淺談起重機(jī)械節(jié)能應(yīng)用技術(shù)

孟照軒

摘要：起重機(jī)是我們?nèi)粘；顒?dòng)中司空見慣的設(shè)備，物料搬運(yùn)、平移運(yùn)輸機(jī)電設(shè)備和為重工業(yè)企業(yè)安裝設(shè)備等，就是平時(shí)人力搬運(yùn)不了的東西人們都是想到它。但是，我們知道起重機(jī)的機(jī)電設(shè)備不可能自己就活動(dòng)的，它必須依靠能源來驅(qū)動(dòng)。所以，如何在使用起重設(shè)備的時(shí)候，落實(shí)國家把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；節(jié)能；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2012）03-0-01

國家鼓勵(lì)和支持節(jié)能技術(shù)的研究、開發(fā)、示范及推廣工作，促進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步。對(duì)高耗能的設(shè)備進(jìn)行改造，按照國務(wù)院的規(guī)定實(shí)行節(jié)能審查和監(jiān)管。這樣，起重設(shè)備的節(jié)能改造的工作，就提到我們的日常工作中來了，而且必須進(jìn)行。

首先，我們要對(duì)高耗能起重機(jī)械實(shí)行能效測(cè)試，加強(qiáng)對(duì)起重機(jī)械使用環(huán)節(jié)的節(jié)能監(jiān)管工作。起重機(jī)是主力機(jī)電設(shè)備，它具有投資成本小、機(jī)動(dòng)靈活性高、可轉(zhuǎn)場作業(yè)環(huán)境、便于分批分期采購等優(yōu)點(diǎn)，一直受到廣大企事業(yè)的歡迎。但是，傳統(tǒng)的起重機(jī)械能量轉(zhuǎn)換效率比較低、能耗比較大、成本比較高。同時(shí)也產(chǎn)生巨大噪音給使用的環(huán)境造成了污染，這與日益嚴(yán)格的環(huán)保要求有一定距離。在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，我們應(yīng)該對(duì)傳統(tǒng)的起重機(jī)械進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)，以往的節(jié)能降耗技術(shù)主要是采取提高能源利用效率和把掛在下方重物或物料利用運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生回饋能量儲(chǔ)存起來加以利用的技術(shù)措施，通過提高整機(jī)能源利用率來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的。同時(shí)，在進(jìn)行工作的時(shí)候，把再生反饋能量采用成熟的能量回饋技術(shù)，整合回收，達(dá)到提高能源利用率的目的。由于起重機(jī)在工作過程中有大量的勢(shì)能和電能的相互轉(zhuǎn)換過程，因此，回收利用從勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能，并通過起重機(jī)的供電裝置向公共供電網(wǎng)絡(luò)回送，這樣就可以起到可持續(xù)利用的目的。

其次，傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)方法一般采用直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)或改變電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)進(jìn)行調(diào)速或渦流制動(dòng)器進(jìn)行調(diào)速再有改變可控硅串級(jí)進(jìn)行直流調(diào)速。這幾種方法都是在不改變能源利用量的情況下的有極調(diào)速，調(diào)速范圍極小，無法高速運(yùn)行，只能在額定速度下進(jìn)行調(diào)速，且低速環(huán)境下就位性能極差，長期低速運(yùn)行會(huì)引起電陰器、渦流制動(dòng)器嚴(yán)重發(fā)熱，啟動(dòng)電流過大，對(duì)電網(wǎng)沖擊也大，常在額定速度下進(jìn)行起重機(jī)械制動(dòng)，對(duì)起重機(jī)械的機(jī)構(gòu)沖擊非常大，制動(dòng)閘瓦磨損嚴(yán)重，同時(shí)能源的消耗有增無減。所以我們需要采取變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)起重機(jī)進(jìn)行改造，因?yàn)檫@樣對(duì)電動(dòng)機(jī)要求不高，采用普通異步電動(dòng)機(jī)即可。電機(jī)制造工藝簡單，使用維護(hù)方便，無論是在起重機(jī)老產(chǎn)品還是新產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)，變頻調(diào)速器都是優(yōu)選方案。

