港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能的實(shí)現(xiàn)與技術(shù)分析

韓亮

（唐山曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司，河北 唐山 063200）

科學(xué)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，皮帶機(jī)逐漸應(yīng)用到港口傳輸中，幫助港口減輕人力傳輸壓力，同時(shí)也提升了港口傳輸?shù)男剩瑸槠鋭?chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。皮帶機(jī)傳輸方面存在一些不足。要改進(jìn)港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)能源過度消耗、系統(tǒng)效率低下以及傳輸資本增加等問題，實(shí)現(xiàn)港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能是當(dāng)前關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)重要性

實(shí)現(xiàn)港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能，必須掌握港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，正視其對(duì)港口發(fā)展與必須節(jié)能處理的意義。港口是運(yùn)輸?shù)闹饕緩街唬劭趥鬏斏婕胺N類眾多，并且數(shù)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(jī)正常傳輸至少由兩臺(tái)電機(jī)的支持，但是電機(jī)運(yùn)行會(huì)消耗大量電能，一直困擾著皮帶機(jī)傳輸節(jié)能發(fā)展。皮帶機(jī)傳輸幫助港口真正發(fā)揮出其交通樞紐的作用，并且可以實(shí)現(xiàn)鐵礦石、集裝箱、糧食以及煤炭等統(tǒng)籌運(yùn)輸，尤其是當(dāng)前已經(jīng)建立專門煤炭、集裝箱運(yùn)輸系統(tǒng)，也推動(dòng)了港口傳輸?shù)倪M(jìn)步。港口傳輸中皮帶機(jī)系統(tǒng)非常重要，但是現(xiàn)在存在很多問題，尤其是皮帶機(jī)傳輸時(shí)間不固定，大部分處于空載狀態(tài)，或者貨物較少，傳輸效率低下，電動(dòng)機(jī)在傳輸期間一直處于運(yùn)行狀態(tài)，電能消耗不會(huì)因?yàn)閭鬏斬浳餃p少而降低，所以整體上電動(dòng)機(jī)電能消耗大，系統(tǒng)功率一直處于低下狀態(tài)，能量損耗嚴(yán)重。節(jié)能減排作為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，皮帶機(jī)傳輸也著手探索節(jié)能措施，皮帶機(jī)傳輸?shù)墓?jié)能處理不僅幫助港口科學(xué)控制傳輸成本，同時(shí)也節(jié)省很多能源，提升港口傳輸?shù)母偁幜εc工作效率，對(duì)港口傳輸發(fā)展非常關(guān)鍵。

2 港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)

港口傳輸發(fā)展中，皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)主要包含四個(gè)組成系統(tǒng)：現(xiàn)場級(jí)、控制級(jí)、監(jiān)控級(jí)、管理級(jí)。這些系統(tǒng)組成幫助皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)集中操作與傳輸，同時(shí)分等級(jí)管理系統(tǒng)，分而自治的形式提高了管理質(zhì)量。

現(xiàn)場級(jí)：所謂現(xiàn)場級(jí)即針對(duì)皮帶機(jī)傳輸?shù)目刂品矫妫劭趥鬏斶^程中必須對(duì)現(xiàn)場時(shí)刻控制，尤其是電動(dòng)機(jī)等電能設(shè)備附近。皮帶機(jī)傳輸需要電氣控制系統(tǒng)的支持，同時(shí)還要依靠電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及皮帶機(jī)自身的輸送系統(tǒng)。現(xiàn)場級(jí)電氣控制以控制器（PLC）作為核心，控制邏輯運(yùn)行系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級(jí)的控制。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制，分別從鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)、皮帶機(jī)的減速器以及傳輸?shù)満掀髦帧ＦC(jī)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(jí)：對(duì)于控制級(jí)系統(tǒng)需要運(yùn)行員的正確操作，以操作站為中心，積極與計(jì)算統(tǒng)計(jì)站、工程師站等協(xié)作，將皮帶機(jī)傳輸設(shè)備安裝至控制室。皮帶機(jī)系統(tǒng)設(shè)備作為港口主要傳輸設(shè)備，具備分布廣泛、設(shè)備多樣以及距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸。皮帶機(jī)運(yùn)輸中細(xì)節(jié)監(jiān)控非常重要，利用監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)其全方面、多角度、五位一體監(jiān)控。根據(jù)不同控制點(diǎn)展開級(jí)別控制，保證傳輸鏈正常傳輸。皮帶機(jī)的每條傳輸皮帶都具備獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)也是組成現(xiàn)場監(jiān)控級(jí)的關(guān)鍵。皮帶擁有自動(dòng)開關(guān)機(jī)功能，這些功能的執(zhí)行都是以控制分站操作，尤其是現(xiàn)場皮帶傳輸?shù)尿?qū)動(dòng)，電氣設(shè)備運(yùn)行等。監(jiān)控級(jí)控制系統(tǒng)中，所有控制點(diǎn)都會(huì)連接雙絞線，將雙絞線共同連接在總線上，便于主控計(jì)算機(jī)的監(jiān)控與控制，通過分層監(jiān)控、系統(tǒng)管理的方式，確保皮帶機(jī)的正常傳輸。

