港口煤炭傳輸系統托輥皮帶機減電機運行節能技

港口煤炭傳輸系統托輥皮帶機減電機運行節能技術
　　港口煤炭傳輸系統的每條皮帶機額定能力都比較大，一般由2臺或2臺以上的電機驅動。皮帶機在運行過程中，無論堆、取料機在堆場的任何位置作業，電機一般都全部投入使用。但是堆、取料機的作業位置不同，會使得皮帶機的有料段的長度也不同。當有料段的長度較大時，負載就較大，電機的運行效率也比較高；相反，電機的的使用效率就較低。另外，在作業過程中通常會出現空載或輕載的情況，并且電機有可能會長時間運行在低負荷狀況。這兩種情況都會造成能源的巨大浪費。為了節能降耗，需要對皮帶機作業時驅動電機的作業方式進行改造。當皮帶機所帶負荷較少時，可以通過改變運行電機的數量，使負載大小與驅動功率相匹配，從而達到節能和提高功率因數的目的。這種節能技術即是我們這里討論的“減電機運行節能技術”。它是近幾年剛剛開始   和試用的一種新的節能技術，即根據皮帶機所帶負載的大小，自動改參與驅動的電動機的數量以達到節能的效果。
　　目前這一技術已應用到一些港口節能方案中。
　　秦皇島港口采用皮帶機雙機啟動、單機助力降耗運行的技術實現了能源消耗降低，節能的目的。其原理如下：
　　(1)改造之前，托輥皮帶機一直由2臺電動機共同驅動。改造之后，先讓一臺電動機驅動皮帶機運行，在此過程中，智能檢測器實時檢測單臺電動機的運行狀態。改PLC程序，使其實現這樣的功能：當臺電機在運行中所帶負載增大到過載情況時，讓智能檢測器發出指令信號，使臺電機及時投入運行；當檢測到單臺電機運行恢復正常載荷時，讓智能檢測器發出停止信號，切斷臺電機。進而自動實現單、多驅動電機的切換。
　　(2)根據電動機電流的變化，在甩掉或投入另一臺電動機時需要增加離合器，當電動機處于驅動狀態時，相當于聯軸器，可以傳遞扭矩；當電動機被切斷之后，離合器使得該電動機和其同組的減速箱脫離運行，達到減少電動機及減速箱的損耗，節約能源的目的。
　　(3)在運行過程中，不管是一臺電機運行還是兩臺電機同時運行，當系統發生故障時，皮帶機系統就會立即停止運行。等到故障處理完畢，并且滿足起動條件時，兩臺電機才會同時啟動。
　　另外日照港也采用了這一技術實現節能。該港基于皮帶機運轉過程中存在較大的電能浪費現象，對本港現有的皮帶機系統進行了節電   ，推出了皮帶機節能改造原理：當作業情況滿足兩臺電機運行時，就兩臺電機運行，當兩臺電機不能滿足作業要求時，就啟動第三臺電機。
　　托輥皮帶機系統在設計的時候，是按照皮帶機滿載運行所需要的傳動功率來配置電動機的，而且作業時，不論堆取料機位置如何，皮帶機的負載是輕載還是滿載，所有電動機都投入運行。因此減電機運行節能技術的關鍵問題是何時增減電機，即皮帶機的負荷降低到多大的時候，才可以實施減電機運行；負荷又要增大到多少才一可以讓切除的電機再次參與工作。對于增減電機時機的判斷方法，目前主要有電機電流檢測法和位置檢測法兩種。
　　(1)電機電流檢測法
　　由鼠籠式異步電動機的特性可知，其負載功率與其工作電流成近似成直線對應關系。即當皮帶機負荷較大時，電機電流也較大；相反，當皮帶機負荷較小時，電機電流也較小，即當負載量變化(皮帶機有料段長度的變化或者物料流量變化)時，皮帶機的工作電流隨之有一個比較大的變化，因此可通過監測電流的變化來判斷皮帶的實際負載量。當電流值在特定時間內持續小于某一設定值Al時，就停掉其中的1臺電機，由另外2臺電機運行；若運行過程中電流值大于設定值A2時，則將之前切除的那臺電機重新投入運行。秦皇島港二公司采用了此方法，即通過電流檢測來控制運行電機數量的節能改造。此方法自實施改造以來，每月平均節電率達到了11.72%。
　　(2)位置檢測法
　　在物理位置上，堆場托輥皮帶機自南向北貫穿整個堆場，根據作業要求取料機需要沿皮帶機南北來回的移動。在取料機的料流量固定不變的情況下，皮帶機的實際負載量直接取決于取料機的物理位置：取料機越往北，皮帶的負載量越大；取料機越往南，皮帶機的負載量越小，當取料機移至南端時，整條皮帶接近空載運轉。位置檢測法就是通過計算得出某一合適的位置值，然后在這一位置處添加具有狀態鎖定功能的行程開關(如日照港一公司)或編碼器(如秦皇島港七公司)。當皮帶機啟動時，所有電機都參與工作，經過一段時間(可設定)皮帶運行穩定后，由行程開關或編碼器隨時檢測堆、取料機的工作位置。若堆、取料機位于托輥皮帶機臨界位置(根據輸送機實際所需功率確定)內作業，則切除其中的一臺或多臺電機；若堆、取料機位于托輥皮帶機臨界位置外作業，皮帶機則仍由所有電機拖動。
　　比較兩種檢測方法，可看出位置檢測法具有結構簡單、改造費用低等優點，但是由于移艙、流程故障等原因，皮帶有時會有較長時間運行在空載或輕載情況下，而此時仍然采用全部電機拖動，也會在   程度上造成能源的浪費。所以電流檢測法相對較好。