皮带机浪费能源的原因比较多。但主要原因,还是托辊不好“惹的祸”!传统托辊制造精度波动曲线大,以及迷宫式密封腔中填加的润滑脂,造成旋转阻力比较大;尤其是密封效果差,轴承被淋水或粉尘污染的时间是不可预测的,托辊轴承污染后,与胶带之间正常的滚动摩擦变为异常的滑动摩擦,阻力变得更大,为了保证皮带机的可靠运行,不得不将皮带机的配置功率,设计计算为皮带机实际需要驱动功率的2倍甚至更多,形成“大马拉小车”的现象,造成了电力的大量浪费。
随着能源危机和成本的不断加剧,国家乃至世界加强节能减排,实现可持续发展目标的任务更加艰巨,实现皮带机的节电、可靠、安全、高效输送运行,是企业效益的需求;是环境保护的需求;也是国家政治任务的需求!更是从事皮带机设计生产行业义不容辞的责任和义务!
北京雨润华科技开发有限公司从1996年-2003年对托辊进行了5次重大技术革命,研制成功制造精度高,旋转阻力小(比国家标准降低1倍多);密封性能好,轴承不污染损坏;管体防腐耐磨的真托辊。获得国家发明专利:《带式输送机械托辊》(发明专利号:02115632.8);《一种托辊》(发明专利号:200910064235.6),该项专利已申报美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚、巴西国际专利。
持续16年对托辊乃至皮带机的研发实践,又研制出节电皮带机的方法:《一种机械设备的功率提供装置和减小机械设备的配置功率的方法》(发明专利申请号:201110200274.1)。在保证皮带机安全可靠、节电高效运行的前提下,实现降低50%配置功率的节电效果,率先攻克了皮带机节电的世界难关。
本来,配套雨润华公司真托辊即完全可以将皮带机的配置功率降低50%左右。但是,传统皮带机设计和使用思维定式已经习以为常,降低一倍功率都存在很大的顾虑,惟恐影响皮带机的正常输送运行。因此我们又研制出拆分配置功率的方法,既保证皮带机安全可靠的运行,又实现降低50%配置功率的节电效果。
一、拆分皮带机配置功率的方法:
传统皮带机的配置功率是实际需要驱动功率的2倍以上,在皮带机阻力没有增大时,大部分功率被浪费掉;但若减小到实际功率,当不可预测的阻力增大时,又会造成电动机超负荷工作而损坏,对生产造成严重影响。拆分配置功率的方法彻底解决了这一相互矛盾。如图所示,图中:
1、驱动功率提供装置 2、储备功率提供装置
3、机械设备 4、连接器
5、结合装置 6、控制箱
7、驱动功率电流表 8、电流监控装置
9、报警装置 10、储备功率电流表
11、电器仪表箱
将计算出来的配置功率拆分为驱动功率提供装置(以下简称电机)1和储备功率提供装置(以下简称电机)2两部分,电机1设计为皮带机实际需要功率的1.2-1.5倍,可以单独用作皮带机正常运转时的驱动;电机2与电机1之间用结合装置5连接;中间设有电流监控装置8,其作用是,在电机1的电流达到设定的极限值时,可以自动启动电机2,反之,自动断开电机2;报警装置9与电机2连接,驱动功率电流表7和储备功率电流表10分别用作监控电机1和电机2;3是皮带机;4是连接器(联轴器、减速机)。工作原理是:1、当需要启动皮带机时,开启闭合开关接通电源,电机1和电机2同时工作,共同将皮带机启动(通过联轴器、减速机4,驱动皮带机3运转)。当皮带机达到正常转速后,电机1的电流恢复到设定极限值内,电流监控装置8自动断开电机2的电源,由电机1单独驱动皮带机运行,实现节电的效果;当皮带机出现不可预测的阻力增大时,电机1的电流即会上升,当达到设定的极限值时,电流监控装置8重新自动接通电机2的电源,启动电机2与电机1共同驱动皮带机,保证可靠运行。但同时发出报警信号,警示操作人员,皮带机阻力增大,出现了潜在故障,及时检查维修,避免重大事故发生。
下面以北京雨润华公司2010年12月中标甘肃祁连山集团永登水泥公司的一条皮带机为例,该条皮带机长度 162.278米,宽度0.8米,带速1.6米,运量250吨/小时,角度:0,输送水泥。天津水泥设计院按照传统托辊性能和经验以及国家标准设计配置功率30千瓦,配套北京雨润华公司托辊后,经计算更换为18.5千瓦即可满足皮带机正常运行,后经永登水泥公司同意,更换为22KW交流电动机。
该条皮带机从2011年3月22日投入正常使用。6月27日进行了电流检测,空载电流16.9-17.6A;满载电流18.1-19.2A,实际驱动功率小于10千瓦,说明配置功率15千瓦即可以满足该条皮带机的正常运行,比传统经验和标准设计降低配置功率50%。如果按照拆分配置功率的方法,即可以采取两种组合方法:1、将电机1设定为11千瓦、电机2设定为7.5千瓦;2、将电机1设定为15千瓦、电机2设定为5.5千瓦。按照上述的工作原理,既能够收到皮带机在不可预测的阻力没有增大运行时的显着节电效果,又能够保证在不可预测阻力增大后的可靠运行,尤其是同时发出的报警信号,警示操作人员出现潜在的早期故障,及时进行检查排除,避免重大事故的发生。