起重機(jī)滑觸線機(jī)械應(yīng)用與節(jié)能
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各類起重機(jī)的需求量也隨之大大上升。按照起重機(jī)所使用的電能來(lái)源方式，可以將其分為采用公共供電網(wǎng)絡(luò)供電和采用燃油發(fā)電機(jī)供電兩類。前一類起重機(jī)械多為在固定的作業(yè)區(qū)域工作，不需要很高的機(jī)動(dòng)性，如碼頭上的大型起重機(jī)械等；后一類設(shè)備多為機(jī)動(dòng)性較高的起重機(jī)械，能夠方便地移動(dòng)到所需作業(yè)的場(chǎng)地，比如汽車起重機(jī)等。
采用公共供電網(wǎng)絡(luò)供電的起重機(jī)械大多是沿著固定的線路移動(dòng)，電源可通過(guò)滑觸線或電纜卷筒等裝置向起重機(jī)提供。由于起重機(jī)在工作過(guò)程中有大量的勢(shì)能和電能的相互轉(zhuǎn)換過(guò)程，因此，回收利用從勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能，并通過(guò)起重機(jī)的供電裝置向公共供電網(wǎng)絡(luò)回送，可達(dá)到節(jié)能的目的。本文提出的適合于交流變頻驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)主要針對(duì)采用公共供電網(wǎng)絡(luò)的起重機(jī)械，不論是通過(guò)滑觸線還是電纜卷筒供電均適用。它是從交流變頻器的直流母線上將勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能通過(guò)一個(gè)直流一交流變流器回饋到供電網(wǎng)絡(luò)。這種技術(shù)通用性強(qiáng)，適合所有通用型變頻器，并且工程實(shí)施簡(jiǎn)單，成本較低。
1、使用燃油發(fā)電機(jī)供電的起重機(jī)械的節(jié)能技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)燃油轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程效率較低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。對(duì)于由燃油發(fā)電機(jī)供電的起重機(jī)節(jié)能技術(shù)，國(guó)內(nèi)外早有研究，最早為人們所接受的是超級(jí)電容儲(chǔ)能技術(shù)。因燃油轉(zhuǎn)換為電能后不能實(shí)現(xiàn)逆向轉(zhuǎn)換，將電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)下產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來(lái)是唯一的解決方法。由于受到超級(jí)電容技術(shù)可靠性、成本以及體積等因素的制約，該技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中具有很大的局限性。后續(xù)的研究又轉(zhuǎn)向了節(jié)約燃油機(jī)在待速時(shí)的油耗量，因?yàn)榇倨陂g的設(shè)備用電量很少，而且待速時(shí)間往往很長(zhǎng)，超過(guò)了實(shí)際工作時(shí)間，因此，降低燃油機(jī)待速的速度可明顯減少油耗。但燃油機(jī)待速速度降低后，發(fā)電機(jī)輸出的電壓和頻率也相應(yīng)降低，因此，需要增加一個(gè)小容量的電源穩(wěn)定裝置，以便起重機(jī)械能夠處于正常的待命狀態(tài)。
該電源穩(wěn)定裝置的技術(shù)是成熟的，但由于是新概念產(chǎn)品，目前還沒(méi)有大規(guī)模生產(chǎn)。僅從節(jié)約燃油的技術(shù)角度出發(fā)來(lái)解決由燃油發(fā)電機(jī)供電的起重機(jī)械的節(jié)能問(wèn)題是不夠的。如果從更大的范圍考慮問(wèn)題會(huì)更有效果，比如限制起重機(jī)的高機(jī)動(dòng)性，通過(guò)合理規(guī)劃和合理配置生產(chǎn)設(shè)備，盡量少地采用燃油發(fā)電機(jī)供電而直接采用供電網(wǎng)絡(luò)供電，則能源的消耗量會(huì)更加明顯地降低。國(guó)內(nèi)有些港口單位已經(jīng)率先進(jìn)行了這樣的嘗試，將集裝箱場(chǎng)地的輪胎吊的供電方式由原來(lái)的柴油發(fā)電機(jī)供電改為滑觸線供電方式，已經(jīng)取得了明顯的節(jié)能效果。在碼頭集裝箱堆場(chǎng)上配置的起重機(jī)采用沿固定軌道移動(dòng)的方式，可直接使用電網(wǎng)供電，從根本上避免燃油轉(zhuǎn)換為電能過(guò)程中存在的低效率問(wèn)題。其實(shí)，直接由供電網(wǎng)絡(luò)供電的起重機(jī)械占大多數(shù)，隨著節(jié)能意識(shí)的不斷提高和國(guó)家相關(guān)法令的激勵(lì)與懲罰，燃油供電的起重機(jī)械僅在少數(shù)場(chǎng)合存在，所以，本文討論的節(jié)能應(yīng)用技術(shù)將有更加寬廣的應(yīng)用場(chǎng)合。
