許源遠

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及國際貿(mào)易的不斷加強，我國的海外貿(mào)易總量在逐年增加。海運是我國貿(mào)易進出口的重要渠道。在港口碼頭大宗散裝貨物的輸送中多采用的是長距離帶式輸送機來進行貨物的運輸，由于輸送機在工作時多數(shù)時間都處于未滿載的情況，從而使得輸送機在工作中經(jīng)常處于“大馬拉小車”的情況，從而導(dǎo)致輸送機能耗大幅增加。為降低輸送機的能耗應(yīng)當對輸送機工作中的具體工況進行分析，以便對輸送機的工作電機進行合理地控制。

關(guān)鍵詞：輸送機；電機；節(jié)能

中圖分類號：TM434 文獻標識碼：A

港口碼頭裝卸設(shè)備是港口碼頭中的重要設(shè)備，同時也是港口碼頭能耗的重點。輸送機是碼頭機械設(shè)備中的重要組成部分，其主要被用于對散裝貨物進行長距離的輸送，在輸送機工作的過程中，其電機在設(shè)計時是按照滿載情況進行設(shè)計的，從而導(dǎo)致輸送機在運行時常常會出現(xiàn)設(shè)計功率高于實際傳動功率的情況，從而導(dǎo)致輸送機的能耗增加。為降低輸送機的能耗，應(yīng)當在分析輸送機工作特點的基礎(chǔ)上做好對于電機工況的控制，以實現(xiàn)輸送機運行電機的節(jié)能。

1.輸送機工作高能耗分析

輸送機是港口碼頭工作的重要設(shè)備，其在工作時在以下幾種工況下會導(dǎo)致輸送機電機的能耗大幅增加：

（1）在輸送機工作時由于堆、取料機處于不同的位置，從而導(dǎo)致輸送機皮帶上的輸送料長度變化較大，導(dǎo)致輸送機的運行負載變化較大，無法處于滿功率運行。

（2）在輸送機工作時輸送機上所輸送的物料遠遠低于其設(shè)計能力，從而導(dǎo)致輸送機的能耗增加。

（3）在輸送機工作的過程中所出現(xiàn)的較長的無料段會導(dǎo)致輸送機的傳動功率需求量遠遠低于輸送機的實際輸出功率，造成輸送機的能耗增加。

（4）在輸送機工作的過程中，不同的物料需要不同的傳動功率，比如礦石的堆積密度約為煤炭密度的3倍左右，如使用礦石的傳動功率來進行煤炭的輸送將會導(dǎo)致輸送機的傳動功率遠遠大于其所需要的傳動功率，從而導(dǎo)致輸送機能耗的增加。輸送機設(shè)計之初多考慮的是滿載工作的情況，但是在上述情況下輸送機的電機要遠遠低于滿載的工況，從而導(dǎo)致輸送機能耗的增加。針對這一情況應(yīng)當采用相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)來降低上述情況下的電機的輸出功率降低輸送機的能耗。

2.輸送機電機節(jié)能技術(shù)

在傳統(tǒng)的輸送機工作中，不論輸送機是否處于滿載運行，輸送機中的全部電機都在參與運行，因此，為降低輸送機的能耗，應(yīng)當從控制參與傳動的電機數(shù)量入手，以使得輸送機的實際傳輸功率與其輸送功率相匹配，降低輸送機的能耗。

2.1 做好輸送機電機增減時機的判定

在散裝碼頭所使用的輸送機中，其在設(shè)計之初就設(shè)定為所有電機都參與運行，但是此種運行方式將會使得輸送機在負載較低時產(chǎn)生較大的能耗，因此為降低輸送機的能耗應(yīng)當根據(jù)輸送機的負載來降低輸送機工作電機的數(shù)量。做好輸送機工作電機的數(shù)量控制可以采用以下幾種方法：

（1）對于散貨堆場來說，根據(jù)輸送機上所輸送料的長度不同輸送機上的負載不同，因此可以根據(jù)堆取料及的位置來確定是否需要減少輸送機中的工作電機的數(shù)量，檢測堆取料機的位置可以采用開關(guān)檢測的方法進行，此種方法具有簡便、改造成本低等的特點，且能夠在電機數(shù)量較少的輸送機上發(fā)揮出較強的效果，但是不足之處是當輸送機電機數(shù)量較多時僅減1～2臺的電機并無法發(fā)揮出良好的節(jié)能效果。此外在檢測輸送機上物料位置時還能夠通過采用編碼器來檢測確定輸送機上的堆取料機的工作位置，而后將檢測到的位置經(jīng)過PLC的計算后來確定輸送機中電機的增減數(shù)量，此種方法在輸送機中控制多電機的增減時能夠發(fā)揮出良好的效果。此外，還可以使用GPS檢測技術(shù)來實現(xiàn)輸送機位置的確定，以更好地實現(xiàn)對于輸送機中的電機數(shù)量的控制，但是此種方法所需要花費的成本較高。

