自動扶梯節(jié)能改造

楊又石 胡建軍 楊旻

在自動扶梯或自動人行道梯的入口處增加光電檢測開關(guān)，無乘客時，電梯停止或低速運行；當(dāng)有乘客到達(dá)入口時，光電檢測開關(guān)被觸發(fā)，使電梯高速運行。由于無乘客時，電梯是處于停止或低速運行狀態(tài)的，大大節(jié)約了能源，減少了機(jī)械磨損、噪音及機(jī)械故障，從而降低了易損配件的費用支出，延長了電梯的使用壽命。

自動扶梯﹔節(jié)能﹔改造

1.一般普通扶梯存在的問題

在商場、賓館、機(jī)場、車站等場所被廣泛地使用自動扶梯是公共場所運送乘客的最為理想的設(shè)備之一。目前國內(nèi)在用自動扶梯約為25萬臺。其中：2008年以前安裝使用的自動扶占梯有約65%的比列。這些一般普通電梯采用星三角啟動運行電路，在使用中存在幾個方面的問題。

運行成本較高。對于周期性明顯的機(jī)場、車站等場所，在飛機(jī)或列車到來時，客流集中，其余時間則乘客較少；對于商場、購物中心等場所，一般在早上開門后，午餐時間，晚上打烊前等時間段相對客流量較少；對于賓館、建材或家具市場，全天的客流量都不及商場、購物中心等場所，如果使用的是一般普通自動扶梯，通常采用的是直接電源供電，缺少節(jié)能措施，不能進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，使得自動扶梯在無人乘坐時仍然全速運行，造成大量能源空耗。

以“西安XX建材大廈”為案例分析：大廈一、二、三層為經(jīng)營櫥柜、門業(yè)、木地板的專業(yè)商場，四部自動扶梯均為2005年生產(chǎn)安裝的一般普通扶梯，在2010年前的使用期內(nèi)，由于商場的經(jīng)營業(yè)態(tài)決定了—客流量較少。電梯又是額定轉(zhuǎn)速電梯，即使空載，電梯也以額定速度運行，有效率不足30%。很明顯電梯每天的絕大部分時間都在空轉(zhuǎn)。一部自動扶梯每天運行10小時，電動機(jī)功率為11KW,每年浪費的電能為：11度/小時?小時/天?65天=28105度，按每度電1.00元的價格計算，一部自動扶梯每年浪費28105.00元。四部自動扶梯每年浪費：28105.00元/臺?臺=112420.00元。

機(jī)械磨損嚴(yán)重，使用壽命短。由于電梯長期高速，高頻運轉(zhuǎn)，造成電梯機(jī)電設(shè)施疲勞損壞，造成壽命縮短。一般普通扶梯的壽命在10年左右，超過年限后主要機(jī)電部件的疲勞損傷相當(dāng)嚴(yán)重，需要更換大量主要部件才能繼續(xù)服務(wù)，往往一些使用者因更換機(jī)電部件耗用大量資金感到不合算，而不得以采購新的電梯，而空耗大的電梯正是造成這種情況的元兇。

故障率高，使用成本高，安全性能低。一般自動扶梯長時間保持全速運轉(zhuǎn)，其扶手帶、梳齒板、梯級等部件磨損很快，除更換部件需要大量的費用外，磨損間隙加大也經(jīng)常導(dǎo)致電梯出現(xiàn)故障而停止運行或造成安全事故頻發(fā)，且乘梯舒適感逐年下降。

綜上所述，一般普通自動扶梯存在的缺陷是非常明顯的。引起政府有關(guān)部門的高度重視，出臺自動扶梯節(jié)能改造政策，給予節(jié)能財政補(bǔ)貼，以求節(jié)能安全運行。解決一般普通自動扶梯的缺陷，通過對一般普通自動扶梯進(jìn)行智能化節(jié)能升級改造，減少能耗電，安全使用。

2.自動扶梯智能化節(jié)能原理

在自動扶梯上、下端入口的適當(dāng)位置分別安裝光電檢測開關(guān)，采集2m距離范圍內(nèi)是否有人乘坐電梯的信號，當(dāng)二臺自動扶梯交換運行方式時，出口光電檢測開關(guān)自動斷開，入口處檢測信號始終有效。

