帶式輸送機(jī)的能源效率研究

劉勝本+崔斌

摘 要 隨著帶式輸送機(jī)相比傳統(tǒng)運(yùn)輸工具在輸送能力、效率、距離、能耗、結(jié)構(gòu)、可靠性等方面的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，其在交通、煤炭、食品、化工等工業(yè)部門的應(yīng)用范圍越來越廣泛，甚至已經(jīng)成為煤炭開采工作的關(guān)鍵構(gòu)成，近年來可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)使人們對(duì)帶式傳送機(jī)能源效率問題越來越關(guān)注。本文為加深帶式輸送機(jī)能源效率認(rèn)識(shí)，推動(dòng)我國節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展，對(duì)帶式輸送機(jī)能源效率與機(jī)械效率的區(qū)別、帶式輸送機(jī)能源效率的計(jì)算方式進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并結(jié)合相關(guān)資料對(duì)我國帶式輸送機(jī)的水平和其與發(fā)達(dá)國家之間的差距展開研究。

關(guān)鍵詞 帶式輸送機(jī)；能源效率；節(jié)能

中圖分類號(hào) TH222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）160-0185-02

帶式輸送機(jī)又被稱為膠帶輸送機(jī)，是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備，通常由機(jī)架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動(dòng)裝置等構(gòu)成，隨著工業(yè)生產(chǎn)流程中相關(guān)工藝的不斷完善，現(xiàn)階段其可以實(shí)現(xiàn)有節(jié)奏的流水作業(yè)，極大地提升了現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)效率，而且縮減了大量人工輸送任務(wù)，得到廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)其節(jié)能優(yōu)化也引起關(guān)注。

1 帶式輸送機(jī)能源效率計(jì)算方式

機(jī)械效率可以對(duì)能源利用率的大小進(jìn)行反映，所以在所有能量轉(zhuǎn)化機(jī)械中和以能量輸出對(duì)象機(jī)械中，機(jī)械效率實(shí)質(zhì)上也是能源效率的體現(xiàn)，在原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)的能源效率計(jì)算的過程中可以直接進(jìn)行機(jī)械效率的計(jì)算，即直接表示為工作及所消耗的功率與原動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)機(jī)械效率的比值，可見原動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)機(jī)械效率與功率消耗之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性[1]。但由于部分設(shè)備其并不以能量輸出為主要目的，例如帶式輸送機(jī)，其輸入能量的直接目的是為了完成物料的輸送而不是輸出有用功，其機(jī)械設(shè)備整體效率并不能完全以機(jī)械效率公式為計(jì)算依據(jù)，此時(shí)需要進(jìn)行其針對(duì)性的能源效率計(jì)算[2]。能源效率使衡量機(jī)械設(shè)備能源有效利用程度的主要標(biāo)準(zhǔn)，其可以對(duì)機(jī)械設(shè)備在消耗單位能耗情況下所完成的有用工作量進(jìn)行反映，也可以對(duì)機(jī)械設(shè)備完成單位工作兩下的能源消耗量進(jìn)行衡量，換言之能源效率使機(jī)械設(shè)備能源有效利用程度的度量方式，對(duì)帶式輸送機(jī)的能源效率進(jìn)行研究是推動(dòng)其向節(jié)能方向深化的有效途徑[3]。