管理級(jí)：港口的管理者是管理級(jí)的執(zhí)行單位，主要是對(duì)不同港口皮帶機(jī)傳輸情況不定期檢測，并且統(tǒng)計(jì)歷史數(shù)據(jù)，將歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)比分析等，為管理者提供更多管理幫助。

皮帶機(jī)傳輸特點(diǎn)明顯，傳輸負(fù)載量非常大，同時(shí)性能參數(shù)理想，可以實(shí)現(xiàn)港口的寬帶化與高速化傳輸，并且長度也在不斷增加。擴(kuò)大港口裝機(jī)容量，科學(xué)劃分皮帶機(jī)的輸送機(jī)類型，取料、堆料等分類管理，當(dāng)然能耗大、資金多等還需要進(jìn)一步完善。

3 港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行，為港口傳輸發(fā)展帶來更多機(jī)遇。但是在APEC會(huì)議召開之后，針對(duì)皮帶機(jī)傳輸耗能問題重新思考，需要滲透更多節(jié)能技術(shù)，幫助皮帶機(jī)節(jié)省能源，為可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3.1 振動(dòng)給料器、流量控制器

皮帶機(jī)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(yùn)輸過程中，皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)煤炭分布不均的現(xiàn)象，造成煤炭傳輸期間負(fù)載平均值不穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)器消耗的能量忽高忽低。對(duì)于這方面需要在皮帶機(jī)傳輸設(shè)備上增加振動(dòng)給料器、流量控制器，幫助皮帶傳輸，科學(xué)控制傳輸流量。在煤炭傳輸期間，以振動(dòng)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(shí)與連續(xù)，這樣翻車機(jī)房的能耗會(huì)更加均勻，同時(shí)也會(huì)均衡應(yīng)用電能。當(dāng)然皮帶傳輸沿線也需要控制好煤炭均勻量，這就需要自動(dòng)控制技術(shù)，對(duì)傳輸帶上的煤炭流量及時(shí)控制。要系統(tǒng)控制流量，緊密與監(jiān)控級(jí)相聯(lián)系，監(jiān)控皮帶機(jī)傳輸?shù)默F(xiàn)場作業(yè)，確保傳輸?shù)浇K點(diǎn)翻缷或者取料等量值均衡。打造良性循環(huán)控制系統(tǒng)，保證與監(jiān)控系統(tǒng)匯集成運(yùn)輸鏈條，確保運(yùn)行鏈條的穩(wěn)定性，合理降低皮帶機(jī)傳輸能量消耗，智能化監(jiān)控模式進(jìn)一步提升出皮帶機(jī)傳輸效率。

3.2 智能電機(jī)運(yùn)行技術(shù)

