日照港集团岚山港务有限公司 山东日照 276800
摘要：管状带式输送机是一种兼有管道输送和带式输送的新型输送机，它与普通皮带机的最大区别是，输送机的加载点后至卸料点前的中部输送段形成圆管输送物料，它能够实现快速、长距离、大运量输送货物。本文针对管带机运用先进的科技智能化管控手段对管状带式输送机．实施空载降速，以达到节能的目的，对这一节能项目的原理、节能效果和技术创新进行了具体的阐述。
关键词：管状带式输送机；系统空载；成本
1.背景
1.1项目概况
岚山港矿石输送系统即采用了管状带式输送机为日钢和山钢两大客户输送铁矿石（见图2），全长分别为10.5公里和12公里。日钢流程包括港区内3条皮带机系统（A201、A202、A203），港区外3条管带机系统（C2、C3、C4）；山钢流程包括港区3条皮带机系统（A201、A202、A203），港区外3条管带机系统（C2、C3、C5）和2条皮带机系统（C6、BC7）。它是目前亚洲综合能力最大的管状带式输送机系统，在国内外管状带式输送机的应用中都比较罕见。矿石输送系统单线设计年输送能力2000万吨，额定小时输送量5500吨，具备大管径（Φ500mm）、超大运量（5500t/h）、长距离（8.6km）、高带速（5m/s）、高带强（ST2500N/mm）、大功率（单机最大值1150KW）等技术特征。
管状带式输送机系统投入使用后优点突出：管带机可穿越复杂地形，实现立体空间内可弯曲布置。采用桁架构造，自带走廊，对土地资源的占用很少。矿石输送系统的投产，每天可减少近2000车次的疏港车辆通过量，较大的缓解了道路运输压力，减少了交通事故的发生。采用了先进的科技智能化管控，实现对矿石输送系统的整体控制和运行监督，最大限度实现“人机分离”，提高了员工操作时的安全性。
1.2研究的目的及意义
矿石输送系统依靠电力驱动，用电总负荷达23760KVA，用电成本约占系统总运行成本的70%，系统减低运行能耗对成本的管控至关重要。为此，班组设立研究课题，围绕如何降低无负荷台时（空载）的能耗展开研究，并最终探索出通过合理降速实现系统降耗。
2.主要研究内容及创新点
2.1主要研究内容
岚山公司矿石输送系统分为日钢流程和山钢流程，在作业过程中通常会出现皮带上没有物料空载的情况，我们从此入手，探索节能降耗的方法。下面我们以日钢流程为例，对其空载条件下全速与降至5%速度时（5%的速度时系统较为稳定，皮带不跑偏）的功率进行采样研究分析，从而验证空载降速降耗的实现。
2.1.1系统空载情况与降速分析
矿石输送系统在服务客户运行过程中，往往存在系统空载的情况，造成空载的原因如下：
（1）系统启动时，考虑设备低速运行的节能稳定安全等优点，多采用低速5%运行，等系统设备运行都正常再提速到作业速度。这样既节约能耗又保护设备。
（2）取料机换层。取料机在取料过程中，由于机械自身限制及货垛原因需要停止取料换层，从而导致皮带上将有一段间隔。换层间隔通常为5min左右，通常忽略不计。
（3）取料机清理积料或其它原因停机。只要取料机停机，由于设备的自身保护功能，至少需要15min才可重启。这种情况会对港内A201、A202、A203皮带降速。
（4）钢厂更换堆场，要求在皮带上预留间隔。在作业的过程中，钢厂由于场地原因，会要求间隔时间，一般为20-30min。这种情况会对港内A201、A202、A203皮带降速。
（5）钢厂换票。因一种货物取完或者已不需要，取料机需要移机下一票要取的货物。由于货垛的位置有远近之分，此过程往往需要20min以上。这种情况会首先对港内A201、A202、A203皮带降速，再根据实际决定是否对港外皮带降速。
2．1.2系统空载降速前后功率值分析
