港口帶式輸送機節能研究與設計初探

李洪春

（唐山曹妃甸實業港務有限公司，河北 唐山 063200）

港口帶式輸送機節能研究與設計初探

李洪春

（唐山曹妃甸實業港務有限公司，河北 唐山 063200）

整體來看，帶式輸送機具備良好的輸送能力，其輸送距離遠，結構比較簡單，且維護流程比較簡單，是港口輸送系統的重要組成部分，是港口企業能源消耗的主要部件。隨著電機技術的不斷發展，帶式輸送機傳輸系統效率不斷得到提升，但受到多種工作因素的影響，依舊存在能源浪費、傳輸效率低等問題。本文就帶式輸送機節能環節、技術改進環節、維護保養環節等展開分析，旨在提升帶式輸送機傳輸系統的整體運作效率。

帶式輸送機；節能技術；傳輸系統；鐵礦石

帶式輸送機是港口鐵礦石傳送的關鍵角色，如何提升帶式輸送機系統的運作效率，降低能源浪費問題，已經成為港口運輸系統的關鍵問題，因此有必要深入研究帶式輸送機傳輸系統節能技術。

1 帶式輸送機的發展現狀

帶式輸送機的發展經歷了相當長的歷程，帶式輸送機是散裝物料運輸的關鍵設備，其運輸作業具備高效率、自動化、連續化等特點。在很多工業領域，帶式輸送機發揮著重要性作用，其優勢體現在運送距離、輸送量、經濟成本效益等方面，在某些應用環境下，相比于火車、汽車，帶式輸送機具備更為優越的性能。

在港口碼頭工作中，帶式輸送機是比較常見的鐵礦石運輸設備，其整體投資比較小，相比于帶式輸送機運輸投資，汽車運輸整體投資成本較高，需要進行公路修建，需要購買汽車，還要投資日常的汽車維修費用。帶式輸送機輸送散裝物料是一種連續性的工作過程，其生產效率比較高。根據相關權威研究顯示，當運輸距離低于50千米時，帶式輸送機具備更高的物料輸送效益。帶式輸送機的應用范圍比較廣泛，常見于化工、電力、糧食、冶金等領域。隨著社會經濟的不斷發展，對散裝物料輸送提出了更高的要求，帶式輸送機不斷發展為更高輸送性能的大型皮帶輸送機。

2 港口帶式輸送機系統的構成狀況

2.1 帶式輸送機系統構成要素

港口帶式輸送機系統主要分為兩個部分，分別是監控系統、現場作業系統，港口帶式輸送機主要由膠帶、滾筒組、逆止器、拉緊裝置、導料槽、皮帶清掃器等構成，其整體操作系統實現了電氣自動化技術、計算機控制技術、通訊技術等的結合。在現場作業系統工作中，其需要消耗大量的電能，這些電能的消耗主要來自于帶式輸送機系統的驅動單元，港口帶式輸送機系統的驅動單元進行了異步電動機的采用，其運行比較可靠，應用性強，價格比較便宜。但是其調速較差，啟動電流較大，這不利于電能損耗的控制，這需要進行電動機能耗浪費問題的解決。

2.2 電動機能耗問題

根據相關權威數據顯示，電動機的用電量消耗巨大，綜合來看，電機耗電占據社會整體用電總量的60%，占據工業用電的75%，如果電機效率提升5%～8%，其每年節約的電量相當于2、3個三峽電站的發電量。隨著我國節能中長期規劃的不斷完善，電機節能方案逐漸引起社會各界的重視，這促進了帶式輸送機傳輸系統節能技術的深入性研究。

2.3 低效率工作因素

電動機是帶式輸送機系統的主要能耗部分，如果電動機效率較低，港口皮帶系統效率必然難以得到有效提升。通過對電機學原理的分析，在沒有變頻調節技術的應用前提下，異步電動機啟動時，轉矩特性與負荷特性得不到有效性的匹配，容易出現大馬拉小車等問題。在港口建設初級階段，需要根據設計環境的要求，進行電機額定功率的選定，這需要按照帶式輸送機的最大運輸量進行計算及選擇，需要考慮到帶式輸送機阻力問題、沿線長問題，需要考慮一定的功率富余量。在實際操作過程中，如果設備處于輕載或者空載環境下，傳輸系統會出現一系列的能耗浪費問題。

當傳輸系統遇到超載及重載問題時，負荷大于轉矩，電機難以啟動，導致電流過大，從而導致燒毀電機問題。當帶式輸送機運轉穩定性，負荷功率低于電機功率，導致設備處于輕載狀態，從而導致電能浪費問題。受到不同作業環境的影響，傳輸系統的負載變化不均勻，從而出現一系列電能浪費問題。電動機功率因素的降低，不利于增強設備的自身運作效率，增加了供電線路的損耗。

