起重機(jī)械節(jié)能應(yīng)用技術(shù)研究

羅德林 李睿

摘要： 起重機(jī)械作為一種大型的電氣起吊運(yùn)輸設(shè)備，在我國工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。在節(jié)能減排背景下，起重機(jī)械在運(yùn)行耗能量非常大，違背了綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向，如何提高起重機(jī)械的節(jié)能效益已經(jīng)成為了行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題?；诖耍疚氖紫确治銎鹬貦C(jī)械的消耗特性，進(jìn)而提出起重機(jī)械節(jié)能應(yīng)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 起重機(jī)械;節(jié)能技術(shù);能耗;應(yīng)用技術(shù)

引言

起重機(jī)械可以通過水平或垂直移動的方式吊運(yùn)重物，在運(yùn)行過程中需要大量的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并且還會導(dǎo)致部分電能損耗，降低了起重機(jī)械的運(yùn)行效率。起重機(jī)電源功率非常大，大體上可以分為公共電網(wǎng)供電和燃油發(fā)電機(jī)兩種。現(xiàn)如今，我國大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，推廣了很多節(jié)能減排技術(shù)，可以有效降低起重設(shè)備的能源損耗，因此在應(yīng)用起重機(jī)過程中，必須要堅持國家的節(jié)能減排戰(zhàn)略，將降低起重機(jī)械能耗作為重要工作，從而促進(jìn)我國工業(yè)領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展。

起重機(jī)械能耗特性

如圖1所示，起重機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，需要各個結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)行才能正常運(yùn)作，其主要能源消耗是電能。而起重機(jī)在日常運(yùn)行中也會產(chǎn)生機(jī)械消耗，間接增加電能損耗，同時起重機(jī)自重也會對能源消耗造成巨大影響，規(guī)格越大、重量越大的起重機(jī)消耗就越大?？刂葡到y(tǒng)是能源消耗的主要載體，通過電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實現(xiàn)能量互換，但部分電能、機(jī)械能會轉(zhuǎn)化為熱能消散，從而造成能量損耗，因此控制能量損耗是節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。從現(xiàn)階段來看，起重機(jī)械在運(yùn)行當(dāng)中的能源消耗情況不容樂觀，并且會對周邊環(huán)境帶來一定污染。這是由于起重機(jī)在運(yùn)行中會排放大量氣體和噪聲，影響周圍居民的正常生活。長此以往，不僅會導(dǎo)致大量能源被浪費(fèi)，還會影響自然環(huán)境。

起重機(jī)械節(jié)能應(yīng)用技術(shù)

電源改進(jìn)

部分老式起重機(jī)都是通過燃油發(fā)電機(jī)發(fā)電，將燃油轉(zhuǎn)化為電能的效率非常低，國內(nèi)外很多學(xué)者也對此展開了研究，發(fā)現(xiàn)燃油發(fā)電無法實現(xiàn)能量的逆轉(zhuǎn)換，所以可以將電動機(jī)運(yùn)行中所產(chǎn)生的電能存儲下來。也可以額外的增添小容量電源穩(wěn)定裝置，讓起重機(jī)待機(jī)狀態(tài)下收集損耗電能。減緩燃油機(jī)的待速度也可以降低油量損耗，再進(jìn)行合理的設(shè)備規(guī)劃和生產(chǎn)配置，控制起重機(jī)的機(jī)動性，采用供電網(wǎng)絡(luò)供電方案，減少燃油發(fā)電機(jī)使用量，這樣即可從電源角度降低能源損耗。

起重機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

我國所使用的起重機(jī)規(guī)格尺寸要比國外起重機(jī)大很多，除了尺寸上的差異之外，在材料方面也存在很大的差別。針對此類情況，在設(shè)計階段減少起重機(jī)重量是節(jié)能的有效渠道。很多學(xué)者在此方面都展開了研究，在多年研究和嘗試中已經(jīng)形成了非常成熟的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)。如果起重機(jī)械的跨度較大，主要影響起重結(jié)構(gòu)自重的因素是剛度和穩(wěn)定性。因此可以采用兩種方法進(jìn)行改善，首先是采用數(shù)值法，利用有限元分析軟件ANSYS上分析機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化程序?qū)ζ鹬刂髁涸俅蝺?yōu)化設(shè)計;其次是采用解析法，分析起重機(jī)箱形主梁結(jié)構(gòu)，并采用MATLAB軟件計算優(yōu)化方案，從而節(jié)省材料用量。

