文|西藏自治區(qū)質量技術監(jiān)督局特種設備檢測所祎興旺慕 石瑾 呂海濤 尼瑪扎西 羅布次仁
液壓傳動理論在17~18世紀的快速發(fā)展,為液壓電梯的市場化應用打下了堅實的理論基礎。隨后的19世紀中葉,液壓電梯開始起步。在人類漫長的工業(yè)化和市場化發(fā)展過程當中,率先掌握了水壓傳動理論,而后才掌握了電力理論及技術,故而電力驅動電梯(曳引電梯)的市場化應用晚于液壓電梯。根據(jù)相關文獻記載,世界上第一臺液壓電梯是由英國人湯姆遜于1845年設計并制造的,其優(yōu)先采用水作為傳輸介質,與當時傳統(tǒng)的、采用蒸汽作為動力的梯子相比,液壓電梯在輸送動力方面和成本造價方面具有顯著的優(yōu)勢。因蒸汽驅動的梯子在卷筒寬度等方面的設計缺陷,液壓電梯才得以發(fā)展。
最早的液壓電梯采用水作為傳輸介質,其通過特定的管道進入體積很大的液壓缸,整個系統(tǒng)的壓力通常低于3.5 bar,因而導致電梯的運行速度很低。19世紀末期,隨著液壓技術及相關理論的持續(xù)、深入的發(fā)展,液壓電梯的系統(tǒng)壓力有一定程度的提高,導致電梯運行速度加快,且提升高度最高可達到30層。通過蒸汽驅動的梯子存在設計上的缺陷,其在提升速度、提升高度和額定載重量方面都遠不如液壓電梯,這使得在1880年以后的20年間,10~20層建筑的絕大多數(shù)市場被液壓電梯所占據(jù)。
由于1871年交流發(fā)電機的發(fā)明和1885年多相異步電動機的發(fā)明,以及電力工業(yè)對電能的大量生產(chǎn)和遠距離輸電技術的發(fā)展,導致了電費的大幅下降,從而使得依靠電力驅動的曳引電梯綜合造價低于液壓電梯,液壓電梯基本不發(fā)展甚至發(fā)展滯后。但低層建筑物中的液壓電梯的安裝量仍然相當客觀。
20世紀50、60年代,液壓電梯系統(tǒng)轉變?yōu)橐詸C械控制閥為核心。20世紀60年代初,意大利的GMV公司和德國Wittur集團旗下的Omarlift子公司相繼研發(fā)制造了具有機械開關的集成控制閥;美國的EECO、MAXTON、DOVER和ESCO等公司于20世紀中期開始,對液壓電梯的相關技術進行深入研究;之后,德國的ALGI、LEISTRIZ和BLAIN等公司也開始進入液壓電梯機械控制閥的研制當中;日本的MITSUBISHI、KAWASAKI和TAIYO等公司通過引進和創(chuàng)新也進入該領域。
值得一提的是,BERINGER公司(瑞士)在20世紀70年代初,研制成功了專門應用于液壓電梯的電子控制閥,該閥的最主要的特點之一就是帶有精度極高的流量傳感器,且其具有反饋及控制功能,能夠直接對液壓缸內(nèi)的流量進行閉環(huán)式控制,因而能夠更好的控制電梯速度,電梯運行更平穩(wěn)。由于該技術受到專利保護,該控制閥一直由BERINGER公司壟斷。直到20世紀90年代,歐洲的ALGI、ELAIN和GMV公司,日本的KAYIO公司和KAWASAKI公司才研制出了同等性能的電子控制閥。
20世紀90年代左右,日本液壓電梯的市場占有率為27.5%,歐共體各國液壓電梯的年平均裝機量占總量的45%,而北歐各國則占到80%~90%。亞洲“四小龍”與東南亞各國也在極力拓展液壓電梯的市場占有量。以美國為例:其1965年,液壓電梯的銷量占總銷量的26.8%;1975年,其液壓電梯的市場占有率為60%;1990年,液壓電梯的銷售量占總銷售量的71.47%。
進入21世紀以來,液壓電梯市場有明顯萎縮的跡象,造成此種現(xiàn)狀的原因無外乎兩種:其一是曳引電梯特別是無機房電梯技術的迅猛發(fā)展,其二是受各個國家宏觀經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境影響。目前市場上液壓技術比較成熟的有:電液比例集成流量閥控制系統(tǒng)、電磁開關集成流量控制閥控制系統(tǒng)和VVVVF變頻變壓控制系統(tǒng)。歐洲在閥控技術方面和液壓技術方面相對領先,日本在變頻變壓方面具有領先優(yōu)勢。
我國液壓電梯起步較晚,研發(fā)于20世紀70年代。1972年,在一機部起重機械研究所試制了兩臺液壓電梯失??;1984年,浙江大學和天津電梯研究所合作,研制成功了兩臺液壓電梯;1987年,同濟大學與上海輕達電梯廠合作,研制成功了一臺客貨兩用電梯。長沙建筑機械研究所與成都電梯廠成功的聯(lián)合設計生產(chǎn)了THY2000/0.125-AZ液壓電梯。此后,液壓電梯生產(chǎn)廠家逐漸增多。
由于我國房地產(chǎn)行業(yè)熱衷于發(fā)展中、高層建筑,造成曳引電梯的安裝量暴增;但是,隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,住宅電梯正在悄然興起。隨著我國大規(guī)?,F(xiàn)代化小區(qū)的迅速推廣,低層住宅的電梯安裝逐漸增加。20世紀90年代末,我國液壓電梯的產(chǎn)量呈逐年上升的趨勢。
