港口带式输送机节能研究与设计初探

李洪春

（唐山曹妃甸实业港务有限公司，河北 唐山 063200）

港口带式输送机节能研究与设计初探

李洪春

（唐山曹妃甸实业港务有限公司，河北 唐山 063200）

整体来看，带式输送机具备良好的输送能力，其输送距离远，结构比较简单，且维护流程比较简单，是港口输送系统的重要组成部分，是港口企业能源消耗的主要部件。随着电机技术的不断发展，带式输送机传输系统效率不断得到提升，但受到多种工作因素的影响，依旧存在能源浪费、传输效率低等问题。本文就带式输送机节能环节、技术改进环节、维护保养环节等展开分析，旨在提升带式输送机传输系统的整体运作效率。

带式输送机；节能技术；传输系统；铁矿石

带式输送机是港口铁矿石传送的关键角色，如何提升带式输送机系统的运作效率，降低能源浪费问题，已经成为港口运输系统的关键问题，因此有必要深入研究带式输送机传输系统节能技术。

1 带式输送机的发展现状

带式输送机的发展经历了相当长的历程，带式输送机是散装物料运输的关键设备，其运输作业具备高效率、自动化、连续化等特点。在很多工业领域，带式输送机发挥着重要性作用，其优势体现在运送距离、输送量、经济成本效益等方面，在某些应用环境下，相比于火车、汽车，带式输送机具备更为优越的性能。

在港口码头工作中，带式输送机是比较常见的铁矿石运输设备，其整体投资比较小，相比于带式输送机运输投资，汽车运输整体投资成本较高，需要进行公路修建，需要购买汽车，还要投资日常的汽车维修费用。带式输送机输送散装物料是一种连续性的工作过程，其生产效率比较高。根据相关权威研究显示，当运输距离低于50千米时，带式输送机具备更高的物料输送效益。带式输送机的应用范围比较广泛，常见于化工、电力、粮食、冶金等领域。随着社会经济的不断发展，对散装物料输送提出了更高的要求，带式输送机不断发展为更高输送性能的大型皮带输送机。

2 港口带式输送机系统的构成状况

2.1 带式输送机系统构成要素

港口带式输送机系统主要分为两个部分，分别是监控系统、现场作业系统，港口带式输送机主要由胶带、滚筒组、逆止器、拉紧装置、导料槽、皮带清扫器等构成，其整体操作系统实现了电气自动化技术、计算机控制技术、通讯技术等的结合。在现场作业系统工作中，其需要消耗大量的电能，这些电能的消耗主要来自于带式输送机系统的驱动单元，港口带式输送机系统的驱动单元进行了异步电动机的采用，其运行比较可靠，应用性强，价格比较便宜。但是其调速较差，启动电流较大，这不利于电能损耗的控制，这需要进行电动机能耗浪费问题的解决。

2.2 电动机能耗问题

根据相关权威数据显示，电动机的用电量消耗巨大，综合来看，电机耗电占据社会整体用电总量的60%，占据工业用电的75%，如果电机效率提升5%～8%，其每年节约的电量相当于2、3个三峡电站的发电量。随着我国节能中长期规划的不断完善，电机节能方案逐渐引起社会各界的重视，这促进了带式输送机传输系统节能技术的深入性研究。

2.3 低效率工作因素

电动机是带式输送机系统的主要能耗部分，如果电动机效率较低，港口皮带系统效率必然难以得到有效提升。通过对电机学原理的分析，在没有变频调节技术的应用前提下，异步电动机启动时，转矩特性与负荷特性得不到有效性的匹配，容易出现大马拉小车等问题。在港口建设初级阶段，需要根据设计环境的要求，进行电机额定功率的选定，这需要按照带式输送机的最大运输量进行计算及选择，需要考虑到带式输送机阻力问题、沿线长问题，需要考虑一定的功率富余量。在实际操作过程中，如果设备处于轻载或者空载环境下，传输系统会出现一系列的能耗浪费问题。

当传输系统遇到超载及重载问题时，负荷大于转矩，电机难以启动，导致电流过大，从而导致烧毁电机问题。当带式输送机运转稳定性，负荷功率低于电机功率，导致设备处于轻载状态，从而导致电能浪费问题。受到不同作业环境的影响，传输系统的负载变化不均匀，从而出现一系列电能浪费问题。电动机功率因素的降低，不利于增强设备的自身运作效率，增加了供电线路的损耗。

