港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能的實現(xiàn)與技術(shù)分析

韓亮

（唐山曹妃甸實業(yè)港務(wù)有限公司，河北 唐山 063200）

科學技術(shù)發(fā)展的同時，皮帶機逐漸應(yīng)用到港口傳輸中，幫助港口減輕人力傳輸壓力，同時也提升了港口傳輸?shù)男?，為其?chuàng)造更多經(jīng)濟效益。皮帶機傳輸方面存在一些不足。要改進港口皮帶機傳輸系統(tǒng)能源過度消耗、系統(tǒng)效率低下以及傳輸資本增加等問題，實現(xiàn)港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能是當前關(guān)注的焦點。

1 港口皮帶機傳輸系統(tǒng)重要性

實現(xiàn)港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能，必須掌握港口皮帶機傳輸系統(tǒng)的細節(jié)，正視其對港口發(fā)展與必須節(jié)能處理的意義。港口是運輸?shù)闹饕緩街唬劭趥鬏斏婕胺N類眾多，并且數(shù)量龐大，尤其是煤炭、礦石等，都是以散貨堆場的方式傳輸。皮帶機正常傳輸至少由兩臺電機的支持，但是電機運行會消耗大量電能，一直困擾著皮帶機傳輸節(jié)能發(fā)展。皮帶機傳輸幫助港口真正發(fā)揮出其交通樞紐的作用，并且可以實現(xiàn)鐵礦石、集裝箱、糧食以及煤炭等統(tǒng)籌運輸，尤其是當前已經(jīng)建立專門煤炭、集裝箱運輸系統(tǒng)，也推動了港口傳輸?shù)倪M步。港口傳輸中皮帶機系統(tǒng)非常重要，但是現(xiàn)在存在很多問題，尤其是皮帶機傳輸時間不固定，大部分處于空載狀態(tài)，或者貨物較少，傳輸效率低下，電動機在傳輸期間一直處于運行狀態(tài)，電能消耗不會因為傳輸貨物減少而降低，所以整體上電動機電能消耗大，系統(tǒng)功率一直處于低下狀態(tài)，能量損耗嚴重。節(jié)能減排作為全世界關(guān)注的焦點，皮帶機傳輸也著手探索節(jié)能措施，皮帶機傳輸?shù)墓?jié)能處理不僅幫助港口科學控制傳輸成本，同時也節(jié)省很多能源，提升港口傳輸?shù)母偁幜εc工作效率，對港口傳輸發(fā)展非常關(guān)鍵。

2 港口皮帶機傳輸系統(tǒng)

港口傳輸發(fā)展中，皮帶機傳輸系統(tǒng)主要包含四個組成系統(tǒng)：現(xiàn)場級、控制級、監(jiān)控級、管理級。這些系統(tǒng)組成幫助皮帶機實現(xiàn)集中操作與傳輸，同時分等級管理系統(tǒng)，分而自治的形式提高了管理質(zhì)量。

現(xiàn)場級：所謂現(xiàn)場級即針對皮帶機傳輸?shù)目刂品矫妫劭趥鬏斶^程中必須對現(xiàn)場時刻控制，尤其是電動機等電能設(shè)備附近。皮帶機傳輸需要電氣控制系統(tǒng)的支持，同時還要依靠電動機的驅(qū)動系統(tǒng)以及皮帶機自身的輸送系統(tǒng)?，F(xiàn)場級電氣控制以控制器（PLC）作為核心，控制邏輯運行系統(tǒng)，從而實現(xiàn)現(xiàn)場級的控制。驅(qū)動系統(tǒng)的控制，分別從鼠籠式三相異步電動機、皮帶機的減速器以及傳輸?shù)満掀髦?。皮帶機輸送期間，輸送帶是輸送載體，滾筒與拉緊裝置等是輔助主體。