經(jīng)濟發(fā)展的特點和房地產(chǎn)行業(yè)的投資趨勢,以及國內(nèi)一些頗具實力的電梯生產(chǎn)廠家的目光短淺,導致了對曳引電梯大訂單的趨之若鶩,而對液壓電梯在國內(nèi)(包括西藏)潛在的市場未能有透徹的認識,因此對于液壓電梯用液壓技術和相關系統(tǒng)投入的資金與研發(fā)費用嚴重不足,進而導致我國液壓電梯核心技術基本采用歐洲幾家液壓電梯制造商生產(chǎn)的液壓系統(tǒng),國內(nèi)廠家應該迎頭趕上,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的液壓系統(tǒng),降低進口成本。
西藏自治區(qū)作為我國領土不可分割的一部分,其穩(wěn)定對于我國經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的意義。而要實現(xiàn)西藏的穩(wěn)定,首先要發(fā)展其經(jīng)濟,讓區(qū)內(nèi)的少數(shù)民族在黨的領導下,過上富足的生活。而電梯安裝量直接體現(xiàn)了經(jīng)濟發(fā)展的速度。
隨著西藏近幾年經(jīng)濟快速發(fā)展,區(qū)內(nèi)很多單位或者個人都用上了電梯。而電梯的使用,對生活在此的民眾帶來了巨大的方便。西藏自治區(qū)地處青藏高原,每立方米空氣中的氧氣含量只有150~170克,相當于內(nèi)地平原地區(qū)的62%~65.4%,初到西藏的內(nèi)地人會感覺身體不適,爬2~3層樓梯就會氣喘吁吁,體力不支;而區(qū)內(nèi)電梯的安裝及使用,極大的方便了人們在高原生活。
從2011年以來,西藏電梯安裝量逐年上漲,表一統(tǒng)計了2011年~2016年西藏自治區(qū)電梯的安裝量。從表中可以看出,2016年電梯安裝量約為2011年的8倍多,短短幾年時間,電梯年安裝量已經(jīng)突破1600臺,且繼續(xù)呈上升的趨勢。
表1 西藏自治區(qū)近幾年電梯安裝數(shù)(大概值)
目前,西藏自治區(qū)99%以上的電梯為曳引驅動電梯,無機房曳引驅動電梯的安裝量也是逐年增長,但區(qū)內(nèi)液壓電梯的數(shù)量僅有一臺,這與我國國內(nèi)液壓電梯發(fā)展滯后有很大的關系。西藏自治區(qū)發(fā)展液壓電梯有如下幾點可行性:
(1)西藏自治區(qū)房屋建筑通常很低,高層建筑很少,與內(nèi)地正好相反。而液壓電梯本身提升高度小,一般在40米以內(nèi),符合西藏自治區(qū)房屋建筑的特點。
(2)價格相對曳引電梯較低。在發(fā)達的西方國家,層站數(shù)在七層以下的建筑物內(nèi),液壓電梯購買、安裝以及維??傎M用要比曳引電梯低10%左右??偟馁M用降低,可以給自治區(qū)內(nèi)居民帶來更多的實惠。
(3)液壓電梯結構緊湊,比曳引電梯的體積重量小。由于西藏自治區(qū)為高海拔地區(qū),氧氣含量低,不適宜干重體力活,而液壓電梯重量小,能極大的減少電梯安裝工人的體力,減少對身體的損害。
(4)西藏自治區(qū)存在相當數(shù)量的貨梯,可以彌補無機房電梯難以做到大噸位的缺陷,而有機房成本相對較高。液壓電梯液壓系統(tǒng)功率重量比大,因而同樣規(guī)格的電梯,載重量較大,對于多層大載重的貨梯,液壓電梯具有顯著的優(yōu)越性。
(5)安裝相對方便。液壓電梯的機房通常布置在井道底附近,因而免去了對曳引機、控制柜和對重等電梯重要部件的安裝和吊裝。
(6)安全系數(shù)高。液壓電梯除了具有普通曳引電梯所具備的安全裝置外,還另外設有溢流閥、應急手動閥、手動泵、管路破裂閥和油箱油溫保護裝置等,安全系數(shù)要比曳引電梯高很多。
隨著液壓技術的發(fā)展,以及國際、國內(nèi)節(jié)能環(huán)保技術日趨重視的大環(huán)境,液壓電梯驅動功率大和能量消耗大的問題在不久的將來會得到很好的解決。譬如:發(fā)展變頻調(diào)速液壓電梯、帶機械配重的液壓電梯和帶蓄能器的液壓電梯。
縱觀國、內(nèi)外液壓電梯的發(fā)展歷程,即便液壓電梯市場占有率會受到無機房電梯以及未來不可預測新型電梯的沖擊,其仍會占有一定的市場份額。隨著我國國產(chǎn)液壓電梯的發(fā)展,以及引進國外先進的液壓電梯、消化吸收、再創(chuàng)新,內(nèi)地液壓電梯的占有量會逐漸提高,與此同時,西藏自治區(qū)液壓電梯的市場占有量也必然會水漲船高。由于西藏自治區(qū)存在一系列的先天“優(yōu)勢”,譬如:房屋建筑低、缺氧等,必然適合液壓電梯在西藏自治區(qū)快速發(fā)展。相信不久的將來,液壓電梯在西藏電梯市場會有一定的占有率。