罗泾煤炭码头皮带机变频改造方案(湖北三环).docVIP

上港集团罗泾煤炭码头皮带机系统 高压变频调速节能 技术方案 一、电机节能技术发展的背景及现状 经济的高速发展带来了国民经济的持续增长，但是能源的巨大消耗也造成资源的日益短缺，现在全球各国都己认识到“节能降耗”的重要性。当今，如何满足迅速增长的能源需求，实现能源的清洁高效利用，是我国面临的一次严峻的挑战，而节能是解决这一问题的根本途径，这就意味着我们需要大力推进节能技术，提高能源的利用效率。因此我国推出了“节能优先，降低能耗”的能源发展战略思路，并且进一步提出要建设能源节约型企业，此中的“节约”具有双重含义：其一是相对浪费而言的节约。其二是要求在经济运行中对能源需求实行减量化，即：在生产和消费过程中，用尽可能少的能源，创造相同的财富甚至更多的财富。这种节约要求彻底转变现行的经济增长方式，进行深刻的技术革新，真正推动企业的全面进步。电工行业的电机节能技术是我国节能减排战略的重要组成部分，是国家的要求，也是企业提高经济效益的迫切需要。在一定意义上说，企业的竞争，更是技术的竞争，是提高资源与能源效率的竞争。 电动机是我国最主要的用电设备，广泛应用于工业、商业、农业、公用设施和家用电气的各个领域，用于拖动皮带机输送机、风机、泵等各种设备。电机系统包括电动机、被拖动装置、传动控制系统。根据我国国家发改委2003年的调查结果，电机系统耗电约占我国用电量的60％以上。由于电机系统消耗了大部分的工业用电，因此提高电机系统的能源利用效率水平对于我国的能源节约和环境保护都具有相当重要的意义。根据国际协会预测，在我国通过提高电动机的能效标准和推广高效电动机的应用，年节电数量可累计到764亿千瓦时，二氧化碳排放量可减少7640万吨。欧盟预测，对不同功率的电机效率提高1％---6％，可节能3％，每年可节约电能276亿千瓦时，相当于5座100万千瓦电站的供电能力。可见，电机的节能潜力是非常巨大的，因此也是非常必要的。 二、港口皮带机系统的特点及节电原理 港口的煤炭等散货堆场所采用的皮带机传输系统属于输送量大、输送距离长的大型传输设备。它具有以下特点： (1)负载量大，皮带机额定生产率一般在2500---8000t／h。 (2)性能参数高，趋向宽带化和高速化，其长度一般为1000-- 1500m，带宽为1800--2200mm(煤炭)，带速大于4m／s。 (3)装机容量大，每条皮带机一般配备两台或两台以上额定电压为6kV、额定功率为200--一600kW的三相异步电动机。 (4)输送机分为堆料和取料两种机型，因此作业工况也具有其特殊性，即当堆、取料机在处在不同位置时，皮带机上的有料段长度也不一样，这样就造成了皮带机负载量的较大变化。在这种工况下，皮带机的输送量，远远低于皮带机的通过能力，导致输送机能耗过高，系统功率因数过低，造成了电能的大量浪费。 由于港口皮带机驱动系统采用了高压异步电动机(一般为6kV的高压)作为驱动单元，其对能源造成的浪费相比采用低压控制的皮带机控制系统要大的多，因此为了降低能耗、提高功率因数，港口皮带机的输送能力应与驱动能力相匹配。因系统对电能的利用率直接反应在电动机的工作效率中，因此节能研究对象应首先考虑异步电动机。 港口皮带机系统效率低的主要原因是负荷特性与电动机的转矩特性不匹配，当电机所带负荷较小时，电机的运行效率较低；当电机所带负荷较大时，电机才可能以较高效率运行。皮带机在初步设计时一般按最大运输量考虑，而减速机和电动机的选型原则是等级靠大不靠小，并且由于皮带机系统的托辊较多，皮带较长，是惯性力矩较大的机械设备，启动所需的功率较大，为了满足启动的要求，在选择驱动电机时，一般会选配额定功率较大的电动机，一般均有20％--45％的富余量。而当系统平稳运行时其功率相对于启动功率较小，致使大多数情况下电动机处于轻载状态；另外，当堆、取料机处在不同位置时，导致堆料和取料皮带机上有料段长度变化很大，使得物料分布不均匀，物料量连续性差，进而导致皮带机的运行负载变化很大。这些因素导致系统运行存在着严重的“大马拉小车”现象，造成电机功率因数低、效率低。据测试，功率因数有时候甚至只有0．2--0．3，远远达不到供电部门要求的功率因数不得低于0．8的要求(各地有所不同)，同时还增加了电路不必要的损耗。 皮带机的能耗中，将物料平移及提升做工和克服摩擦阻力做工过程中耗能比重大。无论皮带机上是否有煤料，只要皮带机运转，该部分能耗就存在。当皮带机空载状态运行时，其能耗是浪费的，导致皮带机单耗增加。降低皮带机的空载率的主要方法有：皮带机在物料到达后再启动，根据速度调整皮带速度。 三、罗泾码头煤炭皮带机系统的节能分析 皮带机属于恒转矩负载，转矩与转速的大小无关。 P=F×V（说明：F是力矩，V是速度。） 当力矩一定时，功率与速度成正比。我们根据传输带上运