為傳輸運行不可避免會遇到一些摩擦或者剮蹭等,導致皮帶機受到損壞,其承載負荷也會隨之減小,并且很多皮帶機傳輸經(jīng)常出現(xiàn)空載現(xiàn)象,即便多臺電機共同驅(qū)動,但是空載并沒有任何收獲,因為電機運行效率也隨之降低。以增減電機技術(shù)為基礎(chǔ),利用電機運行期間的負荷變化,控制電機運行數(shù)量,保證電機運行功率能夠一直與運行負載相匹配,實現(xiàn)皮帶機傳輸最優(yōu)化。皮帶機傳輸取料過程中,電機做好準備工作,取料結(jié)束馬上停止運行,一旦皮帶機處于空載狀態(tài),及時減少電動機的運行,從而達到皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能的目的。

      3.3 皮帶機傳輸電壓控制技術(shù)

      皮帶機傳輸期間,電機通過電壓作用驅(qū)動其運行。通過對電機學方面的了解能夠知道,電機運行過程中運行效率以及功率因數(shù)都是通過電機最佳負載實現(xiàn)。電機負荷滿載運行,電機運行功率也會發(fā)生變化,主要表現(xiàn)為因數(shù)增加,電壓運行中電流出現(xiàn)滯后,同時相位角也會逐漸減小。電機運行功率因數(shù)的變化,與電機負載率變化有直接關(guān)系,負載率下降、電機功率因數(shù)下降。皮帶機一旦出現(xiàn)空載現(xiàn)象,電機的功率將會下降,同時無功功率增加,電機便會損耗大量電能。電壓控制技術(shù),及時控制電機功率變化,協(xié)調(diào)電機與功率因數(shù)之間的關(guān)系,從電機接入端口的電壓,控制負載電流變化,確保皮帶機的正常傳輸。

      3.4 電機運行增減技術(shù)

      皮帶機傳輸?shù)闹饕?qū)動力,電機在運行過程中也需要加入增減技術(shù),有效控制電機運行,實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。增減電機運行技術(shù)在科學技術(shù)發(fā)展下已經(jīng)逐漸成熟,并且當前應(yīng)用范圍廣泛。增減電機運行技術(shù),比較適合系統(tǒng)性的驅(qū)動裝置,以承載負荷變化,自動投入運行,同時還需要與上述自動控制相結(jié)合,自主控制電機運行數(shù)量。較大碼頭港口非常需要這種技術(shù),尤其是煤炭運輸期間,很好的控制空載現(xiàn)象,改造驅(qū)動作業(yè)形式,實現(xiàn)節(jié)能目的。

      4 港口皮帶機傳輸節(jié)能啟示

      港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研究,為港口節(jié)能發(fā)展創(chuàng)造更好的平臺,同時也升級了港口皮帶機傳輸功能,提升傳輸效率。煤炭、礦石等資源都必須以皮帶機傳輸形式實現(xiàn),節(jié)能技術(shù)節(jié)省更多傳輸成本,以系統(tǒng)鏈條的方式實現(xiàn)連續(xù)、循環(huán)傳輸,并且控制能源消耗,為港口獲得更多傳輸效益。

      5 結(jié)語

      綜上所述,生態(tài)節(jié)能理念的貫徹落實,港口皮帶機傳輸系統(tǒng)必須滲透節(jié)能技術(shù),全面對節(jié)能技術(shù)分析,發(fā)現(xiàn)其幫助港口實現(xiàn)了資源節(jié)約以及可持續(xù)發(fā)展的同時,更為我國運輸業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件,為港口運輸?shù)目茖W化、現(xiàn)代化、信息化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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