1.1 水平帶式輸送機(jī)的能源效率計(jì)算

帶式輸送機(jī)在工業(yè)中的應(yīng)用任務(wù)主要是完成物料的輸送，其有用工作通常以單位時(shí)間內(nèi)物料輸送量和輸送距離進(jìn)行衡量，且常規(guī)中工作效率與輸送量和輸送距離之間呈正相關(guān)性，這在實(shí)踐中也可以得到論證，例如帶式輸送機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)其輸送的物料量越大、距離越遠(yuǎn)，其消耗的功率也越大，由此可見如果帶式輸送機(jī)其自身的帶長為L，其在單位時(shí)間內(nèi)完成輸送的物料量為Q，單位時(shí)間內(nèi)輸送物料所使用的能源為P；那么水平帶式輸送機(jī)的能源效率就可以表示為QL/P，當(dāng)Q和L為固定值的情況下，縮減P可直接提升水平帶式輸送機(jī)的能源效率，這也是現(xiàn)階段帶式輸送機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)的主要方向[4]?，F(xiàn)階段在對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，由于常規(guī)工作環(huán)境下功率、單位時(shí)間物料輸送量、輸送機(jī)的帶長的單位通常分別為kW、t/h、km，所以也會(huì)將水平帶式輸送機(jī)能源效率的單位設(shè)定為t·km/（kW·h），特殊計(jì)算情況可以單位轉(zhuǎn)換。

1.2 上運(yùn)帶式輸送機(jī)的能源效率計(jì)算

2 我國帶式輸送機(jī)的水平和其與發(fā)達(dá)國家之間的差距分析

筆者隨機(jī)選擇永煤集團(tuán)城郊煤礦、新汶礦業(yè)協(xié)莊煤礦、魯能集團(tuán)彭莊煤礦、雞西礦業(yè)集團(tuán)、潞安王莊煤礦、吳四圪堵礦井、神華哈爾烏素露天礦、汾西礦業(yè)曙光礦等12家我國常規(guī)規(guī)模的煤礦企業(yè)，對(duì)其帶式傳送機(jī)的能源消耗進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過程中所選用的P、Q、L、h均以粗略估算為主，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)我國現(xiàn)代帶式輸送機(jī)能源效率通常在1至4t·km/（kW·h）之間，平均值為1.95t·km/（kW·h），；而筆者在查閱資料的過程中發(fā)現(xiàn)上個(gè)世紀(jì)80年代我國帶式傳送機(jī)的能源效率通常在1至3t·km/（kW·h）之間，平均值為1.78t·km/（kW·h），通過數(shù)據(jù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，我國帶式傳送機(jī)的能源效率在近年來整體是呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，與我國節(jié)能減排的理念相一致，但增長的速度并不理想。另外，筆者在查閱外國文獻(xiàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)80年代，英國道梯公司、德國艾可霍夫BH-1000、德國弗勒興露天煤礦、澳大利亞阿平煤礦、日本雄別煤礦、加拿大富雅煤礦等12家煤礦企業(yè)的能源輸送效率通常在2至5t·km/（kW·h）之間，平均值為3.84t·km/（kW·h），通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)階段帶式傳送機(jī)的能源消耗水平不及西方發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代的一半，這足以說明我國帶式傳送機(jī)能源效率提升的空間較大，在發(fā)展的過程中，我國可以積極借鑒西方發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn)，帶式輸送機(jī)憑借其在運(yùn)動(dòng)速度、穩(wěn)定性、生產(chǎn)率、自重、驅(qū)動(dòng)功率、結(jié)構(gòu)、自動(dòng)控制、通用性等方面的優(yōu)勢(shì)，除在煤礦開采領(lǐng)域外，在其他領(lǐng)域也得到加快的發(fā)展，而且越來越受到市場的歡迎，在帶式傳送機(jī)的適用范圍不斷擴(kuò)大的同時(shí)，能源效率得到不斷提升，以此推動(dòng)我國向社會(huì)主義節(jié)約型社會(huì)發(fā)展。

3 結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機(jī)與原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)等相似能源效率計(jì)算方面所采用的方式存在較大的差別，其需要利用能源輸送量運(yùn)輸物料規(guī)模和距離對(duì)能源效率進(jìn)行計(jì)算而且上運(yùn)帶式輸送機(jī)和下運(yùn)帶式輸送機(jī)在計(jì)算的過程中也存在差別。另外，近年來我國帶式輸送機(jī)在能源效率方面雖然得到較大幅度的優(yōu)化，但與發(fā)達(dá)國家仍存在較大的差距，需要進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

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