2、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與起重機(jī)勢(shì)能的利用毋庸置疑，起重機(jī)械的用途決定了它在工作期間存在著大量的勢(shì)能和電能的相互轉(zhuǎn)換過(guò)程。直至20世紀(jì)90年代中期，國(guó)內(nèi)起重機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)仍主要是有級(jí)調(diào)速技術(shù)。該技術(shù)采用滑環(huán)式交流電動(dòng)機(jī)，通過(guò)改變串接在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中的外接電阻，以改變電動(dòng)機(jī)的力矩特性，從而達(dá)到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速的目的，這種技術(shù)的性能較差。當(dāng)時(shí)的無(wú)級(jí)調(diào)速技術(shù)主要使用直流電動(dòng)機(jī)，通過(guò)可控硅調(diào)整電動(dòng)機(jī)電樞的電壓實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。后來(lái)又出現(xiàn)了交流滑環(huán)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速技術(shù)，它是一種將電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)壓和改變電動(dòng)機(jī)力矩特性相結(jié)合的方法。不管是直流電動(dòng)機(jī)還是交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置，均可以四象限運(yùn)行，電流可雙向流動(dòng)，即從電源到電動(dòng)機(jī)，從電動(dòng)機(jī)到電源，因而，勢(shì)能和電能的相互轉(zhuǎn)換利用不存在問(wèn)題。但這時(shí)的問(wèn)題主要是功率因數(shù)低，電磁諧波較大。
由于存在大量的無(wú)功電流和諧波電流，在供電裝置側(cè)的額外損耗較為嚴(yán)重。20世紀(jì)90年代后期，交流變頻器技術(shù)的發(fā)展日趨成熟。交流變頻調(diào)速的對(duì)象是鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，其成本低、維護(hù)便利、調(diào)速性能優(yōu)越。同時(shí)，變頻器自身可提供無(wú)功電流，具有很高的功率因數(shù)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊很小，所以大量的起重機(jī)械采用了交流變頻調(diào)速技術(shù)。使用交流變頻調(diào)速技術(shù)限制了勢(shì)能到電能的轉(zhuǎn)換利用。這是由當(dāng)時(shí)變頻技術(shù)自身的特點(diǎn)所決定的：變頻器采用二極管整流，整流源輸出的直流電經(jīng)電容濾波后再經(jīng)過(guò)三相IGBT橋路逆變?yōu)槿囝l率可變的交流電供往電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，由勢(shì)能轉(zhuǎn)換成的電能只能回饋到直流側(cè)的電容，而不能通過(guò)二極管整流電路回饋到電網(wǎng)，因此，剩余的電能只能通過(guò)直流側(cè)的直流斬波器流向外接電阻，轉(zhuǎn)變成熱能而消耗掉，以免電容充電過(guò)多，造成電壓過(guò)高而損壞設(shè)備。進(jìn)入21世紀(jì)以后，國(guó)外的許多電氣公司在直流電再次逆變回饋到電網(wǎng)的技術(shù)方面有了進(jìn)一步發(fā)展，并開(kāi)始在國(guó)內(nèi)應(yīng)用。
