自動(dòng)扶梯節(jié)能改造

楊又石 胡建軍 楊旻

在自動(dòng)扶梯或自動(dòng)人行道梯的入口處增加光電檢測(cè)開關(guān)，無(wú)乘客時(shí)，電梯停止或低速運(yùn)行；當(dāng)有乘客到達(dá)入口時(shí)，光電檢測(cè)開關(guān)被觸發(fā)，使電梯高速運(yùn)行。由于無(wú)乘客時(shí)，電梯是處于停止或低速運(yùn)行狀態(tài)的，大大節(jié)約了能源，減少了機(jī)械磨損、噪音及機(jī)械故障，從而降低了易損配件的費(fèi)用支出，延長(zhǎng)了電梯的使用壽命。

自動(dòng)扶梯﹔節(jié)能﹔改造

1.一般普通扶梯存在的問(wèn)題

在商場(chǎng)、賓館、機(jī)場(chǎng)、車站等場(chǎng)所被廣泛地使用自動(dòng)扶梯是公共場(chǎng)所運(yùn)送乘客的最為理想的設(shè)備之一。目前國(guó)內(nèi)在用自動(dòng)扶梯約為25萬(wàn)臺(tái)。其中：2008年以前安裝使用的自動(dòng)扶占梯有約65%的比列。這些一般普通電梯采用星三角啟動(dòng)運(yùn)行電路，在使用中存在幾個(gè)方面的問(wèn)題。

運(yùn)行成本較高。對(duì)于周期性明顯的機(jī)場(chǎng)、車站等場(chǎng)所，在飛機(jī)或列車到來(lái)時(shí)，客流集中，其余時(shí)間則乘客較少；對(duì)于商場(chǎng)、購(gòu)物中心等場(chǎng)所，一般在早上開門后，午餐時(shí)間，晚上打烊前等時(shí)間段相對(duì)客流量較少；對(duì)于賓館、建材或家具市場(chǎng)，全天的客流量都不及商場(chǎng)、購(gòu)物中心等場(chǎng)所，如果使用的是一般普通自動(dòng)扶梯，通常采用的是直接電源供電，缺少節(jié)能措施，不能進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，使得自動(dòng)扶梯在無(wú)人乘坐時(shí)仍然全速運(yùn)行，造成大量能源空耗。

以“西安XX建材大廈”為案例分析：大廈一、二、三層為經(jīng)營(yíng)櫥柜、門業(yè)、木地板的專業(yè)商場(chǎng)，四部自動(dòng)扶梯均為2005年生產(chǎn)安裝的一般普通扶梯，在2010年前的使用期內(nèi)，由于商場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)業(yè)態(tài)決定了—客流量較少。電梯又是額定轉(zhuǎn)速電梯，即使空載，電梯也以額定速度運(yùn)行，有效率不足30%。很明顯電梯每天的絕大部分時(shí)間都在空轉(zhuǎn)。一部自動(dòng)扶梯每天運(yùn)行10小時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率為11KW,每年浪費(fèi)的電能為：11度/小時(shí)?小時(shí)/天?65天=28105度，按每度電1.00元的價(jià)格計(jì)算，一部自動(dòng)扶梯每年浪費(fèi)28105.00元。四部自動(dòng)扶梯每年浪費(fèi)：28105.00元/臺(tái)?臺(tái)=112420.00元。

機(jī)械磨損嚴(yán)重，使用壽命短。由于電梯長(zhǎng)期高速，高頻運(yùn)轉(zhuǎn)，造成電梯機(jī)電設(shè)施疲勞損壞，造成壽命縮短。一般普通扶梯的壽命在10年左右，超過(guò)年限后主要機(jī)電部件的疲勞損傷相當(dāng)嚴(yán)重，需要更換大量主要部件才能繼續(xù)服務(wù)，往往一些使用者因更換機(jī)電部件耗用大量資金感到不合算，而不得以采購(gòu)新的電梯，而空耗大的電梯正是造成這種情況的元兇。

故障率高，使用成本高，安全性能低。一般自動(dòng)扶梯長(zhǎng)時(shí)間保持全速運(yùn)轉(zhuǎn)，其扶手帶、梳齒板、梯級(jí)等部件磨損很快，除更換部件需要大量的費(fèi)用外，磨損間隙加大也經(jīng)常導(dǎo)致電梯出現(xiàn)故障而停止運(yùn)行或造成安全事故頻發(fā)，且乘梯舒適感逐年下降。

綜上所述，一般普通自動(dòng)扶梯存在的缺陷是非常明顯的。引起政府有關(guān)部門的高度重視，出臺(tái)自動(dòng)扶梯節(jié)能改造政策，給予節(jié)能財(cái)政補(bǔ)貼，以求節(jié)能安全運(yùn)行。解決一般普通自動(dòng)扶梯的缺陷，通過(guò)對(duì)一般普通自動(dòng)扶梯進(jìn)行智能化節(jié)能升級(jí)改造，減少能耗電，安全使用。