控制級：對于控制級系統(tǒng)需要運行員的正確操作，以操作站為中心，積極與計算統(tǒng)計站、工程師站等協(xié)作，將皮帶機傳輸設(shè)備安裝至控制室。皮帶機系統(tǒng)設(shè)備作為港口主要傳輸設(shè)備，具備分布廣泛、設(shè)備多樣以及距離遠等特點，同時可以實現(xiàn)實時傳輸。皮帶機運輸中細節(jié)監(jiān)控非常重要，利用監(jiān)控系統(tǒng)對其全方面、多角度、五位一體監(jiān)控。根據(jù)不同控制點展開級別控制，保證傳輸鏈正常傳輸。皮帶機的每條傳輸皮帶都具備獨立監(jiān)控系統(tǒng)，同時也是組成現(xiàn)場監(jiān)控級的關(guān)鍵。皮帶擁有自動開關(guān)機功能，這些功能的執(zhí)行都是以控制分站操作，尤其是現(xiàn)場皮帶傳輸?shù)尿?qū)動，電氣設(shè)備運行等。監(jiān)控級控制系統(tǒng)中，所有控制點都會連接雙絞線，將雙絞線共同連接在總線上，便于主控計算機的監(jiān)控與控制，通過分層監(jiān)控、系統(tǒng)管理的方式，確保皮帶機的正常傳輸。

管理級：港口的管理者是管理級的執(zhí)行單位，主要是對不同港口皮帶機傳輸情況不定期檢測，并且統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)，將歷史數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)對比分析等，為管理者提供更多管理幫助。

皮帶機傳輸特點明顯，傳輸負載量非常大，同時性能參數(shù)理想，可以實現(xiàn)港口的寬帶化與高速化傳輸，并且長度也在不斷增加。擴大港口裝機容量，科學劃分皮帶機的輸送機類型，取料、堆料等分類管理，當然能耗大、資金多等還需要進一步完善。

3 港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

港口皮帶機傳輸系統(tǒng)的運行，為港口傳輸發(fā)展帶來更多機遇。但是在APEC會議召開之后，針對皮帶機傳輸耗能問題重新思考，需要滲透更多節(jié)能技術(shù)，幫助皮帶機節(jié)省能源，為可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3.1 振動給料器、流量控制器

皮帶機傳輸期間需要不斷給料，并且傳輸流量逐漸增加。尤其是煤炭運輸過程中，皮帶機傳輸系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)煤炭分布不均的現(xiàn)象，造成煤炭傳輸期間負載平均值不穩(wěn)定，驅(qū)動器消耗的能量忽高忽低。對于這方面需要在皮帶機傳輸設(shè)備上增加振動給料器、流量控制器，幫助皮帶傳輸，科學控制傳輸流量。在煤炭傳輸期間，以振動給料器為其增添煤炭，控制好煤炭重量，并且保證給料的及時與連續(xù)，這樣翻車機房的能耗會更加均勻，同時也會均衡應(yīng)用電能。當然皮帶傳輸沿線也需要控制好煤炭均勻量，這就需要自動控制技術(shù)，對傳輸帶上的煤炭流量及時控制。要系統(tǒng)控制流量，緊密與監(jiān)控級相聯(lián)系，監(jiān)控皮帶機傳輸?shù)默F(xiàn)場作業(yè)，確保傳輸?shù)浇K點翻缷或者取料等量值均衡。打造良性循環(huán)控制系統(tǒng)，保證與監(jiān)控系統(tǒng)匯集成運輸鏈條，確保運行鏈條的穩(wěn)定性，合理降低皮帶機傳輸能量消耗，智能化監(jiān)控模式進一步提升出皮帶機傳輸效率。

3.2 智能電機運行技術(shù)

