浅谈施工升降机的节能与安全

王俊彤，王彦涛

(天津市特种设备监督检验技术研究院，天津 310192)

在我国由于资源和能源的巨大压力，节约能源是国民经济发展的大势。2009年修订的《特种设备安全监察条例》和《节约能源法》都强调了特种设备的节能。施工升降机是特种设备的一种，是国民经济发展中必不可缺的建筑施工设备。随着国民经济的快速发展，国内对各种施工升降机的需求量也随之急剧上升。施工升降机的电源直接由供电网络供电，随着节能意识的不断提高和国家相关法令的激励与惩罚，钢铁和能源价格的不断上涨，以及激烈的市场竞争，节能型施工升降机将是未来发展的趋势。

1 变频技术的应用

施工升降机采用的都是鼠笼式异步电动机，启制动频繁，如果直接拖动冲击力很大，对结构和齿轮齿条的破坏严重。20世纪末，交流变频技术的发展日趋成熟。交流变频调速的对象是鼠笼式异步电动机，具有调速平稳、成本低、维护便利、调速性能优越等优点。同时，变频器自身可提供无功电流，具有很高的功率因数，对电网的冲击很小，所以大量的起重机械采用了交流变频调速技术。如果施工升降机采用变频技术，可实现速度的无级升高和降低，达到平稳起步和停层目的，而且能改善施工升降机的使用状况，并提高使用寿命、就位准确度和安全保护装置的精度，减小机械冲击，消除共振，改善动刚度，降低事故发生概率等。另外使用变频技术的施工升降机可以报告故障部位，实现GPS远程服务。

现在只有少数中高速施工升降机采用了变频技术，而大量的低速施工升降机采用的都是直接拖动，如果采用变频技术将会节约大量能源，若研发专用变频调速系统，则节能效果更好。在2012年下半年，广州金龙推出了一款采用变频拖动的升降速度为46m/min、额定载重量为2 000kg的SC型施工升降机，驱动电机总功率仅为2×11kW，使用效果非常好，而且价格比普通型略高。如果升降速度为46m/min、额定载重量为2000kg的SC型施工升降机，而采用传统的驱动方式，驱动电机总功率需3×15kW，由此可以看出节能效果还是非常明显。

自2008年以来，国内新增施工升降机中使用变频技术的数量在逐年增加，但与国际先进国家相比还有很大差距。2012年国内某专业生产施工升降机的厂家，内销施工升降机中采用变频技术的比例是12%，外销施工升降机中，采用变频技术的比例是97%。要赶上国际先进水平，还需要提高全体从业人员的专业技术水平和节能理念，要有国家长远发展的全局观念。

2 采用曳引驱动方式

1）可减小电机功率 现在市场中，采用传统驱动方式的施工升降机，升降速度不大于38m/min、额定载重量为2 000kg的SC型，所需要的驱动电机总功率是3×11kW；同样参数的SCD型，所需要的驱动电机总功率是2×11kW；而曳引驱动的施工升降机，所需要的驱动电机总功率仅是1×11kW。由此可以看出采用曳引驱动可大幅度减小电机总功率，减少电机个数。

2）可提高安全性 曳引驱动是靠曳引轮与连接吊笼和对重的多根钢丝绳之间的摩擦力，通过电机带动曳引轮转动使吊笼上下运动。一旦施工升降机出现冲顶或蹲底现象，曳引力就会失去，曳引轮会空转，吊笼就不能再上升或下降，也就不会发生施工升降机吊笼或对重冲出立柱的安全事故。另外再通过一些安全开关配合，更加确保施工升降机运行安全。现在使用的大多是强制性施工升降机，例如SC和SCD型施工升降机，是导轨侧面固定齿条，电机在吊笼顶部或内部驱动齿轮咬合齿条上下运行，一旦出现故障，施工升降机会一直冲出导轨发生危险；卷扬式SS型施工升降机，是卷扬机通过钢丝绳强制吊笼在导轨上运动，一旦发生钢丝绳断裂，吊笼就会自由下落产生危险，由此引发的安全事故也时有发生，而曳引施工升降机则不会有这种情况。

3）可以减轻运动部分的重量 采用曳引驱动方式后，驱动装置布置在导轨的顶端，吊笼上不再有驱动板和驱动装置，从而减轻了吊笼侧自重，也减轻了对重的重量。

4）可以取消随行电缆系统采用无线遥控 曳引驱动的施工升降机，驱动机构布置在导轨的顶端，吊笼上无需配置动力电源，这样就可以取消随行电缆系统，采用无线遥控，能简化结构、节约成本、减少故障，实现随行和任何位置操作。

5）可以降低噪音和能量损耗 采用曳引驱动后，每个吊笼的驱动电机由多个减至1个，而且电机布置在导轨的顶端，这样就大幅降低了吊笼内的噪音，同时避免了由于多个电机同时驱动时的不同步引起的能量损耗。

3 新材料和新结构的应用

我国现在使用的施工升降机吊笼的材料多采用Q235，Q345、轻合金钢、高分子材料和高强度钢应用很少，建议多采用一些新材料，这样能节省材料，减轻自重。

施工升降机吊为便于笼门开启，多使用配重铁，如改为弹簧，既可以简化结构，又可以减轻自重，降低噪音；使用安全滑触线代替随行电缆供电，随标准节自行加高，可避免发生电缆断裂事故，减轻随行载荷，提升安全性；采用高压供电，减少供电能量损耗；增加远程服务系统，如GPS卫星定位、自动故障报警等。

4 能量回馈或储存

显而易见，施工升降机工作过程中的势能是一种对环境无任何污染的绿色能源，回收由势能转换的电能对未来社会经济的发展有重要意义。目前已有公司能提供能量回馈系统，通过该系统可将重力势能转换为电能，并回馈到电网中。虽然价格较高，但是一种必然的发展趋势，随着技术的进步，开发一种价廉物美的产品，能实现电能的回馈或储存，是大力推广施工升降机节能技术的方向。

5 结 论

节约能源保证安全是当前我国经济发展的大势，是一个系统工程，需要政府部门扶持、制造企业和研究人员的推广、质监部门的监管、使用单位认同等。作者以自己的见解并结合在实践中获得的经验，提出了一些简单易行的施工升降机节能与安全应用技术，这些技术实施简单、性价比高，适宜在施工升降机上推广应用。