2.自動(dòng)扶梯智能化節(jié)能原理

在自動(dòng)扶梯上、下端入口的適當(dāng)位置分別安裝光電檢測(cè)開關(guān)，采集2m距離范圍內(nèi)是否有人乘坐電梯的信號(hào)，當(dāng)二臺(tái)自動(dòng)扶梯交換運(yùn)行方式時(shí)，出口光電檢測(cè)開關(guān)自動(dòng)斷開，入口處檢測(cè)信號(hào)始終有效。

節(jié)能運(yùn)行的時(shí)間進(jìn)行矢量控制，當(dāng)乘客走進(jìn)入口光電檢測(cè)開關(guān)時(shí)，預(yù)計(jì)（設(shè)定）乘客走到扶梯前約需1～2秒鐘，在這段時(shí)間內(nèi)變頻器從15HZ節(jié)電慢行狀態(tài)加速到50HZ正常運(yùn)行速度，為保證安全，在乘客踏上扶梯前完成加速。乘客站在扶梯上的運(yùn)行時(shí)間約為20～30秒鐘（由扶梯長(zhǎng)度決定）。當(dāng)乘客離開后自動(dòng)延時(shí)（設(shè)定）2～3秒；當(dāng)入口光電檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)無(wú)人乘坐時(shí)，變頻器減速到15HZ運(yùn)行。在自動(dòng)扶梯載人運(yùn)行過(guò)程中，如果連續(xù)有人乘坐，變頻器則會(huì)自動(dòng)刷新新計(jì)時(shí)20～30秒鐘，維持正常運(yùn)行速度，直到最后的乘客離開，才延時(shí)后降速運(yùn)行。

3.主要改造內(nèi)容

控制箱部分。將現(xiàn)有扶梯由原來(lái)普通的PLC控制方式改造成PLC加變頻控制方式。該控制系統(tǒng)成熟穩(wěn)定，可靠性已在成千上萬(wàn)臺(tái)扶梯、人行道梯的使用中得到證實(shí)。

光電檢測(cè)開關(guān)。在自動(dòng)扶梯上、下出入口安裝的光電檢測(cè)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了電梯在有乘客乘梯時(shí)以額定運(yùn)行速度運(yùn)行，無(wú)乘客乘梯時(shí)自動(dòng)進(jìn)入低速運(yùn)行的節(jié)電狀態(tài)。

變頻器。扶梯增加一個(gè)變頻器，主要作用是用來(lái)矢量改變扶梯的轉(zhuǎn)速，另外使自動(dòng)扶梯啟動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)行更加舒適。

電阻箱。增加變頻器電阻制動(dòng)箱，保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠工作。

屏蔽信號(hào)線。將現(xiàn)有井道信號(hào)系統(tǒng)線更換為帶屏蔽的信號(hào)線，全面提高電梯井道反饋的可靠性。

4.效益分析

上午9∶00～下午19∶00，營(yíng)業(yè)時(shí)間：10小時(shí)。

每年可節(jié)約資金：15840091872=66528（元）

省維修費(fèi)。由于自動(dòng)扶梯大部分時(shí)間處于低速節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，大大降低了機(jī)械磨損、噪音、減少機(jī)械故障，從而降低了易損配件的費(fèi)用支出，連低值的潤(rùn)滑油的消耗量也大幅降低了，從而，節(jié)省了維修費(fèi)用。

延長(zhǎng)了設(shè)備壽命。普通自動(dòng)扶梯智能化節(jié)能改造后，在沒(méi)有無(wú)乘客時(shí)，自動(dòng)扶梯的運(yùn)行速度僅為正常運(yùn)行速度的30%。從理論上講，機(jī)械磨損可減少80%，按磨損的50%計(jì)算，可延長(zhǎng)自動(dòng)扶梯的使用壽命一倍。

設(shè)備故障率降低，而安全性能沒(méi)有發(fā)生變化。自動(dòng)扶梯經(jīng)過(guò)節(jié)能升級(jí)改造后，故障率大大降低了。由于改造中完全保留了電梯原有的安全運(yùn)行模式，設(shè)計(jì)有切換開關(guān)，當(dāng)變頻器檢修或者故障時(shí)，變頻控制電路完全撤出控制系統(tǒng)，不影響正常使用，保證在任何使用模式下，運(yùn)行都符合國(guó)家GB-16899扶梯電梯安全標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)電網(wǎng)的影響。經(jīng)過(guò)變頻改造的電梯，開機(jī)啟動(dòng)平緩，且啟動(dòng)電流小，減少了對(duì)單位系統(tǒng)供電電網(wǎng)的沖擊。

通過(guò)改造后自動(dòng)扶梯幾年的運(yùn)行和對(duì)自動(dòng)扶梯節(jié)能改造的效益分析，收到顯而易見(jiàn)的效果，完全符合國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能理念，是走向低碳生活的序曲，如果，能將未進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造的電梯全部進(jìn)行節(jié)能改造，實(shí)屬一件利國(guó)利民的好事。

[1]西安市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局新城分局鍋爐和電梯節(jié)能實(shí)施意見(jiàn)，2009.12

[2]自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道梯制造與安裝規(guī)范GB1689-1997