港口皮帶機傳輸系統節能的實現與技術分析

韓亮

（唐山曹妃甸實業港務有限公司，河北 唐山 063200）

科學技術發展的同時，皮帶機逐漸應用到港口傳輸中，幫助港口減輕人力傳輸壓力，同時也提升了港口傳輸的效率，為其創造更多經濟效益。皮帶機傳輸方面存在一些不足。要改進港口皮帶機傳輸系統能源過度消耗、系統效率低下以及傳輸資本增加等問題，實現港口皮帶機傳輸系統節能是當前關注的焦點。

1 港口皮帶機傳輸系統重要性

實現港口皮帶機傳輸系統節能，必須掌握港口皮帶機傳輸系統的細節，正視其對港口發展與必須節能處理的意義。港口是運輸的主要途徑之一，港口傳輸涉及種類眾多，并且數量龐大，尤其是煤炭、礦石等，都是以散貨堆場的方式傳輸。皮帶機正常傳輸至少由兩臺電機的支持，但是電機運行會消耗大量電能，一直困擾著皮帶機傳輸節能發展。皮帶機傳輸幫助港口真正發揮出其交通樞紐的作用，并且可以實現鐵礦石、集裝箱、糧食以及煤炭等統籌運輸，尤其是當前已經建立專門煤炭、集裝箱運輸系統，也推動了港口傳輸的進步。港口傳輸中皮帶機系統非常重要，但是現在存在很多問題，尤其是皮帶機傳輸時間不固定，大部分處于空載狀態，或者貨物較少，傳輸效率低下，電動機在傳輸期間一直處于運行狀態，電能消耗不會因為傳輸貨物減少而降低，所以整體上電動機電能消耗大，系統功率一直處于低下狀態，能量損耗嚴重。節能減排作為全世界關注的焦點，皮帶機傳輸也著手探索節能措施，皮帶機傳輸的節能處理不僅幫助港口科學控制傳輸成本，同時也節省很多能源，提升港口傳輸的競爭力與工作效率，對港口傳輸發展非常關鍵。

2 港口皮帶機傳輸系統

港口傳輸發展中，皮帶機傳輸系統主要包含四個組成系統：現場級、控制級、監控級、管理級。這些系統組成幫助皮帶機實現集中操作與傳輸，同時分等級管理系統，分而自治的形式提高了管理質量。

現場級：所謂現場級即針對皮帶機傳輸的控制方面，港口傳輸過程中必須對現場時刻控制，尤其是電動機等電能設備附近。皮帶機傳輸需要電氣控制系統的支持，同時還要依靠電動機的驅動系統以及皮帶機自身的輸送系統。現場級電氣控制以控制器（PLC）作為核心，控制邏輯運行系統，從而實現現場級的控制。驅動系統的控制，分別從鼠籠式三相異步電動機、皮帶機的減速器以及傳輸禍合器著手。皮帶機輸送期間，輸送帶是輸送載體，滾筒與拉緊裝置等是輔助主體。

控制級：對于控制級系統需要運行員的正確操作，以操作站為中心，積極與計算統計站、工程師站等協作，將皮帶機傳輸設備安裝至控制室。皮帶機系統設備作為港口主要傳輸設備，具備分布廣泛、設備多樣以及距離遠等特點，同時可以實現實時傳輸。皮帶機運輸中細節監控非常重要，利用監控系統對其全方面、多角度、五位一體監控。根據不同控制點展開級別控制，保證傳輸鏈正常傳輸。皮帶機的每條傳輸皮帶都具備獨立監控系統，同時也是組成現場監控級的關鍵。皮帶擁有自動開關機功能，這些功能的執行都是以控制分站操作，尤其是現場皮帶傳輸的驅動，電氣設備運行等。監控級控制系統中，所有控制點都會連接雙絞線，將雙絞線共同連接在總線上，便于主控計算機的監控與控制，通過分層監控、系統管理的方式，確保皮帶機的正常傳輸。

管理級：港口的管理者是管理級的執行單位，主要是對不同港口皮帶機傳輸情況不定期檢測，并且統計歷史數據，將歷史數據與實時數據對比分析等，為管理者提供更多管理幫助。

皮帶機傳輸特點明顯，傳輸負載量非常大，同時性能參數理想，可以實現港口的寬帶化與高速化傳輸，并且長度也在不斷增加。擴大港口裝機容量，科學劃分皮帶機的輸送機類型，取料、堆料等分類管理，當然能耗大、資金多等還需要進一步完善。

3 港口皮帶機傳輸系統節能技術

港口皮帶機傳輸系統的運行，為港口傳輸發展帶來更多機遇。但是在APEC會議召開之后，針對皮帶機傳輸耗能問題重新思考，需要滲透更多節能技術，幫助皮帶機節省能源，為可持續發展奠定基礎。