（2）在輸送機工作電機數(shù)量的增減上還可以通過檢測輸送機電機工作電流的方式來進行控制。在輸送機工作的工程中根據(jù)負載大小的不同，輸送機電機工作時的電流也不盡相同。因此，通過對輸送機電機工作電流進行檢測能夠直接反應(yīng)出輸送機上所輸送的物資的負載的大小，通過對輸送機電機電流進行監(jiān)測，從而判斷是否需要增減輸送機上工作的電機數(shù)量。此外，在輸送機工作的過程中輸送機電機啟動停止時會產(chǎn)生較大的電流波動，在對輸送機電機工作電流進行檢測時為避免波動電流對檢測信息造成影響，可以通過適當?shù)匮娱L輸送機電機電流檢測的時間，通過延時控制以避免輸送機工作電機數(shù)量頻繁的增減，此外通過此種方式還能夠避免輸送機電機長時間過載運行。

（3）控制輸送機電機數(shù)量還能通過對輸送機實際所需要的傳動功率進行計算以控制輸送機電機的增減。此種通過計算輸送機有料段長度和輸送量來計算輸送機傳動所需要的實際傳動功率的大小來決定輸送機中所工作的電機數(shù)量的方式是一種極為有效的控制方式，此種控制方式在散貨碼頭輸送機上有著極為明顯的優(yōu)勢，能夠取得良好的節(jié)能控制效果，在計算輸送機的傳輸功率上較為復(fù)雜，在輸送機傳輸功率的計算上要經(jīng)過詳細的計算以確保計算結(jié)果的準確性。

2.2 做好輸送機電機增減控制的切換

在輸送機工作中減少工作電機數(shù)量的方式可以采用以下幾種方法：

（1）帶式輸送機在進行電機數(shù)量增減時能夠通過控制PLC切斷輸送機電動機供電的方式以減少輸送機電機工作的數(shù)量，在直接斷電后輸送機電機其一整套的傳動裝置將會隨著輸送機的傳送帶在被動地空轉(zhuǎn)，這種空轉(zhuǎn)在為輸送機電機傳動帶來了磨損的同時使得輸送機在運行的過程中負載增加，增加了輸送機的能耗。

（2）除了直接中斷輸送機電機的供電使其不參與輸送機的運動外，還可以通過將輸送機電機的傳動系統(tǒng)更改為超越離合器以實現(xiàn)輸送機電機的便捷增減，通過使用超越離合器可以使其在輸送機電機參與傳動時其起到聯(lián)軸器的作用，而當其不參與運動時，超越離合器能夠有效地保護電機并減少電機的磨損。

某港口碼頭在工作的過程中使用帶式輸送機來進行物料的傳輸，其堆料輸送機的輸送能力能夠達到約7200t/h，而取料機的額定輸送能力則約為3500t/h，在輸送機工作的過程中，按照港口碼頭散貨總量相一致的原則，港口碼頭所堆存的散料應(yīng)當總量一致，但是經(jīng)過計算碼頭的堆料能力是取料能力的越兩倍左右，因此可以通過控制堆料輸送機的輸送速度的方式來使得堆、取量相一致，可以通過對輸送機中的電機數(shù)量進行增減的方式來確保輸送機的正常工作，同時通過減少輸送機電機中的數(shù)量能夠有效地實現(xiàn)輸送機的節(jié)能。此外，在輸送機的改造過程中還可以通過在確保輸送機輸送功率不變的情況下采用“小功率、多電機”的驅(qū)動方案，以更好地實現(xiàn)輸送機的節(jié)能。在某碼頭輸送機其輸送能力約為8000t/h，其實際輸送量和取料機的位置為循環(huán)變量，通過對輸送機輸送能力進行計算能夠取得輸送所需要的功率，通過合理地選擇輸送機的傳動功率，以此來實現(xiàn)對于輸送機減電機運行控制方案的確定，在輸送機工作的過程中其輸送機的裝機容量具有較大的富裕，在輸送機滿載運行時將出現(xiàn)“大馬拉小車”的情況，因此針對這一情況可以通過減少輸送機中的工作電機的方式來減少輸送機的能耗。

結(jié)語

在現(xiàn)今的散裝碼頭作業(yè)中，由于所需要裝卸的貨物較為零散、分散，因此在輸送機的工作中其驅(qū)動電機存在著較為普遍的“大馬拉小車”的問題，從而使得碼頭輸送機在工作的過程存在著能耗大的問題，為實現(xiàn)輸送機的節(jié)能，可以通過采用減電機的方式以使得輸送機的負載與其輸送功率相匹配。此外，在對輸送機設(shè)計改造的過程中可以在確保輸送總功率一定的情況下采用“小功率、多電機”的驅(qū)動方式以使得輸送機能夠取得更為良好的節(jié)能效果。

參考文獻

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