[發明專利]帶式輸送機能效在線監測方法

有效

• 申請號: 201510295101.0
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN105000355B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 曾飛;曾慶移;吳青;樂章絲;陳皓;李梓龍;王寧
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B65G43/08
• 分類號: B65G43/08
• 代理公司: 南通市永通專利事務所32100
• 代理人: 葛雷

技術領域

本發明涉及一種帶式輸送機能效在線監測方法及在線監測系統。

背景技術

帶式輸送機是當代散料輸送與裝卸最高效的設備，廣泛應用于煤炭、礦石、水泥和糧食等散貨碼頭。

據統計，我國現有帶式輸送機500萬臺以上，其中用于散貨碼頭已超過3萬臺。目前帶式輸送機的性能要求往往局限于距離、速度、運量、功率等方面，選配電動機時優先考慮設備最大負載、過載能力和可靠性，方案比較保守，所選設備存在較大裕量。因此，帶式輸送機效率的提高，對散貨碼頭節能減排意義十分重大。

隨著帶式輸送機系統向長距離、高帶速、大運量發展，其節電潛力巨大。為此，交通部《“十二五”水運節能減排總體推進實施方案》([2011]474號文件)提出要重點研發和推廣帶式輸送機節能運行控制技術。“變頻調速帶式輸送機系統能效測試及節能量計算方法”國家標準的出臺，規定了變頻調速帶式輸送機系統能效測試現場條件、項目及儀表要求、測試方法、系統運行效率的計算方法、調速節能及節能量計算的原則、節能量計算的方法，為我國帶式輸送機節能運行控制技術應用與推廣提供了依據，也標志著我國帶式輸送機系統能耗統計及能效在線監測工作的開始。2014年5月26日帶式輸送機能耗在線監測系統建設將正式列入2014-2015年節能減排低碳發展行動方案，并已開始著手實施。

帶式輸送機機械結構復雜，在散料裝卸生產運行過程中，其能效易受物料瞬時流量、帶速、工況等多參數影響。如當輸送帶運量發生變化時(物料不均、斷續等)，恒轉速運行方式使系統了出現“大馬拉小車”現象；帶式輸送機驅動電機啟動過程中會產生電壓波動；傳動滾筒和輸送帶間產生相對滑移；滾筒直徑差異、滾筒和輸送帶間摩擦系數、圍包角變化、電源電壓的波動等引起的多個電動機轉速的不同步；此外，托輥、輸送帶等慣性設備平穩運行所需功率、機械傳動效率、電壓降對電動機功率影響及多級驅動功率不平衡對電動機效率的影響等都會造成帶式輸送機在實際應用中能耗及能效難以準確統計。這些影響參數，普遍會造成電機損耗及輸送帶張力和拉緊力增加，從而降低帶式輸送機系統效率，增大系統能耗。因此，各種影響參數與帶式輸送機能效值變化間（降低、升高）存在因果關系，挖掘各種影響參數與能效變化間變化規律，建立帶式輸送機真實功耗數學模型，可作為能耗監測的依據。對于企業能效管理，及時淘汰和更換高耗能設備，有針對性實現帶式輸送機最優調速控制具有重要意義。

變頻調速帶式輸送機運行效率定義為帶式輸送機末端輸出的有效功率與電源開關輸出端的有效功率的百分比。現在使用于質檢部門等其他機構的帶式輸送機能效檢測系統，采用JT/T?326-2009《港口帶式輸送機能源利用效率檢測方法》及JB/T?11704-2013《變頻調速帶式輸送機系統能效測試及節能量計算方法》國標中有關帶式輸送機的試驗方法構建測試系統，需對同一工況下電壓、電流、功率因素、轉速、功率及電能等被測參數同時測量1小時以上。且現有檢測需要對帶式輸送機在變頻調速下同一工況點間隔重復測量三次（每次測量間隔10min~15min）后，以測量平均值作為系統運行效率，因此造成現有設備不適合于帶式輸送機應用企業進行能效在線監測，現有的能效檢測手段更不適于為帶式輸送機變頻調速實施最優控制決策。

隨著節能減排基本國策的推進，帶式輸送機各種工況參數變化引起的效率降低及能耗增加需引起各帶式輸送機應用企業的重視。隨著帶式輸送機變頻調速控制技術應用，更需要為每一臺帶式輸送機配備監測精度高、數據采集量大、可視性強的能效在線監測裝置，實現對帶式輸送機能效長期實時監測、根據輸送帶上物料瞬時流量變化及時準確實施帶速最優控制決策，對于企業能效管理、及時更新和改造高耗能設備、推廣帶式輸送機節能控制運行技術具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利于企業能效管理、及時更新和改造高耗能設備、推廣帶式輸送機節能控制運行技術的帶式輸送機能效在線監測方法與監測系統。

本發明的技術解決方案是：

一種帶式輸送機能效在線監測方法，其特征是：包括下列步驟：

（1）首先進行離線訓練樣本采集：

1）離線訓練樣本采集系統構建

構建能耗測試系統，采用包括高精度功率儀、動態扭矩傳感器、轉速傳感器、物料流狀態激光采集裝置的傳感檢測模塊，檢測帶式輸送機系統輸入功率、輸出機械功率、電機轉速、物料瞬時流量，最終得帶式輸送機系統效率，從而得知帶式輸送機能耗大小和能效比；