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堆场带式输送机的减电机运行关键技术
来源:宁津县威诺网链机械制造有限公司   作者:   发布时间:2019-3-14 17:00:11    点击数:

  堆场带式输送机的减电机运行技术主要解决3个问题,一是何时减电机,二是如何减电机,三是减电机效果如何。

  1、何时减电机

  堆场带式输送机设计时,是按照输送机满载运行所需要的传动功率来配置电动机的,而且输送机作业时,不论堆取料机在什么位置,是否满载,所有电动机都参与工作。因此要进行减电机运行,必须选择合适的时机,即输送机负荷降低到足够小的时候,才可以实施减电机运行。

  (1)通过检测堆取料机位置控制电动机的增减

  堆取料机在不同的位置,输送机上有料段长度不同,负荷大小也就不同,因此可以根据堆取料机的位置来决定是否需要减电机。这种方法尤其适合于堆料输送机,因为堆料输送机基本都是满载作业,而对于经常需要配煤作业的取料输送机并不合理。当取料输送机配煤工况不多时,也可使用本方法。堆取料机的位置检测方法很多,具体介绍如下。

  a.采用行程开关检测方法。煤炭堆场的典型布置图见图1,共有10个垛位。

  以取料输送机BQ为例,不管输送机有几台电机驱动,根据斗轮取料机的位置变化,最多增减1台电机。即在#5和#6垛之间设置行程开关,当斗轮取料机在#1~#5垛作业时,就减掉1台电机;当斗轮取料机越过行程开关,即在#6~#10垛作业时,所有电机都处于工作状态。堆料输送机BD增减电机情况正好相反。

  这种减电机方案实施简单,改造成本低,适合于驱动电机数量较少的输送机,如只有2台或3台。当驱动电机数量较多时,最多只能减掉1台电机,显然也不完全合理。此时可通过增加行程开关的数量,设置多级减电机运行。

  b.采用绝对式旋转编码器检测技术。采用绝对式旋转编码器检测堆、取料机的工作位置,这在PLC控制的港机设备中应用较为普遍。编码器采用机械连接的方式,检测结果不受停电影响,数据为格雷码,连续、准确、可靠。因此可以随时控制增减电机数量,尤其适合于增减2台甚至更多台电动机时使用。

  c.采用编码电缆检测技术和GPS检测技术。

  这两种位置检测方法都是近几年发展起来的新的定位技术,可以达到比绝对式旋转编码器更为理想的定位要求,当然实施成本也要更高。

  (2)通过检测驱动电机电流大小控制电动机的增减

  通过堆取料机的位置不同来决定输送机驱动电机数量的增减,显然只适合于输送量相对稳定的输送机。当输送机的输送量发生变化时,如配煤工况,这种方法显然不够完美。如果能够检测出输送机的实时负荷大小,然后根据负荷大小来决定电机的增减,将更为科学合理。而驱动电机电流的大小,则可以比较直观的反应输送机的实际负荷大小,因此可以采用检测电机电流大小的方法来控制减电机数量。测电流节能控制系统由前端数字电流表、PLC、终端控制箱等几部分组成。数字电流表连接在输送机驱动电机电流互感器上,具有数据远传功能;电流表将测得的电流值上传至PLC采集模块后,由PLC根据测得电流大小自动控制电动机的增减。输送机起动或受外界干扰时,输送机负荷发生变化,都可能导致电流的短时波动,出现瞬间电流冲击。因此采用测电流减电机方法时,应合理设置增减电机的延时控制,既要避免电动机的频繁增减切换,又要防止电动机长时间过载运行。

  (3)过实际计算的电机功率大小来控制电动机的增减

  对于采用PLC控制的散货堆场输送机来说,其优势是非常明显的。系统可以借助编码器或其他检测设备提供的堆、取料机的位置数据和电子皮带秤提供的输送量数据,按预定程序自动决定电动机的增减数量和切换顺序。但是计算输送机所需传动功率和修改PLC控制程序,对于港口企业来说,并不是一件容易的事情。尤其计算输送机在各种条件下的所需实际传动功率,要用手算几乎是不可能的。笔者开发了堆场带式输送机减电机运行专用计算软件,可以非常方便地解决输送机传动功率的计算问题,为输送机的减电机运行提供了极大的方便。

  2、如何减电机

  (1)直接断电减电机技术

  目前国内实施减电机节能运行的港口只有极少数几家。其减电机原理,一般是通过修改PLC系统,当输送机满足减电机运行条件时,PLC自动切断相应电动机的供电,以达到减电机运行目的。被减电动机断电后,该套驱动装置(含电动机、液力耦合器、减速器、联轴器等)随输送机被动的空转。这种空转运行方式一方面加剧了各传动部件的磨损,另一方面增加了额外的运行阻力。

  (2)超越离合器减电机切换技术

  上海昱音机械有限公司采用了超越离合器传递方案,即将要被减掉的驱动装置对应的减速器与传动滚筒之间的普通联轴器改换为超越离合器。当电动机处于驱动状态时,超越离合器起到联轴器的作用,可以传递扭矩;当电动机被断电减掉后,该套驱动装置自动停止被动运转,进而达到降耗目的和保护电动机、减速器等部件免受磨损影响。

  3、减电机效果如何

  通过一个堆场输送机减电机案例来说明。秦皇岛港二公司于2006年底对煤一期AQ4取料带式输送机进行了减电机运行节能改造。AQ4输送机于1982年2月投入使用,输送能力为2500t/h,长685m,共采用2台电动机驱动。我们的节能改造方案是,采用智能检测器,根据实测电流大小增减1台电动机,被减驱动装置的减速器与传动滚筒之间的联轴器改为超越离合器连接。PLC自动控制电动机的增减。通过对改造前的2006年1~10月和改造后的2007年1~10月各10个月运行数据的比较发现,节约电量35.5% ,节能效果非常好,同时功率因数也有了明显提高。

  堆场带式输送机的减电机运行节能技术是一项涉及机械、电气控制和供电技术等的多学科综合性技术,是一项全新的实用技术。

  (1)由于作业工况的特殊性,散货堆场堆料和取料带式输送机的驱动电机普遍存在着“大马拉小车”现象。所以在进行输送机设计初期,即应同步考虑减电机运行节能技术,便于机、电设备的匹配,降低设备改造和运行成本,提高系统的功率因数。

  (2)进行堆场带式输送机设计时,在输送机总传动功率不变的前提下,应优先选用小功率多电机驱动方式,以便于实现减电机运行,达到节能降耗目的。

  (3)根据行程开关和编码器等检测到的堆取料机位置进行减电机运行,实施简单,但是效果不够理想。建议采用测电流方法和实际计算电机功率大小来自动控制的电机的增减,并采用超越离合器减电机切换方法实现充分减电机运行。

  (4)开发的通用的减电机运行计算软件,以输送机实际生产率和堆取料机位置为计算变量,对堆料和取料带式输送机所需要的实际传动功率进行计算,为带式输送机的减电机运行提供了基础性数据。


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