皮带输送机中节能技术的应用研究

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:王展
[导读] 摘要:带式输送机是煤矿生产的重要设备,一般需要同时由几台大功率电动机驱动,其能耗非常大,所以需要消耗很多的能源,因而在选配电动机的时候,大多只考虑了25%和40%之间的功率。
        (天地(常州)自动化股份有限公司  江苏常州  213015)
        摘要:带式输送机是煤矿生产的重要设备,一般需要同时由几台大功率电动机驱动,其能耗非常大,所以需要消耗很多的能源,因而在选配电动机的时候,大多只考虑了25%和40%之间的功率。因此本文对皮带输送机中节能技术的应用进行了研究。
        关键词:皮带输送机;节能技术;
        1带式输送机特性分析
        带式输送机运行过程中的各种阻力决定了电动机的选型功率,参考现有的研究成果可知,对于任一具体的带式输送机而言,在工况条件不变的情况下,其各种运行阻力基本是恒定不变的,带式输送机运行过程中的实际运量Q和带速v直接决定了电动机的选型功率。当运量Q一定时,功率P随带速v的改变呈现线性变化,且功率随带速的提高成比例增加,即在其它参数条件不变的情况下,降低带速即可相应地节约功率消耗,从而减少能耗需求。但在满足运量要求的前提下,降低带速必然会对输送带带宽和强度提出更高的要求,进而增加输送带成本。因此,从经济性层面来讲,通过探索带速v与运量Q的合理匹配,动态地将带速调控在一个合理范围内,即可在带式输送机固定成本不变的前提下实现节能控制的目的。
       
        2皮带输送机节能技术
        输送带运输机的节能主要需从两个方面分析研究:一是提高机械传动系统的效率;二是从电气控制系统中深挖节能潜力。
        2.1带式输送机系统效率分析
        2.1.1皮带传输机带速与运量的关系
        影响皮带传输机能源消耗的主要因素有斜阻力、基本阻力,在分析功率的过程中,发现这些因素对传输机带速与运量的影响巨大。当带速不变时,若运量较大,则功率也较大,产生的阻力也较大;当运量不变时,若带速较高,功率较大,阻力也较大。在设计皮带传输机时,相关设计人员通常会使用最大峰值设计,但在实际运用过程中,并不都需要在峰值状态下进行,在不需要峰值时,增加了输送机的功率与阻力,从而导致能源浪费。
        2.1.2运量与带速中模糊控制理论的应用
        模糊控制理论主要是借助于计算机与数学语言来表达逻辑关系的一项控制系统,其编程语言与数学模型呈模糊关系而非具体规则。运量与带速中模糊控制理论的应用主要是通过模糊控制理论来构建输出率、带速变化率、带速及运量之间的模糊关系,借助模糊控制器来调节变量之间的关系,使带速变化有效满足实际需要,从而避免能源消耗。模糊控制算法主要是以计算机理论为基础,需借助于计算机程序来完成控制,可采用PLC技术进行编写,以实现皮带传输机自动化控制。
        2.2带式输送机节能技术
        2.2.1降低输送带运输机运行阻力
        据研究托辊旋转阻力和输送带运行阻力占输送带运输机主要阻力的50%-85%。由实践得出缩小托辑间距可减小模拟摩擦因数,但阻力总值会增大,除在卸载点为保护输送带外在一般承载段不要加大托辊密度。托辊采用高性能轴承和密封圈,有效降低托辊旋转阻力;调整两组托辊间距,良好地支承输送带,输送带垂度不超过限定值以减小阻力;输送带芯胶和面胶使用阻燃新材料,可减少输送带压陷阻力。可见使用精度较高的托辊和高性能的输送带有利于减小输送机的工作阻力。
        2.2.2提高带式输送机系统效率
        高效率电动机和稀土永磁电动机的普遍推广使用使带式输送机传动效率得到很大的提高,高效率电动机的生产销售使用,对输送带运输机传动系统成本的提高影响并不明显,根据调查电动机在一个生命周期中,运行费用占92%,采购成本为7%,维护费用仅为1%,如果电动机的效率提高,那么节省的电费会远远高于采购成本。稀土永磁同步电动机在20%-120%负载时,能够得到较高的效率,但是价格较高,且需要变频器来进行启动控制。其次,直驱式电动机也是简化传动系统最为有效的途径之一,主要措施就是用高效低速大转矩永磁同步电动机代替传统的三相电动机,节省了减速机、液力偶合器等传动部件的损耗,使用电机直接来带动滚筒,使传动系统结构简化,效率提高,且能够降低噪音,省去维护检修减速机、液力偶合器的中间环节及定斯更换润滑油等工作,可节省大量的人力、物力、财力资源,并减少对环境的污染和碳排放,真正做到节能降耗。
        2.3变频驱动节能技术
        变频调速技术已成为长距离大功率带式输送机驱动系统常采用的一种方式。带式输送机运行中,随着设备负荷率的变化,可及时通过变频装置调节电动机转速,实现节能;同时在启动和制动阶段实现平滑启停,进一步在启动和停止阶段实现设备节能;另可实现输送带运输机多电动机驱动时的功率平衡,从而最大限度提高电动机做功,更优化设备节能。
        2.4减电机运行节能技术
        减电机技术是近几年研究和试用的一种新的节能技术,即根据带式输送机的负荷大小,自动改变参与驱动电动机的数量,通过检测驱动电机电流大小或实际计算的电机功率大小来控制超越离合器,增加或减少-台或多台电动机,达到节能效果。皮带输送机的实际工作功率和输送带上承载物的重量、所处位置、长度等众多因素有关。当皮带输送机的实际工作功率小于设计功率时,会造成大量的电能浪费,无法保障皮带传输机的经济性。而节能技术在皮带输送机减电机运行中的应用,可有效减少电能消耗,提高皮带输送机的传送工作效率。减电机运行节能技术主要是在确保输送机额定功率与电配置不变的条件下,按照系统的实际功率需要,适当地增加运行电机数量,使驱动功率和负载大小一致。实现皮带输送机减电机运行节能技术的关键在于合理判断增减电动机,现阶段常用的判断方法有以下3种:极端电动机实际功率大小、检查驱动电机电流大小、检查堆取料机的位置,其本质是为确定皮带输送机实际负荷的大小。在皮带传输机启动过程中,全部电机进入运行状态;之后,根据电机运行情况,确定皮带输送机的实际负荷大小;当实际负荷过小时,可实施减电机运行,并将驱动装置的输送滚筒与减速器之间的联轴器换为超越离合器,以减小皮带输送机运行过程中的部件磨损;当电机断电时,驱动装置将会自动停止运行,从而达到节约电能的效果。皮带输送机减电机节能技术涉及供电、电气控制、机械等较多学科内容,是一项综合性、全新性技术,具有节能、经济、使用的优势。
        总结
        皮带输送机中节能技术的应用可有效保障企业生产运营的经济效益,未来煤矿机电设备使用中应重视节能技术的高效利用,确保机电设备工作中的能源消耗率能够控制在合理的范围内,减少煤矿企业生产计划实时中不必要的经济损失。
        参考文献:
        [1]王慧.浅谈煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].都市家教月刊,2017(3).
        [2]温勇.煤矿机电设备中变频节能技术的应用分析[J].河南科技,2013(15).
        [3]高珊.皮带输送机的常见故障及处理[J].科技风,2018(4).
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: