帶式輸送機的能源效率研究

劉勝本+崔斌

摘 要 隨著帶式輸送機相比傳統(tǒng)運輸工具在輸送能力、效率、距離、能耗、結(jié)構(gòu)、可靠性等方面的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，其在交通、煤炭、食品、化工等工業(yè)部門的應用范圍越來越廣泛，甚至已經(jīng)成為煤炭開采工作的關(guān)鍵構(gòu)成，近年來可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實使人們對帶式傳送機能源效率問題越來越關(guān)注。本文為加深帶式輸送機能源效率認識，推動我國節(jié)約型社會的發(fā)展，對帶式輸送機能源效率與機械效率的區(qū)別、帶式輸送機能源效率的計算方式進行了系統(tǒng)分析，并結(jié)合相關(guān)資料對我國帶式輸送機的水平和其與發(fā)達國家之間的差距展開研究。

關(guān)鍵詞 帶式輸送機；能源效率；節(jié)能

中圖分類號 TH222 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）160-0185-02

帶式輸送機又被稱為膠帶輸送機，是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的現(xiàn)代機械設(shè)備，通常由機架、輸送帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動裝置等構(gòu)成，隨著工業(yè)生產(chǎn)流程中相關(guān)工藝的不斷完善，現(xiàn)階段其可以實現(xiàn)有節(jié)奏的流水作業(yè)，極大地提升了現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)效率，而且縮減了大量人工輸送任務(wù)，得到廣泛應用，與此同時其節(jié)能優(yōu)化也引起關(guān)注。

1 帶式輸送機能源效率計算方式

機械效率可以對能源利用率的大小進行反映，所以在所有能量轉(zhuǎn)化機械中和以能量輸出對象機械中，機械效率實質(zhì)上也是能源效率的體現(xiàn)，在原動機、傳動機的能源效率計算的過程中可以直接進行機械效率的計算，即直接表示為工作及所消耗的功率與原動機和傳動機機械效率的比值，可見原動機和傳動機機械效率與功率消耗之間呈現(xiàn)出負相關(guān)性[1]。但由于部分設(shè)備其并不以能量輸出為主要目的，例如帶式輸送機，其輸入能量的直接目的是為了完成物料的輸送而不是輸出有用功，其機械設(shè)備整體效率并不能完全以機械效率公式為計算依據(jù)，此時需要進行其針對性的能源效率計算[2]。能源效率使衡量機械設(shè)備能源有效利用程度的主要標準，其可以對機械設(shè)備在消耗單位能耗情況下所完成的有用工作量進行反映，也可以對機械設(shè)備完成單位工作兩下的能源消耗量進行衡量，換言之能源效率使機械設(shè)備能源有效利用程度的度量方式，對帶式輸送機的能源效率進行研究是推動其向節(jié)能方向深化的有效途徑[3]。

1.1 水平帶式輸送機的能源效率計算

帶式輸送機在工業(yè)中的應用任務(wù)主要是完成物料的輸送，其有用工作通常以單位時間內(nèi)物料輸送量和輸送距離進行衡量，且常規(guī)中工作效率與輸送量和輸送距離之間呈正相關(guān)性，這在實踐中也可以得到論證，例如帶式輸送機在單位時間內(nèi)其輸送的物料量越大、距離越遠，其消耗的功率也越大，由此可見如果帶式輸送機其自身的帶長為L，其在單位時間內(nèi)完成輸送的物料量為Q，單位時間內(nèi)輸送物料所使用的能源為P；那么水平帶式輸送機的能源效率就可以表示為QL/P，當Q和L為固定值的情況下，縮減P可直接提升水平帶式輸送機的能源效率，這也是現(xiàn)階段帶式輸送機節(jié)能設(shè)計的主要方向[4]。現(xiàn)階段在對帶式輸送機進行實際應用的過程中，由于常規(guī)工作環(huán)境下功率、單位時間物料輸送量、輸送機的帶長的單位通常分別為kW、t/h、km，所以也會將水平帶式輸送機能源效率的單位設(shè)定為t·km/（kW·h），特殊計算情況可以單位轉(zhuǎn)換。

