關于皮帶機節能減排方法的探討

王泳惠 李勝濤

（華電重工股份有限公司，河南 鄭州 450000）

能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎。縱觀人類社會發展的歷史，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。能源的開發利用極大地推進了世界經濟和人類社會的發展。20 世紀70年代末以來，我國作為世界上發展最快的發展中國家，經濟社會發展取得舉世矚目的輝煌成就，但也付出巨大的資源和環境被破壞的代價，這兩者之間的矛盾日趨尖銳。我國政府正在以科學發展觀為指導，加快發展現代能源產業，堅持節約資源和保護環境的基本國策，把建設資源節約型、環境友好型社會放在工業化、現代化發展戰略的突出位置，努力增強可持續發展能力。

1 驅動形式選擇分析

為了節省成本和空間，在碼頭實際應用過程中，部分皮帶機具有雙向運轉能力，以方便實現散料的進倉、出倉和倒倉等功能。較多情況下，皮帶機的雙向運轉是利用一個具有正反轉功能的單驅動裝置實現的。這是因為采用一個具有正反轉功能的單驅動裝置，可以減少一個反向驅動裝置，亦可以減少相應的電力布線和控制布線的工程量，由此可以節約安裝期間的施工成本[1]。此外，采用一個具有正反轉功能的單驅動形式，由于始終由同一個驅動滾筒帶動皮帶，皮帶機運轉換向時皮帶發生跑偏的情況相對較少，可以減少日后使用維護的工作量。但是，部分皮帶機的進倉額定輸送量與出倉額定輸送量是不一致的。以廣州某糧食碼頭的皮帶機為例，進倉額定輸送量為500t/h，出倉額定輸送量為200t/h。驅動裝置的功率通常依照500t/h 設計，在進行出倉輸送時，驅動裝置就會出現“大牛拉小車”的情況，空耗大部分功率。這將嚴重影響輸送設備的利用效率和經濟性。單驅動形式的另一個缺點是有一個運轉方向為松邊送料，為了保證輸送能力，避免皮帶在運轉過程中出現打滑現象，同時，皮帶的張緊力增大也會造成皮帶的壽命縮短。從節能減排的角度出發，對于雙向額定輸送量不一致的皮帶機，以采用雙驅動形式為宜。雖然在初始施工期間或者節能減排改造期間，工程造價會增加，但是相比于日后能耗降低而節省的費用而言，還是值得的。當然，隨著科技的發展，部分驅動電機已經能實現變頻，采用變頻電機也有利于皮帶機的節能減排。對于皮帶機轉向變化時皮帶容易發生跑偏的問題，建議皮帶機增加雙向調心托輥，并考慮增加立輥，從驅動裝置以外的部分去考慮減少皮帶跑偏的可能性。同時，建議使用單位在使用過程中，加強日常檢查與調整，及時消除積料、給料不正等問題[2]。

2 電機功率選擇分析

部分使用單位在對皮帶機驅動電機進行選型時，為了避免日后皮帶機驅動力不足的情況發生，往往在計算得出的額定功率基礎上，加大1～2 個規格。但此舉并不符合節能減排的要求。以上述糧食碼頭的一條132m 長的皮帶機為例，帶寬為1000mm，進倉輸送量Q=500t/h，帶速v=2.5m/s，初始選擇電機功率為55kW。

式中，N0=（k1×Ln×v+ k2×Ln×Q+0.00273×Q×H） ×k3。其中，N 為電動機功率，kW；N0為傳動滾筒軸功率，kW；K為功率備用系數；η 為總傳動效率；k1×Ln×v 為輸送帶及托輥轉動部分運轉功率，kW；k2×Ln×Q 為物料水平運輸功率，kW；0.00273×Q×H 為物料垂直提升功率，kW；k1為空載運行功率系數；k2為物料水平運行功率系數；k3為附加功率系數；Ln 為輸送機水平投影長度，m；H 為輸送機垂直提升高度，m。查閱相關表格，k1取為0.0229，k2取0.0000817，k3取為1.55，K 取為1.2，η 取為0.9，則N0=20.07kWN=1.220.07/0.9=26.8kW。理論功率N 應大于等于26.8kW，再考慮到各種客觀因素導致重載啟動的可能性，故增加0.3 倍功率系數，最后計算得出的N 為34.8kW。按標準型產品電機選取，選用37kW 功率電動機已充分符合使用要求。從公式（1） 中可看出，N 的計算已考慮功率備用系數，且已取為1.2倍，并在最終計算結果上考慮意外情況的發生，再增加1.3倍的功率系數，得出電機功率宜選為37kW。若將電機功率取為55kW，不會影響皮帶機的正常使用功能，且具有較大的生產能力富余量，但是由此而產生的能量虛耗太大。此外，該皮帶機的前端工藝設備為2 臺200t/h 的卸船機，能賦予該條皮帶機的糧食供給量基本不會超過400t/h，過大的生產能力富余量并不必要。在進行節能減排改造過程中，可以考慮將皮帶機的電機功率進行重新核算，檢查是否存在電機選型嚴重偏大的情況。

3 結語

總之，作為物流運輸行業節能減排工作的主體，國家節能減排工作的最重要一環，中國港口人通過自己不懈的努力，已經在港口管理、能源利用和技術創新等方面取得了一系列的成果，效果顯著。伴隨著節能減排工作的不斷深入，港口節能減排技術必將得到更廣泛的發展。