高性能變頻調(diào)速裝置

高性能變頻調(diào)速裝置可以有效減少不必要的電能損耗，可以快速提升啟動轉(zhuǎn)矩，并快速將轉(zhuǎn)矩維持在一定范圍，實現(xiàn)運(yùn)行速度控制、提高響應(yīng)速度，加強(qiáng)對電網(wǎng)的適應(yīng)性。并且變頻調(diào)速還具有保護(hù)功能，可以對錯相、過流、接地、加減速進(jìn)行實時調(diào)節(jié)。特別是直接轉(zhuǎn)矩接入控制技術(shù)、矢量控制技術(shù)等，讓交流電機(jī)相比交流電機(jī)更具動態(tài)特性，這對改善起動機(jī)調(diào)速性能、降低運(yùn)行沖擊、提高工作效率有著重要意義。

做好起重機(jī)日常維護(hù)與保養(yǎng)

做好起重機(jī)日常維護(hù)工作為了降低設(shè)備自身損耗，從而降低減少電能損耗。每周都要檢查制動器的螺母、定位板是否有松動，杠桿、彈簧檢查是否出現(xiàn)裂紋，制動輪銷釘螺栓、緩沖墊圈是否齊全或損壞。運(yùn)行軌道不得存在異物，每個月對齒輪進(jìn)行潤滑，做好減速器底座螺栓緊固檢查，并逐個進(jìn)行緊固檢查。對大車軌道實際情況進(jìn)行檢查，螺栓是否松動、壓板是否壓緊、軌道是否有裂痕。測量軌道接頭結(jié)構(gòu)部位間隙，夏季控制在1–2mm，冬季控制在3–5mm之間，同時還要控制上下左右的錯位幅度，正常不得超過1mm。每隔半年檢查一次主梁變形情況和小車軌道情況。空載運(yùn)行過程中，主梁下擾動不得超過自身跨度的1/2000，主梁水平旁彎道不到過測量長度的1/1500，小車運(yùn)行中不得出現(xiàn)卡軌情況?？傊孀龊萌粘＞S護(hù)、養(yǎng)護(hù)工作可以有效保持起重機(jī)運(yùn)行效能，避免損耗增加。

勢能轉(zhuǎn)化電能回收

起重機(jī)械中的分離元件有很多，具有離散性高、使用周期短等特點(diǎn)，會直接影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，模擬系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整十分麻煩，會直接影響到設(shè)備的正常使用，不利于節(jié)能、環(huán)保。針對此類問題，可以將定子調(diào)壓、調(diào)速系統(tǒng)改為帶電能反饋節(jié)能型變頻調(diào)速系統(tǒng)，取消接觸器控制、轉(zhuǎn)子電阻，引進(jìn)關(guān)鍵的器件，改造機(jī)械線路結(jié)構(gòu)，這樣即可達(dá)到降低成本的目標(biāo)。這些環(huán)節(jié)都可以有效降低起重機(jī)運(yùn)行能耗。

結(jié)束語

綜上所述，節(jié)能減排作為我國重要的發(fā)展戰(zhàn)略，對于起重機(jī)節(jié)能來說，其結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)零部件、電源等都是重要的節(jié)能途徑，需要在設(shè)計、制造、使用、管理等多個方面注重節(jié)能減排。同時，政府、企業(yè)還要做好起重機(jī)節(jié)能效益宣傳工作，不斷完善起重機(jī)節(jié)能技術(shù)體系，讓生產(chǎn)企業(yè)真正的看到起重機(jī)節(jié)能效益，這樣會進(jìn)一步取得起重機(jī)節(jié)能改造的成效。

參考文獻(xiàn)

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