1.2 上運帶式輸送機的能源效率計算

2 我國帶式輸送機的水平和其與發(fā)達國家之間的差距分析

筆者隨機選擇永煤集團城郊煤礦、新汶礦業(yè)協(xié)莊煤礦、魯能集團彭莊煤礦、雞西礦業(yè)集團、潞安王莊煤礦、吳四圪堵礦井、神華哈爾烏素露天礦、汾西礦業(yè)曙光礦等12家我國常規(guī)規(guī)模的煤礦企業(yè)，對其帶式傳送機的能源消耗進行計算，計算過程中所選用的P、Q、L、h均以粗略估算為主，通過計算發(fā)現(xiàn)我國現(xiàn)代帶式輸送機能源效率通常在1至4t·km/（kW·h）之間，平均值為1.95t·km/（kW·h），；而筆者在查閱資料的過程中發(fā)現(xiàn)上個世紀80年代我國帶式傳送機的能源效率通常在1至3t·km/（kW·h）之間，平均值為1.78t·km/（kW·h），通過數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，我國帶式傳送機的能源效率在近年來整體是呈現(xiàn)出上升的趨勢，與我國節(jié)能減排的理念相一致，但增長的速度并不理想。另外，筆者在查閱外國文獻的過程中發(fā)現(xiàn)，20世紀80年代，英國道梯公司、德國艾可霍夫BH-1000、德國弗勒興露天煤礦、澳大利亞阿平煤礦、日本雄別煤礦、加拿大富雅煤礦等12家煤礦企業(yè)的能源輸送效率通常在2至5t·km/（kW·h）之間，平均值為3.84t·km/（kW·h），通過數(shù)據(jù)對比分析可以發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)階段帶式傳送機的能源消耗水平不及西方發(fā)達國家在20世紀80年代的一半，這足以說明我國帶式傳送機能源效率提升的空間較大，在發(fā)展的過程中，我國可以積極借鑒西方發(fā)達國家的成功經(jīng)驗，帶式輸送機憑借其在運動速度、穩(wěn)定性、生產(chǎn)率、自重、驅(qū)動功率、結(jié)構(gòu)、自動控制、通用性等方面的優(yōu)勢，除在煤礦開采領(lǐng)域外，在其他領(lǐng)域也得到加快的發(fā)展，而且越來越受到市場的歡迎，在帶式傳送機的適用范圍不斷擴大的同時，能源效率得到不斷提升，以此推動我國向社會主義節(jié)約型社會發(fā)展。

3 結(jié)論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機與原動機、傳動機等相似能源效率計算方面所采用的方式存在較大的差別，其需要利用能源輸送量運輸物料規(guī)模和距離對能源效率進行計算而且上運帶式輸送機和下運帶式輸送機在計算的過程中也存在差別。另外，近年來我國帶式輸送機在能源效率方面雖然得到較大幅度的優(yōu)化，但與發(fā)達國家仍存在較大的差距，需要進一步完善。

參考文獻

[1]林福嚴，張曉如，雷冀，等.帶式輸送機的能源效率探討[J].起重運輸機械，2010（10）：5-9.

[2]張世珍.帶式輸送機節(jié)能優(yōu)化方法的研究[D].沈陽：東北大學，2012.

[3]賈軍風.料場堆取料帶式輸送機系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化問題的研究[D].沈陽：東北大學，2011.

[4]胡坤.帶式輸送機綠色設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)與應用研究[D].淮南：安徽理工大學，2012.

[5]彭麗巧，史優(yōu)國.帶式輸送機變頻驅(qū)動控制系統(tǒng)[J].變頻器世界，2013（8）：71-74，92.