粮食皮带机分段运行节能方法的研究

王景起

(天津港第二港埠有限公司 天津300456)

粮食皮带机分段运行节能方法的研究

王景起

(天津港第二港埠有限公司 天津300456)

天津港二公司是天津港最早从事散粮作业的码头公司，引进了英国西蒙公司的皮带机等成套设备。近年来，由于皮带机长期超负荷运转，能耗十分巨大。港口皮带机的能耗主要由水平运输物料消耗的基础电能，皮带机在启动阶段、卸船机跑车过程以及清舱阶段的无物料空转运行所消耗的电能两部分构成。提出采用变频驱动技术，借鉴节能扶梯的工作原理，通过流量传感器检测皮带机通过的实际物料流量，改变电机的转速，实现自动调节皮带机运行速度的功能，使皮带机具有额定速度和较低速度两个档位，从而实现作业能耗的降低。

分段运行 节能 粮食皮带机

天津港二公司是天津港最早从事散粮作业的码头公司。该公司由英国西蒙公司引进皮带机，其具有作业效率高、能耗低、污染小的优点。近年来，随着设备使用年限的增加，以及天津港粮食吞吐量的持续快速增长，该公司皮带机长期超负荷运转，能耗十分巨大。在天津港集团公司大力推行“美丽港口·一号工程”的新形势下，深入探索皮带机节能降耗的有效方法，减少皮带机电耗，对企业提质增效，建设绿色低碳港口均具有重要意义。

1 港口皮带机节能技术研究现状

港口皮带机的能耗主要由两部分构成：一部分是水平运输物料消耗的基础电能，这是不可避免的能耗；另一部分是皮带机在启动阶段、卸船机跑车过程以及清舱阶段的无物料空转运行所消耗的电能，属于冗余消耗的电能。皮带机空转除了造成不必要的耗能外，其轴承、托辊等部件的高速运转还会加剧机械磨损，影响设备的使用寿命。

国内的京唐港曾提出一种皮带机逆向启动方法，即先启动上级给料设备，再启动下级输送设备，并精确计算出每段皮带机的启动时间，避免了皮带机启动阶段的能耗。天津港焦炭码头公司研制出一套皮带机自动限流装置，使焦炭长廊的料流更均匀，运行更平稳，在节能降耗上取得了理想的效果。大连港采用“增减电机技术”，根据皮带机实际承载物料的重量，适时调整驱动电机使用的数量，使负载与电动机功率相匹配，解决了皮带机“大马拉小车”的现象，达到节能目的。

2 系统改造方案

二公司目前在用皮带机运输的最主要货类为大豆、玉米等散粮货类，带速约为2.5 m/s，设备运行方式仍沿用传统的顺向启动方式，平均单吨能耗约为0.74kWh/t。

2.1 系统结构

采用变频驱动技术，借鉴节能扶梯的工作原理，控制系统通过安装在上级皮带机下料溜管内的流量传感器检测皮带机通过的实际物料流量，并通过控制器改变电机的转速，实现自动调节皮带机运行速度的功能，系统结构如图1所示。但是，为不影响正常的接卸效率，保持作业效率最大化，皮带机只需具有额定速度和较低速度两个档位即可满足实际生产需要。

图1 皮带机变速控制系统结构图Fig.1 System structure of variable speed control of belt conveyor

2.2 控制方式

该两段式节能控制系统使用LabVIEW软件进行编程开发，系统能够分别显示皮带机的在线运行状态，实现对皮带机转速的自动控制。当流量传感器检测到实际料流量低于系统的设定值时，自动改变驱动电机的转速，使皮带机降为1段速度(低速)运行。当实际料流恢复正常作业时，系统自动变为2段速度(正常速度)运行。

在中控室设置控制站，采用PLC作为控制核心，系统包括起停、制动及其他保护功能，可实现手动和自动两种操作方式的切换。系统的交互界面简洁友好，可操作性强，控制方便，操作界面如图2所示。

图2 皮带机两段式变速控制系统Fig.2Two-segment variable speed control system of belt conveyor

3 结 论

系统改造后，在2016年2月对“天使美丽”轮的接卸过程进行了实际运行测试。全船接卸作业共计51.4 h，皮带机低速运行时间为9.1 h，占总接卸时间的17.7%，应用该系统后，皮带机的平均单吨能耗降低12.73%，在节能降耗方面效果显著。

［1］ 张佩良.皮带运输机皮带撕裂原因探析及防治[J]. 工业B，2015(5)：285.

［2］ 孙拥军，张丽华，曲浩瀚，等.大流量粮食皮带机驱动机构的设计[J]. 机械工程师，2010(9)：139-140.

［3］ 何常青，李亚鹏，张兵.全密封大流量粮食皮带机新型从动结构设计[J]. 科技资讯，2012(1)：77-78.

Energy Saving Methods for Fragment Running of Grain Belt Conveyor

WANG Jingqi
(Tianjin Harbour Second Stevedoring Co.， Ltd.，Tianjin 300456，China)

Tianjin Harbour Second Stevedoring Co.， Ltd. is the first company specialized in bulk grain wharf operations in Tianjin Port. It has introduced British Simon’s belt drive and other equipment. In recent years，long-term overload of conveyor belt has caused huge power consumption. The energy consumption of belt conveyor is mainly composed of two parts，namely，basic power consumed by the horizontal transport of materials，and other processes consumed in belt conveyor startup phase，unloader car idling operation and no material tank cleaning stage. Variable frequency drive technology was presented in the paper. Learning from energy-saving operating principle，this technology is able to detect actual flow of material through belt with flow sensor and changing motor speed to realize the automatic adjustment of belt speed，enabling the belt with rated speed and lower speed to cut energy consumption.

fragment running；energy saving；grain belt conveyor

TS21

：A

：1006-8945(2016)08-0044-02

2016-08-01