皮带机节能减排对策研究

覃明彬　许镇杰

广州港工程管理有限公司



皮带机节能减排对策研究

覃明彬许镇杰

广州港工程管理有限公司

皮带机是港口装卸工艺系统常用设备，驱动装置是皮带机的核心部件。驱动装置的选型是否合适，极大地影响了皮带机使用的可靠性和经济性。论文分析了皮带机的驱动形式，给出了电动机功率计算方法，从节能减排的角度对皮带机提出了改进方案。

皮带机；驱动形式；功率

1　前言

由于皮带机具有输送能力强、运距远等特点，散装物料装卸码头通常利用皮带机进行物料的装卸、倒运。若要对皮带机进行节能改造，可以从多个方面进行考虑。

2　驱动形式选择分析

为了节省成本和空间，在码头实际应用过程中，部分皮带机具有双向运转能力，以方便实现散料的进仓、出仓和倒仓等功能。较多情况下，皮带机的双向运转是利用一个具有正反转功能的单驱动装置实现的。这是因为采用一个具有正反转功能的单驱动装置，可以减少一个反向驱动装置，亦可以减少相应的电力布线和控制布线的工程量，由此可以节约安装期间的施工成本。此外，采用一个具有正反转功能的单驱动形式，由于始终由同一个驱动滚筒带动皮带，皮带机运转换向时皮带发生跑偏的情况相对较少，可以减少日后使用维护的工作量。

但是，部分皮带机的进仓额定输送量与出仓额定输送量是不一致的。以广州某粮食码头的皮带机为例，进仓额定输送量为500 t/h，出仓额定输送量为200 t/h。驱动装置的功率通常依照500 t/h设计，在进行出仓输送时，驱动装置就会出现“大牛拉小车”的情况，空耗大部分功率。这将严重影响输送设备的利用效率和经济性。

单驱动形式的另一个缺点是有一个运转方向为松边送料，为了保证输送能力，避免皮带在运转过程中出现打滑现象，皮带的张紧力需要加大，皮带的规格往往需要增大一个规格。皮带的规格越大，自重也随之增大，使得皮带机的能耗增多。同时，皮带的张紧力增大也会造成皮带的寿命缩短。

从节能减排的角度出发，对于双向额定输送量不一致的皮带机，以采用双驱动形式为宜。虽然在初始施工期间或者节能减排改造期间，工程造价会增加，但是相比于日后能耗降低而节省的费用而言，还是值得的。当然，随着科技的发展，部分驱动电机已经能实现变频，采用变频电机也有利于皮带机的节能减排。

对于皮带机转向变化时皮带容易发生跑偏的问题，建议皮带机增加双向调心托辊，并考虑增加立辊，从驱动装置以外的部分去考虑减少皮带跑偏的可能性。同时，建议使用单位在使用过程中，加强日常检查与调整，及时消除积料、给料不正等问题。

3　电机功率选择分析

部分使用单位在对皮带机驱动电机进行选型时，为了避免日后皮带机驱动力不足的情况发生，往往在计算得出的额定功率基础上，加大1～2个规格。但此举并不符合节能减排的要求。以上述粮食码头的一条132 m长的皮带机为例，带宽为1 000 mm，进仓输送量Q=500 t/h，带速v=2.5 m/s，初始选择电机功率为55 kW。

功率计算公式为：

(1)

式中，N0=(k1×Ln×v+k2×Ln×Q+0.002 73×Q×H)×k3。其中,N为电动机功率,kW；N0为传动滚筒轴功率,kW；K为功率备用系数；η为总传动效率；k1×Ln×v为输送带及托辊转动部分运转功率,kW；k2×Ln×Q为物料水平运输功率，kW；0.002 73×Q×H为物料垂直提升功率，kW；K1为空载运行功率系数；K2为物料水平运行功率系数；K3为附加功率系数；Ln为输送机水平投影长度，m；H为输送机垂直提升高度，m。

查阅相关表格，K1取为0.022 9，K2取为0.000 081 7，K3取为1.55，K取为1.2，η取为0.9，则有N0=20.07 kW，N=1.2×20.07/0.9=26.8 kW。

理论功率N应大于等于26.8 kW，再考虑到各种客观因素导致重载启动的可能性，故增加0.3倍功率系数，最后计算得出的N为34.8 kW。按标准型产品电机选取，选用37 kW功率电动机已充分符合使用要求。

从公式(1)中可看出，N的计算已考虑功率备用系数，且已取为1.2倍，并在最终计算结果上考虑意外情况的发生，再增加1.3倍的功率系数，得出电机功率宜选为37 kW。若将电机功率取为55 kW，不会影响皮带机的正常使用功能，且具有较大的生产能力富余量，但是由此而产生的能量虚耗太大。

此外，该皮带机的前端工艺设备为2台200 t/h的卸船机，能赋予该条皮带机的粮食供给量基本不会超过400 t/h，过大的生产能力富余量并不必要。

在进行节能减排改造过程中，可以考虑将皮带机的电机功率进行重新核算，检查是否存在电机选型严重偏大的情况。

4　结语

皮带机是一种相对简单的港口设备，驱动装置是皮带机的核心部件。驱动装置的选型是否合适，将极大的影响皮带机使用的可靠性和经济性。对于已建成的设备，应以长期目光看待节能减排的改造问题。能源消耗的有效降低，不仅会产生良好的社会效应，更会产生良好的经济效益。

Reconstruction of the Belt Conveyor for Energy Conservation and Emission Reductions

Qin MingbinXu Zhenjie

Engineering Management Limited Company of Guangzhou Port

The belt conveyor is common equipment in cargo handling technological system. And the drive device is the core component for the belt conveyor. An appropriate lectotype of the driving unit will greatly improve the reliability and economy of the whole system. Based on the analysis of the driving method in the belt conveying system, the power calculation method of the electric motor is introduced. And the reconstruction scheme of the belt conveyor is finally formulated in aspect of energy conservation and emission reductions.

belt conveyor; driving mode; power

2016-02-25

10.3963/j.issn.1000-8969.2016.04.022

覃明彬： 510730，广州市经济技术开发区志诚大道331号103室