電機(jī)運(yùn)行是支撐皮帶機(jī)傳輸正常工作的主要?jiǎng)恿Γ瑫r(shí)也是能耗控制的關(guān)鍵。皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能的同時(shí)，必須提高對(duì)電機(jī)的重視，以適當(dāng)手段減少電機(jī)運(yùn)行能耗，為電機(jī)運(yùn)行增添智能化技術(shù)，為皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能提供更多條件。港口運(yùn)輸期間，皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至少需要兩臺(tái)以上的電機(jī)，尤其是大型港口傳輸作業(yè)。皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)與智能電機(jī)運(yùn)行技術(shù)相結(jié)合，幫助電機(jī)控制運(yùn)行功率，并且為大型港口皮帶機(jī)傳輸提供更多驅(qū)動(dòng)力。港口皮帶機(jī)傳輸作業(yè)過程中，因?yàn)閭鬏斶\(yùn)行不可避免會(huì)遇到一些摩擦或者剮蹭等，導(dǎo)致皮帶機(jī)受到損壞，其承載負(fù)荷也會(huì)隨之減小，并且很多皮帶機(jī)傳輸經(jīng)常出現(xiàn)空載現(xiàn)象，即便多臺(tái)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)，但是空載并沒有任何收獲，因?yàn)殡姍C(jī)運(yùn)行效率也隨之降低。以增減電機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用電機(jī)運(yùn)行期間的負(fù)荷變化，控制電機(jī)運(yùn)行數(shù)量，保證電機(jī)運(yùn)行功率能夠一直與運(yùn)行負(fù)載相匹配，實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)傳輸最優(yōu)化。皮帶機(jī)傳輸取料過程中，電機(jī)做好準(zhǔn)備工作，取料結(jié)束馬上停止運(yùn)行，一旦皮帶機(jī)處于空載狀態(tài)，及時(shí)減少電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，從而達(dá)到皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能的目的。

3.3 皮帶機(jī)傳輸電壓控制技術(shù)

皮帶機(jī)傳輸期間，電機(jī)通過電壓作用驅(qū)動(dòng)其運(yùn)行。通過對(duì)電機(jī)學(xué)方面的了解能夠知道，電機(jī)運(yùn)行過程中運(yùn)行效率以及功率因數(shù)都是通過電機(jī)最佳負(fù)載實(shí)現(xiàn)。電機(jī)負(fù)荷滿載運(yùn)行，電機(jī)運(yùn)行功率也會(huì)發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為因數(shù)增加，電壓運(yùn)行中電流出現(xiàn)滯后，同時(shí)相位角也會(huì)逐漸減小。電機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)的變化，與電機(jī)負(fù)載率變化有直接關(guān)系，負(fù)載率下降、電機(jī)功率因數(shù)下降。皮帶機(jī)一旦出現(xiàn)空載現(xiàn)象，電機(jī)的功率將會(huì)下降，同時(shí)無功功率增加，電機(jī)便會(huì)損耗大量電能。電壓控制技術(shù)，及時(shí)控制電機(jī)功率變化，協(xié)調(diào)電機(jī)與功率因數(shù)之間的關(guān)系，從電機(jī)接入端口的電壓，控制負(fù)載電流變化，確保皮帶機(jī)的正常傳輸。

3.4 電機(jī)運(yùn)行增減技術(shù)

皮帶機(jī)傳輸?shù)闹饕?qū)動(dòng)力，電機(jī)在運(yùn)行過程中也需要加入增減技術(shù)，有效控制電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。增減電機(jī)運(yùn)行技術(shù)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展下已經(jīng)逐漸成熟，并且當(dāng)前應(yīng)用范圍廣泛。增減電機(jī)運(yùn)行技術(shù)，比較適合系統(tǒng)性的驅(qū)動(dòng)裝置，以承載負(fù)荷變化，自動(dòng)投入運(yùn)行，同時(shí)還需要與上述自動(dòng)控制相結(jié)合，自主控制電機(jī)運(yùn)行數(shù)量。較大碼頭港口非常需要這種技術(shù)，尤其是煤炭運(yùn)輸期間，很好的控制空載現(xiàn)象，改造驅(qū)動(dòng)作業(yè)形式，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

4 港口皮帶機(jī)傳輸節(jié)能啟示

港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研究，為港口節(jié)能發(fā)展創(chuàng)造更好的平臺(tái)，同時(shí)也升級(jí)了港口皮帶機(jī)傳輸功能，提升傳輸效率。煤炭、礦石等資源都必須以皮帶機(jī)傳輸形式實(shí)現(xiàn)，節(jié)能技術(shù)節(jié)省更多傳輸成本，以系統(tǒng)鏈條的方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)、循環(huán)傳輸，并且控制能源消耗，為港口獲得更多傳輸效益。

5 結(jié)語

綜上所述，生態(tài)節(jié)能理念的貫徹落實(shí)，港口皮帶機(jī)傳輸系統(tǒng)必須滲透節(jié)能技術(shù)，全面對(duì)節(jié)能技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)其幫助港口實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約以及可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，更為我國運(yùn)輸業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，為港口運(yùn)輸?shù)目茖W(xué)化、現(xiàn)代化、信息化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。