第三，我們要提倡生產(chǎn)高性能變頻調(diào)速裝置，這樣的設(shè)備對(duì)電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和低速轉(zhuǎn)矩高，速度響應(yīng)快，速度控制范圍寬，可進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制，其完善的保護(hù)功能如過流、接地、輸入輸出斷相錯(cuò)相、過熱等保護(hù)，加減速度可選，加減速時(shí)間可調(diào)，提供多種制動(dòng)方式以及控制系統(tǒng)監(jiān)控功能。尤其是矢量控制技術(shù)及直接轉(zhuǎn)矩接入控制技術(shù)的應(yīng)用，使交流電動(dòng)機(jī)具有比直流電動(dòng)機(jī)更好的動(dòng)態(tài)特性，變頻調(diào)速裝置的先進(jìn)性適用于起重機(jī)的惡劣工況，對(duì)改善起動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能、提高工作效率和功率因數(shù)、減少起制動(dòng)沖擊以及增加起重機(jī)使用的安全可靠性是非常有益的。適合于交流變頻的起重機(jī)械應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)，不論是通過裸滑觸線還是安全滑線或電纜卷筒供電均適用于該項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。它是從交流變頻器的直流母線上將勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能通過一個(gè)直流一交流變流器回饋到供電網(wǎng)絡(luò)。這種技術(shù)通用性強(qiáng)，適合所有型的變頻器，并且工程施工簡單，成本較低。

第四，我們縱觀全國各地在起重機(jī)的節(jié)能改造工作上有很多成熟的經(jīng)驗(yàn)，比如在鐵路、港口等地方運(yùn)行的集裝箱吊車、抓斗吊等都進(jìn)行了改造。主起升機(jī)構(gòu)電機(jī)為繞線式電動(dòng)機(jī)的，可以通過可控硅調(diào)節(jié)電機(jī)定子交流電壓和改變電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻相結(jié)合的方式進(jìn)行調(diào)速控制，其他系統(tǒng)均采用繼電接觸器控制。對(duì)于接觸器動(dòng)作頻繁故障率高，且備件消耗量大的問題，他們就用獨(dú)立電能回饋裝置的交流變頻系統(tǒng)的應(yīng)用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改造，它可適用于現(xiàn)有的各類變頻器產(chǎn)品，該技術(shù)性能穩(wěn)定，完全達(dá)到國外供應(yīng)商產(chǎn)品的性能。獨(dú)立的電能回饋裝置帶來的益處很多，電氣系統(tǒng)的部件更加標(biāo)準(zhǔn)化、體積小、功耗小、電磁波少、方案靈活。轉(zhuǎn)子用電阻器長期處于發(fā)熱狀態(tài)故障多，電阻器發(fā)熱消耗大量能源，粗略測(cè)算年耗電十幾萬度。受當(dāng)時(shí)控制水平所限，定子調(diào)壓系統(tǒng)采用模擬控制方式。

第五，地起重機(jī)工作過程中的勢(shì)能是一種對(duì)環(huán)境無任何污染的綠色能源，回收由勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能對(duì)未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。這就好比我們?cè)谑褂媚茉吹耐瑫r(shí)也在創(chuàng)造能源，這就是可持續(xù)發(fā)展。由于分離元件壽命短、離散性高，影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因而需經(jīng)常調(diào)整控制系統(tǒng)參數(shù)，模擬系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整較麻煩，時(shí)間長，常常影響設(shè)備正常使用，整個(gè)控制系統(tǒng)耗能大，不利環(huán)保節(jié)能。將定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)改為帶電能反饋的節(jié)能型變頻調(diào)速系統(tǒng)，取消轉(zhuǎn)子電阻，取消接觸器控制，采用直流母線方式、傳動(dòng)系統(tǒng)整流回饋裝置和逆變器進(jìn)行控制，關(guān)鍵元器件引進(jìn)、自主技術(shù)集成的改造路線，以降低成本。實(shí)踐證明，以上的幾個(gè)方面對(duì)于起重機(jī)的節(jié)能改造是有益的。

由于交流變頻技術(shù)對(duì)于起重機(jī)的節(jié)能起到革命性的作用，所以國內(nèi)已有眾多的起重機(jī)制造企業(yè)采用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)。但是，這么改進(jìn)是要提高成本的，因此有很多的用戶害怕一次性投資過大，往往不使用。因此，我們應(yīng)該在推廣這個(gè)新技術(shù)的同時(shí)要求企業(yè)通過技術(shù)革新，降低成本，另一個(gè)方面大力宣傳起重機(jī)節(jié)能技術(shù)的重要性，實(shí)際使用的安全性，這樣我們才可以讓這個(gè)新技術(shù)真正成為起重設(shè)備節(jié)能的必然。能夠按實(shí)際需要配置所需的回饋容的節(jié)能量，以改變轉(zhuǎn)差為手段的起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作變頻回饋改造節(jié)能十分顯注、花錢不多、意義重大。不受制于任何一家變頻器供應(yīng)商的售價(jià)牽制，可為國內(nèi)用戶提供最大的利益和實(shí)惠。

沉舟測(cè)畔千帆過，只要我們把起重機(jī)的節(jié)能改造的意義宣傳好，把節(jié)能技術(shù)不斷完善，讓用戶嘗到改造的甜頭，我相信，起重機(jī)的節(jié)能工作一定會(huì)成效顯著。