電機運行是支撐皮帶機傳輸正常工作的主要動力，同時也是能耗控制的關(guān)鍵。皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能的同時，必須提高對電機的重視，以適當手段減少電機運行能耗，為電機運行增添智能化技術(shù)，為皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能提供更多條件。港口運輸期間，皮帶機驅(qū)動系統(tǒng)至少需要兩臺以上的電機，尤其是大型港口傳輸作業(yè)。皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)與智能電機運行技術(shù)相結(jié)合，幫助電機控制運行功率，并且為大型港口皮帶機傳輸提供更多驅(qū)動力。港口皮帶機傳輸作業(yè)過程中，因為傳輸運行不可避免會遇到一些摩擦或者剮蹭等，導致皮帶機受到損壞，其承載負荷也會隨之減小，并且很多皮帶機傳輸經(jīng)常出現(xiàn)空載現(xiàn)象，即便多臺電機共同驅(qū)動，但是空載并沒有任何收獲，因為電機運行效率也隨之降低。以增減電機技術(shù)為基礎(chǔ)，利用電機運行期間的負荷變化，控制電機運行數(shù)量，保證電機運行功率能夠一直與運行負載相匹配，實現(xiàn)皮帶機傳輸最優(yōu)化。皮帶機傳輸取料過程中，電機做好準備工作，取料結(jié)束馬上停止運行，一旦皮帶機處于空載狀態(tài)，及時減少電動機的運行，從而達到皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能的目的。

3.3 皮帶機傳輸電壓控制技術(shù)

皮帶機傳輸期間，電機通過電壓作用驅(qū)動其運行。通過對電機學方面的了解能夠知道，電機運行過程中運行效率以及功率因數(shù)都是通過電機最佳負載實現(xiàn)。電機負荷滿載運行，電機運行功率也會發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為因數(shù)增加，電壓運行中電流出現(xiàn)滯后，同時相位角也會逐漸減小。電機運行功率因數(shù)的變化，與電機負載率變化有直接關(guān)系，負載率下降、電機功率因數(shù)下降。皮帶機一旦出現(xiàn)空載現(xiàn)象，電機的功率將會下降，同時無功功率增加，電機便會損耗大量電能。電壓控制技術(shù)，及時控制電機功率變化，協(xié)調(diào)電機與功率因數(shù)之間的關(guān)系，從電機接入端口的電壓，控制負載電流變化，確保皮帶機的正常傳輸。

3.4 電機運行增減技術(shù)

皮帶機傳輸?shù)闹饕?qū)動力，電機在運行過程中也需要加入增減技術(shù)，有效控制電機運行，實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。增減電機運行技術(shù)在科學技術(shù)發(fā)展下已經(jīng)逐漸成熟，并且當前應(yīng)用范圍廣泛。增減電機運行技術(shù)，比較適合系統(tǒng)性的驅(qū)動裝置，以承載負荷變化，自動投入運行，同時還需要與上述自動控制相結(jié)合，自主控制電機運行數(shù)量。較大碼頭港口非常需要這種技術(shù)，尤其是煤炭運輸期間，很好的控制空載現(xiàn)象，改造驅(qū)動作業(yè)形式，實現(xiàn)節(jié)能目的。

4 港口皮帶機傳輸節(jié)能啟示

港口皮帶機傳輸系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研究，為港口節(jié)能發(fā)展創(chuàng)造更好的平臺，同時也升級了港口皮帶機傳輸功能，提升傳輸效率。煤炭、礦石等資源都必須以皮帶機傳輸形式實現(xiàn)，節(jié)能技術(shù)節(jié)省更多傳輸成本，以系統(tǒng)鏈條的方式實現(xiàn)連續(xù)、循環(huán)傳輸，并且控制能源消耗，為港口獲得更多傳輸效益。

5 結(jié)語

綜上所述，生態(tài)節(jié)能理念的貫徹落實，港口皮帶機傳輸系統(tǒng)必須滲透節(jié)能技術(shù)，全面對節(jié)能技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)其幫助港口實現(xiàn)了資源節(jié)約以及可持續(xù)發(fā)展的同時，更為我國運輸業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，為港口運輸?shù)目茖W化、現(xiàn)代化、信息化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。