带式输送机的能源效率研究

刘胜本+崔斌

摘 要 随着带式输送机相比传统运输工具在输送能力、效率、距离、能耗、结构、可靠性等方面的优势逐渐显现，其在交通、煤炭、食品、化工等工业部门的应用范围越来越广泛，甚至已经成为煤炭开采工作的关键构成，近年来可持续发展战略的落实使人们对带式传送机能源效率问题越来越关注。本文为加深带式输送机能源效率认识，推动我国节约型社会的发展，对带式输送机能源效率与机械效率的区别、带式输送机能源效率的计算方式进行了系统分析，并结合相关资料对我国带式输送机的水平和其与发达国家之间的差距展开研究。

关键词 带式输送机；能源效率；节能

中图分类号 TH222 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0185-02

带式输送机又被称为胶带输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的现代机械设备，通常由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等构成，随着工业生产流程中相关工艺的不断完善，现阶段其可以实现有节奏的流水作业，极大地提升了现代工业的生产效率，而且缩减了大量人工输送任务，得到广泛应用，与此同时其节能优化也引起关注。

1 带式输送机能源效率计算方式

机械效率可以对能源利用率的大小进行反映，所以在所有能量转化机械中和以能量输出对象机械中，机械效率实质上也是能源效率的体现，在原动机、传动机的能源效率计算的过程中可以直接进行机械效率的计算，即直接表示为工作及所消耗的功率与原动机和传动机机械效率的比值，可见原动机和传动机机械效率与功率消耗之间呈现出负相关性[1]。但由于部分设备其并不以能量输出为主要目的，例如带式输送机，其输入能量的直接目的是为了完成物料的输送而不是输出有用功，其机械设备整体效率并不能完全以机械效率公式为计算依据，此时需要进行其针对性的能源效率计算[2]。能源效率使衡量机械设备能源有效利用程度的主要标准，其可以对机械设备在消耗单位能耗情况下所完成的有用工作量进行反映，也可以对机械设备完成单位工作两下的能源消耗量进行衡量，换言之能源效率使机械设备能源有效利用程度的度量方式，对带式输送机的能源效率进行研究是推动其向节能方向深化的有效途径[3]。

1.1 水平带式输送机的能源效率计算

带式输送机在工业中的应用任务主要是完成物料的输送，其有用工作通常以单位时间内物料输送量和输送距离进行衡量，且常规中工作效率与输送量和输送距离之间呈正相关性，这在实践中也可以得到论证，例如带式输送机在单位时间内其输送的物料量越大、距离越远，其消耗的功率也越大，由此可见如果带式输送机其自身的带长为L，其在单位时间内完成输送的物料量为Q，单位时间内输送物料所使用的能源为P；那么水平带式输送机的能源效率就可以表示为QL/P，当Q和L为固定值的情况下，缩减P可直接提升水平带式输送机的能源效率，这也是现阶段带式输送机节能设计的主要方向[4]。现阶段在对带式输送机进行实际应用的过程中，由于常规工作环境下功率、单位时间物料输送量、输送机的带长的单位通常分别为kW、t/h、km，所以也会将水平带式输送机能源效率的单位设定为t·km/（kW·h），特殊计算情况可以单位转换。

1.2 上运带式输送机的能源效率计算

2 我国带式输送机的水平和其与发达国家之间的差距分析

笔者随机选择永煤集团城郊煤矿、新汶矿业协庄煤矿、鲁能集团彭庄煤矿、鸡西矿业集团、潞安王庄煤矿、吴四圪堵矿井、神华哈尔乌素露天矿、汾西矿业曙光矿等12家我国常规规模的煤矿企业，对其带式传送机的能源消耗进行计算，计算过程中所选用的P、Q、L、h均以粗略估算为主，通过计算发现我国现代带式输送机能源效率通常在1至4t·km/（kW·h）之间，平均值为1.95t·km/（kW·h），；而笔者在查阅资料的过程中发现上个世纪80年代我国带式传送机的能源效率通常在1至3t·km/（kW·h）之间，平均值为1.78t·km/（kW·h），通过数据对比可以发现，我国带式传送机的能源效率在近年来整体是呈现出上升的趋势，与我国节能减排的理念相一致，但增长的速度并不理想。另外，笔者在查阅外国文献的过程中发现，20世纪80年代，英国道梯公司、德国艾可霍夫BH-1000、德国弗勒兴露天煤矿、澳大利亚阿平煤矿、日本雄别煤矿、加拿大富雅煤矿等12家煤矿企业的能源输送效率通常在2至5t·km/（kW·h）之间，平均值为3.84t·km/（kW·h），通过数据对比分析可以发现，我国现阶段带式传送机的能源消耗水平不及西方发达国家在20世纪80年代的一半，这足以说明我国带式传送机能源效率提升的空间较大，在发展的过程中，我国可以积极借鉴西方发达国家的成功经验，带式输送机凭借其在运动速度、稳定性、生产率、自重、驱动功率、结构、自动控制、通用性等方面的优势，除在煤矿开采领域外，在其他领域也得到加快的发展，而且越来越受到市场的欢迎，在带式传送机的适用范围不断扩大的同时，能源效率得到不断提升，以此推动我国向社会主义节约型社会发展。

3 结论

通过上述分析可以发现，带式输送机与原动机、传动机等相似能源效率计算方面所采用的方式存在较大的差别，其需要利用能源输送量运输物料规模和距离对能源效率进行计算而且上运带式输送机和下运带式输送机在计算的过程中也存在差别。另外，近年来我国带式输送机在能源效率方面虽然得到较大幅度的优化，但与发达国家仍存在较大的差距，需要进一步完善。

参考文献

[1]林福严，张晓如，雷冀，等.带式输送机的能源效率探讨[J].起重运输机械，2010（10）：5-9.

[2]张世珍.带式输送机节能优化方法的研究[D].沈阳：东北大学，2012.

[3]贾军风.料场堆取料带式输送机系统节能优化问题的研究[D].沈阳：东北大学，2011.

[4]胡坤.带式输送机绿色设计关键技术与应用研究[D].淮南：安徽理工大学，2012.

[5]彭丽巧，史优国.带式输送机变频驱动控制系统[J].变频器世界，2013（8）：71-74，92.