搅拌站成品料输送系统的节能改进

商品沥青搅拌站的配置中，成品料输送系统基本上有3种模式：电磁调速、凸轮定位系统；液压卷扬机控制系统；变频调速、数字定位系统（见图1）。目前国内沥青搅拌站厂家3000型以上设备已经普遍采用变频技术。

图1 沥青搅拌站成品料输送系统
1. 运料小车  2. 钢丝绳  3. 小车轨道及轨道支架  4. 废料仓  5. 爬梯及维修平台  
6. 成品料仓及仓体支架  7. 变频卷扬机

图2 沥青搅拌站成品料输送系统的改进
1. 运料小车  2. 钢丝绳  3. 小车轨道及轨道支架  4. 废料仓  5. 成品料仓及仓体支架
6. 爬梯及维修平台  7. 对重滑轨、支架及定滑轮  8. 对重及动滑轮  9. 牵引系统

沥青搅拌站成品料输送系统的工作过程如下：第一步，电机做功将沥青成品料和小车从成品仓的底端提升到顶端，并停在成品仓的顶端；第二步，沥青成品料从小车上卸到成品仓中；第三步，小车从成品仓的顶端返回底端，小车的势能被转化成电能或被电机做功抵消掉。此后，小车始终重复从第一步到第三步的过程。

1.降低能耗方案

从上述工作过程看，要想降低整个系统的能耗，只能在工作中把小车的能耗降到最低。可采用方法如下：

方案一: 将小车从成品仓的顶端返回底端的势能转化成电能并反馈回电网，技术上可以实现，但目前国内电网很难满足这一要求；从目前国内电力公司的政策看，供电公司不会因为用户向电网供电，而在电费中扣除相应的费用。因此，该方案不会降低用户成本。

方案二：增加一个类似于汽车混合动力的装置，将小车下降时的能量收集起来，在小车带料上升时使用。这个方案也是可行的，但是成品仓的制造成本会上升不少，结构变得复杂，增加用户的维护难度和费用。

方案三：既然要利用小车往复运动中的势能，可以采用带对重（配重或平衡重之意）的滑轮驱动机构取代图1中的卷扬机系统（见图2），即用对重的质量平衡掉小车的质量，借助于牵引滑轮与钢丝绳之间的摩擦力来传送钢丝绳，从而完成小车的上下行。小车从成品仓的顶端返回底端的势能转化成对重的势能，当小车上行时，对重的势能转换成小车的势能，从而使整个系统在运行过程中的能耗降低。

对重上端装设动滑轮的目的是为了减少对重的行程，这样对重侧无须挖坑就可保证对重与小车行程相匹配。经此改进后，小车不但运行平稳，速度均匀，行程精度容易控制，而且驱动功率大大降低。图2所示方案是将电动机、减速机和牵引轮均放于地面，以便于维护、保养。本文以4000型沥青搅拌站的成品仓为例进行对比。

2.两种方案对比

4000型沥青搅拌站的运料小车质量约为2?000?kg，正常情况下的成品料质量约为4?000?kg。小车运行速度为1.6?m/s，若采用图1所示的驱动方式则须配置75?kW的卷扬机。而采用图2所示的驱动方式时，电动机在小车上升和下降时的输出功率相同，此时小车所受的牵引力约为原来的1/3，所配电动机功率也为原来的1/3，因此选择30?kW电动机。

由此可见，图2所示方案优点如下：

(1) 制造成本低。由于驱动所需功率由原来的75?kW降为30?kW，因此采购电动机、减速机、变频器、电缆和控制成品料输送系统的各电器元件的成本都会相应地下降，但需要增加对重、滑轮、对重滑轨和连接支架的费用支出。算总账，图2所示方案的制造成本更低。

(2) 节能。电动机由原来的75?kW降为30?kW，使电缆和电器元件的额定功率下降，电能损耗随之降低；增加对重使系统的效率提高，从而降低了整个系统的能耗。

(3) 能耗降低即生产成本降低，这使得产品竞争力更强。

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