矿石输送系统各条皮带采用变频调速电机，以日钢流程为例，电机额定功率为：201A（1190米）头部2×630kW驱动；202A（109.5米）头部1×480kW驱动；203A（1215.6米）头部2×800kW驱动；C2A管带机（2983米）头部3×1150kW，尾部1×1150kW驱动；C3A管带机（3628米）头部3×1150kW，尾部1×1150kW驱动；C4A管带机（1428米）头部2×980kW驱动。系统空载时，其电流、电压、功率等参数数值较稳定，我们选取一个空载时间段为研究对象。
表1为系统空载不同速度时部分电机参数，系统空载时各个电机的功率明显大于降速至5%后的功率，电压值明显减小，电流值变化不大。系统空载全速条件下，整个系统的总负荷达23760KVA，而降速至5%后，系统能耗仅占5%-7%，，明显大幅度降低。可见，空载降速能够实现较为显著的节能降耗。
表1系统空载不同速度时部分电机参数
2．1.3系统无负荷台时分析
无负荷台时即皮带机的空载时间，我们对每条皮带每月的无负荷台时进行了记录。从2017年6月至2018年5月一年内，从201皮带至C4管带机的无负荷台时分别为800h、952h、932h、1032h、1132h、1434h。从全年看，每条皮带的无负荷台时数值很大，及时对皮带降速处理，能够节约大量电能。
2.1.4系统空载降速的优点
系统空载时，根据实际情况进行降速具有颇多优点：
（1）正如2.1.2分析，空载降速能够实现系统总功率大幅降低，节约电能。大幅降低空载运行成本，实现降本增效。
（2）系统空载降速能够降低设备磨损，延长设备使用寿命。降低皮带机速度能够减轻运行损耗，特别是对易损件托辊来说是至关重要的。
图3201A、202A皮带机降速至5%
（3）系统空载降速能够有效规避急停风险，减少设备损伤。系统长时间空载具有不稳定性，如果下游出现导致急停的故障，系统将从全速直接停止，对设备损害较大。而降速至5%则有效减少了这种急停概率，从5%的速度急停对设备的损害微乎其微。
2.2主要技术创新点
（1）从生产常态的细节入手，争分夺秒降能耗。在日常的生产过程中，对流程化的操作进行梳理分析，改进作业方法，实现节能降耗、降本增效，这正是符合目前国家乃至公司“绿色发展”的要求。
（2）基于大量生产数据研究，科学性强。综合分析了系统空载的各种情况，统计了一年的无负荷台时样本，记录了系统空载时较稳定的功率数据，综合分析，得出空载降速能够实现明显的节能降耗。
（3）对单条皮带降速或者提速需要的时间较短，可操作性强。从图3可见，单条皮带从全速降至5%的速度仅需一分半左右的时间，操作人员可根据空载时间的长短决定对哪几条皮带进行降速，并在生产之前及时提速，可操作性强。
3.推广应用及效益情况
此创新设备管理方法推行以来，有效的实现了节能降耗，同时大幅延长了设备生命周期。对日钢流程初步测算（表2），在条件允许的前提下，及时对系统空载皮带进行降速，201、202、203、C2、C3、C4全年可节约电能分别为35202、12380、54030、379609、467417、220907度，节约电费总计93万元（按照公式1计算）。除此之外，矿石输送系统还包括山钢流程，此方法的实施推广，将产生更大经济效益。
结语：“系统空载降速”创新方法的推广实施，进一步实现对管带机系统的科学化管理，降低了生产成本，提高了设备完好率和利用率，降低了设备故障率，为降本增效的推进添了浓重一笔。
论文作者:黄笑磊,卢婷婷,王世军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/29
标签：系统论文; 皮带论文; 管状论文; 矿石论文; 负荷论文; 设备论文; 功率论文; 《基层建设》2019年第5期论文;