節(jié)能運行的時間進(jìn)行矢量控制，當(dāng)乘客走進(jìn)入口光電檢測開關(guān)時，預(yù)計（設(shè)定）乘客走到扶梯前約需1～2秒鐘，在這段時間內(nèi)變頻器從15HZ節(jié)電慢行狀態(tài)加速到50HZ正常運行速度，為保證安全，在乘客踏上扶梯前完成加速。乘客站在扶梯上的運行時間約為20～30秒鐘（由扶梯長度決定）。當(dāng)乘客離開后自動延時（設(shè)定）2～3秒；當(dāng)入口光電檢測開關(guān)檢測無人乘坐時，變頻器減速到15HZ運行。在自動扶梯載人運行過程中，如果連續(xù)有人乘坐，變頻器則會自動刷新新計時20～30秒鐘，維持正常運行速度，直到最后的乘客離開，才延時后降速運行。

3.主要改造內(nèi)容

控制箱部分。將現(xiàn)有扶梯由原來普通的PLC控制方式改造成PLC加變頻控制方式。該控制系統(tǒng)成熟穩(wěn)定，可靠性已在成千上萬臺扶梯、人行道梯的使用中得到證實。

光電檢測開關(guān)。在自動扶梯上、下出入口安裝的光電檢測開關(guān)，實現(xiàn)了電梯在有乘客乘梯時以額定運行速度運行，無乘客乘梯時自動進(jìn)入低速運行的節(jié)電狀態(tài)。

變頻器。扶梯增加一個變頻器，主要作用是用來矢量改變扶梯的轉(zhuǎn)速，另外使自動扶梯啟動平穩(wěn)，運行更加舒適。

電阻箱。增加變頻器電阻制動箱，保證驅(qū)動系統(tǒng)的可靠工作。

屏蔽信號線。將現(xiàn)有井道信號系統(tǒng)線更換為帶屏蔽的信號線，全面提高電梯井道反饋的可靠性。

4.效益分析

上午9∶00～下午19∶00，營業(yè)時間：10小時。

每年可節(jié)約資金：15840091872=66528（元）

省維修費。由于自動扶梯大部分時間處于低速節(jié)能運行狀態(tài)，大大降低了機(jī)械磨損、噪音、減少機(jī)械故障，從而降低了易損配件的費用支出，連低值的潤滑油的消耗量也大幅降低了，從而，節(jié)省了維修費用。

延長了設(shè)備壽命。普通自動扶梯智能化節(jié)能改造后，在沒有無乘客時，自動扶梯的運行速度僅為正常運行速度的30%。從理論上講，機(jī)械磨損可減少80%，按磨損的50%計算，可延長自動扶梯的使用壽命一倍。

設(shè)備故障率降低，而安全性能沒有發(fā)生變化。自動扶梯經(jīng)過節(jié)能升級改造后，故障率大大降低了。由于改造中完全保留了電梯原有的安全運行模式，設(shè)計有切換開關(guān)，當(dāng)變頻器檢修或者故障時，變頻控制電路完全撤出控制系統(tǒng)，不影響正常使用，保證在任何使用模式下，運行都符合國家GB-16899扶梯電梯安全標(biāo)準(zhǔn)。

對電網(wǎng)的影響。經(jīng)過變頻改造的電梯，開機(jī)啟動平緩，且啟動電流小，減少了對單位系統(tǒng)供電電網(wǎng)的沖擊。

通過改造后自動扶梯幾年的運行和對自動扶梯節(jié)能改造的效益分析，收到顯而易見的效果，完全符合國家倡導(dǎo)的節(jié)能理念，是走向低碳生活的序曲，如果，能將未進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造的電梯全部進(jìn)行節(jié)能改造，實屬一件利國利民的好事。

[1]西安市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局新城分局鍋爐和電梯節(jié)能實施意見，2009.12

[2]自動扶梯和自動人行道梯制造與安裝規(guī)范GB1689-1997