3 港口帶式輸送機工作方案

3.1 震動給料器及流量控制器

礦石物料的運輸主要依靠裝卸流程,流程作業是由皮帶機、物料轉接塔、堆料機、取料機等裝卸設備組成。橋式抓斗卸船機是目前用于港口散貨船接卸的主要機械設備，需要通過橋式抓斗卸船機將物料卸下來，通過皮帶機、轉接塔和堆料機把物料運輸到指定的物料堆放區域。在鐵礦石港口，帶式輸送機系統運作過程中，鐵礦石在皮帶沿線上經常出現分布不均勻問題，這導致鐵礦石運輸過程中負載大小的不斷變化，導致驅動單元能耗的增加。為了降低電能的消耗，必須確保鐵礦石在皮帶上分布的均勻性及連續性，使鐵礦石能夠均勻的落在皮帶上。在皮帶沿線上通過對自動控制技術的應用，可以實現系統的實時性監測，能夠根據作業現場實際狀況，進行工作操作程序的調整，實現鐵礦石翻卸量及取料量的控制，這會有效增強系統的穩定性，實現帶式輸送機傳輸系統耗電量的降低。

3.2 電動機連接方式的改變

三角形、星型連接方式是異步電動機的繞組模式。通過對電動機原理的分析，隨著電動機負載率的降低，電動機的勵磁無功功率差別明顯。受到實際工作場景的影響，帶式輸送機系統節能能力受到限制，如果頻繁的改變電機接線模式，將不利于電機自身性能的保持，不利于延長電機設備的整體使用壽命。

3.3 增減電機技術

隨著科學技術的不斷進步，各類帶式輸送機系統節能技術不斷得到應用，在這個過程中，增減電機運行技術體系日益完善，其屬于一種新型應用技術，適合于多臺電機作為驅動裝置的系統中。其能夠根據帶式輸送機所承載負荷的變化，進行驅動電動機個數的自動投入及切除。目前來看，鐵礦石港口帶式輸送機的驅動系統由多臺電機構成，這種技術適合在鐵礦石運輸港口帶式輸送機系統中應用，這類系統的額定功率較大。

在鐵礦石港口作業中，帶式輸送機傳輸系統空載問題時常發展，當系統處于空載或者輕載時，多臺電機共同驅動，電機處于低效率的運作狀態。在增減電機技術的應用過程中，需要根據負荷的變化狀況，進行電機數量的改變，實現電動機輸出功率與負載狀況的匹配。

電機數量的檢測及應用方法是增減電機技術的研究重點，在港口工作過程中，技術人員經常進行電機電流檢測及位置檢測，通過對電機電流的檢測可以判斷出帶式輸送機實際負荷的大小，將電機額定電流數據與檢測電流數據進行對比，從而進行電流數據表的制定，進行區間的劃分，不同的工作區間進行相應電機數量的采用。

在位置檢測過程中，其根據堆料機、取料機的行走位置編碼器進行帶式輸送機系統工作長度的確定，當堆料機、取料機位置接近皮帶沿線時，尾車的皮帶沿線與轉接塔的距離較近，鐵礦石在帶式輸送機上的負荷比較小。在這種狀況下，驅動系統不需要進行滿功率運作，可以有效減少堆料機、取料機驅動單元的數量，如果堆料機、取料機距離皮帶沿線較遠時，需要適當增加驅動單元數量。在取料作業啟動或者即將結束時，帶式輸送機系統處于輕載及空載環境，需要進行電機運行數量的適當增減，從而發揮系統節能減排的功能，這需要進行自動控制技術的應用。

3.4 托輥應用技術

調心托輥的應用類型比較多，具體包括螺旋型組合型、錐型、通用型、強力型等。緩沖托輥包括吊掛型、強力緩沖型、緩沖圈型、彈簧板型。在使用過程中，必須確保輥干結構的穩定性、可靠性，必須提升輥皮用材質量，優化焊接方案，實現其公差的嚴格控制。軸材料需要使用優質冷拔圓鋼，軸承需要使用優質型鋼板，提升托輥設備的運作效率，確保輥干具備良好的強度，降低其整體能耗水平。

3.5 輸送機滾筒應用技術

為了提升港口皮帶機的運作效率，必須改進輸送機滾筒技術，在使用過程中，要先檢查其各個部件的性能應用狀況，先空轉一個循環，再載負荷運行。在工作過程中，要及時糾正皮帶跑偏、亂跳、打滑等問題，皮帶松緊度不合適時，需要及時調整拉緊裝置，在這個環節中，需要確保上行下行皮帶制動裝置的可靠性、穩定性，避免出現飛車現象，實現滾筒各部分的有效性連接。

3.6 維修及保養技術

在帶式輸送機工作過程中，必須保證專人看管，這需要優化相關的工作交接班制度。當出現輸送機故障時，需要立即停止運轉，及時消除故障。在輸送機管理過程中，需要認真觀察其各個部件的運作狀況，如果出現局部損壞問題，需要立即展開維修或者進行零件更換，做好皮帶輸送機的清掃、潤滑及定期檢查工作。

4 結語

為了降低能源浪費，必須實現帶式輸送機運輸系統的健全，改良運輸設備及操作技術，提升其運作效率，注意做好設備的維修及保養工作，以有效解決港口帶式輸送機系統工作問題。

[1]杜強生,劉志安,韓家寧. 帶式輸送機減少電機運行的節能措施[J]. 港口科技,2009(03).

[2] 張同戌,張德文,謝文寧. 港口帶式輸送機節能改造的技術措施[J].水運科學研究, 2008(01).

[3]鄭津津.皮帶運輸機效率優化的研究[D]. 安徽理工大學,2015.

U653.922

：A

：1671-0711（2017）09（下）-0072-02