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皮带机节能减排的思考

摘要:皮带机是港口装卸工艺系统常用设备,驱动装置是皮带机的核心部件,驱动装置的选型是否合适,极大的影响了皮带机使用的可靠性和经济性。文中对皮带机的驱动形式及电动机功率计算方面进行了简要思考,并有针对性的提出了一些看法。

关键词:皮带机;驱动形式;功率

中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2016)03-0114-02

一、引言

由于皮带机具有输送能力强、运距远等特点,散装物料装卸码头通常利用皮带机进行物料的装卸、倒运。若要对皮带机进行节能改造,可以从多个方面进行考虑。本文从皮带机的驱动装置角度出发,探讨一下进行节能减排的可能性。

二、如何选择驱动形式

为了节省成本和空间,在码头实际应用过程中,部分皮带机具有双向运转能力,以方便实现散料的进仓、出仓和倒仓等功能。较多情况下,皮带机的双向运转是利用一个具有正反转功能的单驱动装置实现。这是因为采用一个具有正反转功能的单驱动装置,可以减少一个反向驱动装置,亦可以减少相应的电力布线和控制布线的工程量,由此可以节约安装期间的施工成本。此外,采用一个具有正反转功能的单驱动形式,由于始终由同一个驱动滚筒带动皮带,皮带机运转换向时皮带发生跑偏的情况相对较少,可以减少日后使用维护的工作量。但是,部分皮带机的进仓额定输送量与出仓额定输送量是不一致的。以广州某粮食码头的皮带机为例,进仓额定输送量为500t/h,出仓额定输送量为200t/h。驱动装置的功率设计必然是依照500t/h进行计算,那么在进行出仓输送时,驱动装置必然会出现“大牛拉小车”的情况,空耗大部分功率。这将严重影响输送设备的利用效率和经济性。单驱动形式的另一个缺点是有一个运转方向为松边送料,为了保证输送能力,避免皮带在运转过程中出现打滑的现象,皮带的张紧力需要加大,皮带的规格往往需要增大一个规格。皮带的规格越大,自重也随之增大,使得皮带机的能耗增多。同时,皮带的张紧力增大也会造成皮带的寿命缩短。从节能减排的角度出发,对于双向额定输送量不一致的皮带机,以采用双驱动形式为宜。虽然在初始施工期间或者节能减排改造期间,工程造价会稍稍增加,但是相比于日后能耗降低而节省的费用而言,还是值得的。当然,随着科技的发展,部分驱动电机已经能实现变频,采用变频电机也有利于皮带机的节能减排。带机增加双向调心托辊,并考虑增加立辊,从驱动装置以外的部分去考虑减少皮带跑偏的可能性。同时,建议使用单位在日后使用过程中,加强日常检查与调整,及时消除诸如积料、给料不正等问题。

三、如何选择电机功率

部分使用单位在对皮带机驱动电机进行选型时,为了避免日后皮带机驱动力不足的情况发生,往往在计算得出的额定功率基础上,加大1~2个规格。此举是否符合节能减排的要求呢?以上述粮食码头的一条132m长的皮带机为例,带宽为1,000mm,进仓输送量Q=500t/h,带速V=2.5m/s,初始选择电机功率为55kw。其中N0=(k1*Ln*v+k2*Ln*Q+0.00273*Q*H)*k3(2)式中符号含义为:N为电动机功率(单位为kW);N0为传动滚筒轴功率(单位为kW);K为功率备用系数;η为总传动效率;k1*Ln*v为输送带及托辊转动部分运转功率(单位为kW);k2*Ln*Q物料水平运输功率(kW);0.00273*Q*H为物料垂直提升功率(kW);K1为空载运行功率系数;K2为物料水平运行功率系数;K3为附加功率系数;Ln为输送机水平投影长度(单位为m);H为输送机垂直提升高度(单位为m)。查阅相关表格,K1取为0.0229,K2取为0.0000817,K3取为1.55,K取为1.2,η取为0.9,则有N0=20.07kW,N=1.2*20.07/0.9=26.8kW。理论功率N应大于等于26.8kW。再考虑到各种客观因素导致重载启动的可能性,故增加0.3倍功率系数,最后计算得出的N为34.8kW。按标准型产品电机选取,选用37kW功率电动机已充分符合使用要求。从公式(1)中可看出,N的计算已考虑功率备用系数,且已取为1.2倍,并在最终计算结果上考虑意外情况的发生,再增加1.3倍的功率系数,得出电机功率宜选为37kW。若是将电机功率取为55kW,肯定不会影响皮带机的正常使用功能,且具有较大的生产能力富余量。但是由此而产生的能量虚耗也是巨大的。此外,该皮带机的前端工艺设备为两台200t/h的卸船机,能赋予该条皮带机的粮食供给量基本不会超过400t/h,过大的生产能力富余量,实在是不必要。在进行节能减排改造过程中,可以考虑将皮带机的电机功率进行重新核算,检查是否存在电机选型严重偏大的情况。

四、小结

皮带机是一种相对简单的港口设备,驱动装置是皮带机的核心部件,驱动装置的选型是否合适,将极大的影响皮带机使用的可靠性和经济性。对于已建成的设备,并不应该因为要发生一笔改造费用而拒绝进行设备的更新改造,应以长期目光看待节能减排的改造问题,能源消耗的有效降低,不仅会产生良好的社会效应,更会产生良好的经济效益。节能减排不是某一个人或者某几个人的事情,应该发动每一个人的能动性,集思广益,从各种角度出发考虑,有效降低能耗,减少污染排放,切实保护我们的共有环境。

作者:覃明彬 许镇杰 单位:广州港工程管理有限公司


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