3.1 振動給料器、流量控制器

皮帶機傳輸期間需要不斷給料，并且傳輸流量逐漸增加。尤其是煤炭運輸過程中，皮帶機傳輸系統經常出現煤炭分布不均的現象，造成煤炭傳輸期間負載平均值不穩定，驅動器消耗的能量忽高忽低。對于這方面需要在皮帶機傳輸設備上增加振動給料器、流量控制器，幫助皮帶傳輸，科學控制傳輸流量。在煤炭傳輸期間，以振動給料器為其增添煤炭，控制好煤炭重量，并且保證給料的及時與連續，這樣翻車機房的能耗會更加均勻，同時也會均衡應用電能。當然皮帶傳輸沿線也需要控制好煤炭均勻量，這就需要自動控制技術，對傳輸帶上的煤炭流量及時控制。要系統控制流量，緊密與監控級相聯系，監控皮帶機傳輸的現場作業，確保傳輸到終點翻缷或者取料等量值均衡。打造良性循環控制系統，保證與監控系統匯集成運輸鏈條，確保運行鏈條的穩定性，合理降低皮帶機傳輸能量消耗，智能化監控模式進一步提升出皮帶機傳輸效率。

3.2 智能電機運行技術

電機運行是支撐皮帶機傳輸正常工作的主要動力，同時也是能耗控制的關鍵。皮帶機傳輸系統節能的同時，必須提高對電機的重視，以適當手段減少電機運行能耗，為電機運行增添智能化技術，為皮帶機傳輸系統節能提供更多條件。港口運輸期間，皮帶機驅動系統至少需要兩臺以上的電機，尤其是大型港口傳輸作業。皮帶機傳輸系統節能技術與智能電機運行技術相結合，幫助電機控制運行功率，并且為大型港口皮帶機傳輸提供更多驅動力。港口皮帶機傳輸作業過程中，因為傳輸運行不可避免會遇到一些摩擦或者剮蹭等，導致皮帶機受到損壞，其承載負荷也會隨之減小，并且很多皮帶機傳輸經常出現空載現象，即便多臺電機共同驅動，但是空載并沒有任何收獲，因為電機運行效率也隨之降低。以增減電機技術為基礎，利用電機運行期間的負荷變化，控制電機運行數量，保證電機運行功率能夠一直與運行負載相匹配，實現皮帶機傳輸最優化。皮帶機傳輸取料過程中，電機做好準備工作，取料結束馬上停止運行，一旦皮帶機處于空載狀態，及時減少電動機的運行，從而達到皮帶機傳輸系統節能的目的。

3.3 皮帶機傳輸電壓控制技術

皮帶機傳輸期間，電機通過電壓作用驅動其運行。通過對電機學方面的了解能夠知道，電機運行過程中運行效率以及功率因數都是通過電機最佳負載實現。電機負荷滿載運行，電機運行功率也會發生變化，主要表現為因數增加，電壓運行中電流出現滯后，同時相位角也會逐漸減小。電機運行功率因數的變化，與電機負載率變化有直接關系，負載率下降、電機功率因數下降。皮帶機一旦出現空載現象，電機的功率將會下降，同時無功功率增加，電機便會損耗大量電能。電壓控制技術，及時控制電機功率變化，協調電機與功率因數之間的關系，從電機接入端口的電壓，控制負載電流變化，確保皮帶機的正常傳輸。

3.4 電機運行增減技術

皮帶機傳輸的主要驅動力，電機在運行過程中也需要加入增減技術，有效控制電機運行，實現節能、環保。增減電機運行技術在科學技術發展下已經逐漸成熟，并且當前應用范圍廣泛。增減電機運行技術，比較適合系統性的驅動裝置，以承載負荷變化，自動投入運行，同時還需要與上述自動控制相結合，自主控制電機運行數量。較大碼頭港口非常需要這種技術，尤其是煤炭運輸期間，很好的控制空載現象，改造驅動作業形式，實現節能目的。

4 港口皮帶機傳輸節能啟示

港口皮帶機傳輸系統節能技術的研究，為港口節能發展創造更好的平臺，同時也升級了港口皮帶機傳輸功能，提升傳輸效率。煤炭、礦石等資源都必須以皮帶機傳輸形式實現，節能技術節省更多傳輸成本，以系統鏈條的方式實現連續、循環傳輸，并且控制能源消耗，為港口獲得更多傳輸效益。

5 結語

綜上所述，生態節能理念的貫徹落實，港口皮帶機傳輸系統必須滲透節能技術，全面對節能技術分析，發現其幫助港口實現了資源節約以及可持續發展的同時，更為我國運輸業發展創造良好的條件，為港口運輸的科學化、現代化、信息化發展奠定基礎。