3 港口带式输送机工作方案

3.1 震动给料器及流量控制器

矿石物料的运输主要依靠装卸流程,流程作业是由皮带机、物料转接塔、堆料机、取料机等装卸设备组成。桥式抓斗卸船机是目前用于港口散货船接卸的主要机械设备，需要通过桥式抓斗卸船机将物料卸下来，通过皮带机、转接塔和堆料机把物料运输到指定的物料堆放区域。在铁矿石港口，带式输送机系统运作过程中，铁矿石在皮带沿线上经常出现分布不均匀问题，这导致铁矿石运输过程中负载大小的不断变化，导致驱动单元能耗的增加。为了降低电能的消耗，必须确保铁矿石在皮带上分布的均匀性及连续性，使铁矿石能够均匀的落在皮带上。在皮带沿线上通过对自动控制技术的应用，可以实现系统的实时性监测，能够根据作业现场实际状况，进行工作操作程序的调整，实现铁矿石翻卸量及取料量的控制，这会有效增强系统的稳定性，实现带式输送机传输系统耗电量的降低。

3.2 电动机连接方式的改变

三角形、星型连接方式是异步电动机的绕组模式。通过对电动机原理的分析，随着电动机负载率的降低，电动机的励磁无功功率差别明显。受到实际工作场景的影响，带式输送机系统节能能力受到限制，如果频繁的改变电机接线模式，将不利于电机自身性能的保持，不利于延长电机设备的整体使用寿命。

3.3 增减电机技术

随着科学技术的不断进步，各类带式输送机系统节能技术不断得到应用，在这个过程中，增减电机运行技术体系日益完善，其属于一种新型应用技术，适合于多台电机作为驱动装置的系统中。其能够根据带式输送机所承载负荷的变化，进行驱动电动机个数的自动投入及切除。目前来看，铁矿石港口带式输送机的驱动系统由多台电机构成，这种技术适合在铁矿石运输港口带式输送机系统中应用，这类系统的额定功率较大。

在铁矿石港口作业中，带式输送机传输系统空载问题时常发展，当系统处于空载或者轻载时，多台电机共同驱动，电机处于低效率的运作状态。在增减电机技术的应用过程中，需要根据负荷的变化状况，进行电机数量的改变，实现电动机输出功率与负载状况的匹配。

电机数量的检测及应用方法是增减电机技术的研究重点，在港口工作过程中，技术人员经常进行电机电流检测及位置检测，通过对电机电流的检测可以判断出带式输送机实际负荷的大小，将电机额定电流数据与检测电流数据进行对比，从而进行电流数据表的制定，进行区间的划分，不同的工作区间进行相应电机数量的采用。

在位置检测过程中，其根据堆料机、取料机的行走位置编码器进行带式输送机系统工作长度的确定，当堆料机、取料机位置接近皮带沿线时，尾车的皮带沿线与转接塔的距离较近，铁矿石在带式输送机上的负荷比较小。在这种状况下，驱动系统不需要进行满功率运作，可以有效减少堆料机、取料机驱动单元的数量，如果堆料机、取料机距离皮带沿线较远时，需要适当增加驱动单元数量。在取料作业启动或者即将结束时，带式输送机系统处于轻载及空载环境，需要进行电机运行数量的适当增减，从而发挥系统节能减排的功能，这需要进行自动控制技术的应用。

3.4 托辊应用技术

调心托辊的应用类型比较多，具体包括螺旋型组合型、锥型、通用型、强力型等。缓冲托辊包括吊挂型、强力缓冲型、缓冲圈型、弹簧板型。在使用过程中，必须确保辊干结构的稳定性、可靠性，必须提升辊皮用材质量，优化焊接方案，实现其公差的严格控制。轴材料需要使用优质冷拔圆钢，轴承需要使用优质型钢板，提升托辊设备的运作效率，确保辊干具备良好的强度，降低其整体能耗水平。

3.5 输送机滚筒应用技术

为了提升港口皮带机的运作效率，必须改进输送机滚筒技术，在使用过程中，要先检查其各个部件的性能应用状况，先空转一个循环，再载负荷运行。在工作过程中，要及时纠正皮带跑偏、乱跳、打滑等问题，皮带松紧度不合适时，需要及时调整拉紧装置，在这个环节中，需要确保上行下行皮带制动装置的可靠性、稳定性，避免出现飞车现象，实现滚筒各部分的有效性连接。

3.6 维修及保养技术

在带式输送机工作过程中，必须保证专人看管，这需要优化相关的工作交接班制度。当出现输送机故障时，需要立即停止运转，及时消除故障。在输送机管理过程中，需要认真观察其各个部件的运作状况，如果出现局部损坏问题，需要立即展开维修或者进行零件更换，做好皮带输送机的清扫、润滑及定期检查工作。

4 结语

为了降低能源浪费，必须实现带式输送机运输系统的健全，改良运输设备及操作技术，提升其运作效率，注意做好设备的维修及保养工作，以有效解决港口带式输送机系统工作问题。

[1]杜强生,刘志安,韩家宁. 带式输送机减少电机运行的节能措施[J]. 港口科技,2009(03).

[2] 张同戌,张德文,谢文宁. 港口带式输送机节能改造的技术措施[J].水运科学研究, 2008(01).

[3]郑津津.皮带运输机效率优化的研究[D]. 安徽理工大学,2015.

U653.922

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：1671-0711（2017）09（下）-0072-02