但是在我國(guó)進(jìn)行這些技術(shù)推廣的國(guó)外公司都是原來(lái)在中國(guó)進(jìn)行變頻器產(chǎn)品推廣的公司，他們將電能回饋裝置集成在自已公司生產(chǎn)的變頻器整流源內(nèi)部，即：將直流整流和直流回饋電網(wǎng)的2個(gè)功能集成在一起，用同一套IGBT裝置完成電流的雙向流動(dòng)。這種產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良，但其較高的售價(jià)限制了該產(chǎn)品和技術(shù)的推廣應(yīng)用。經(jīng)過(guò)十幾年交流變頻技術(shù)的推廣，國(guó)內(nèi)已有眾多的起重機(jī)采用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，從而使大量的勢(shì)能被轉(zhuǎn)換為熱能而浪費(fèi)掉。如果能將這些勢(shì)能變成電能并回收進(jìn)供電電網(wǎng)，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)是不可估量的。據(jù)保守估算，質(zhì)量為430t的重物每下降11TI，即可向電網(wǎng)回饋電能1kW穐。若以上海港集裝箱碼頭的貨柜處理量估算，1臺(tái)集裝箱場(chǎng)地起重機(jī)1年的勢(shì)能回收發(fā)電量可達(dá)6萬(wàn)kW穐以上；若以1臺(tái)應(yīng)用于火力發(fā)電廠的生產(chǎn)能力為1000Wh的抓斗卸船機(jī)為例，僅考慮空抓斗下降的勢(shì)能，按照每年工作2200h計(jì)算，每年可向電網(wǎng)提供的電能也在6萬(wàn)kW穐以上。顯而易見(jiàn)，起重機(jī)工作過(guò)程中的勢(shì)能是一種對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染的綠色能源，回收由勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能對(duì)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。但如前所述，目前國(guó)外公司提供的IGBT能量回饋?zhàn)冾l系統(tǒng)價(jià)格不菲，在很多工程項(xiàng)目中，最終用戶均會(huì)考慮一次性投資過(guò)大問(wèn)題。因此，大力推廣起重機(jī)節(jié)能技術(shù)，除了技術(shù)本身的障之外，還必須克服過(guò)高的投資成本問(wèn)題.3應(yīng)用于起重機(jī)的較低成本的節(jié)能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)作者從事交流變頻技術(shù)應(yīng)用多年，對(duì)中國(guó)的變頻技術(shù)在起重機(jī)上的應(yīng)用和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)較為了解，對(duì)能量回饋技術(shù)關(guān)注較早，并對(duì)該技術(shù)及其發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行了深入研究。目前，工程中新添置的起重機(jī)械的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要是歐美國(guó)家的產(chǎn)品，如使用ABB公司，SIEMENS公司和ROCKWELLAB公司的產(chǎn)品等。在變頻技術(shù)已經(jīng)廣為國(guó)內(nèi)用戶接受以后，電能回饋技術(shù)也逐漸為用戶所重視。
由于這些技術(shù)都是從國(guó)外引進(jìn)的，一旦電能回饋技術(shù)與變頻器產(chǎn)品綁定，電能回饋部分即變得十分昂貴，也就是說(shuō)，國(guó)外供應(yīng)商賺取的利潤(rùn)不僅是該產(chǎn)品本身應(yīng)有的銷售利潤(rùn)，還包括了中國(guó)用戶在使用該產(chǎn)品以后的若干年內(nèi)由于能源節(jié)約所得的經(jīng)濟(jì)利益。這樣的銷售價(jià)格對(duì)國(guó)內(nèi)用戶十分不利，大大限制了起重機(jī)械節(jié)能技術(shù)的推廣同時(shí)使已投運(yùn)的眾多交流變頻驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)增加電能回饋功能的可能性變得非常小。經(jīng)過(guò)研究之后，作者在工程實(shí)踐中設(shè)計(jì)了一套采用獨(dú)立電能回饋裝置的交流變頻系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)，它可適 用于目前中國(guó)市場(chǎng)上現(xiàn)有的各類變頻器產(chǎn)品，并一次性成功地投運(yùn)在南通天生港電廠3臺(tái)生產(chǎn)能力均為1000t／h的橋式抓斗卸船機(jī)上。經(jīng)過(guò)半年多的實(shí)踐檢驗(yàn)，該技術(shù)性能穩(wěn)定，完全達(dá)到前述幾家國(guó)外供應(yīng)商產(chǎn)品的性能。獨(dú)立的電能回饋裝置帶來(lái)的益處很多，電氣系統(tǒng)的部件更加標(biāo)準(zhǔn)化，體積小、功耗小、電磁諧波少、方案靈活，能夠按實(shí)際需要配置所需的回饋容量，不受制于任何一家變頻器供應(yīng)商的售價(jià)牽制，可為國(guó)內(nèi)用戶提供最大的利益和實(shí)惠。作者及所在單位研制的各種卸船機(jī)電氣系統(tǒng)的主要部件仍是進(jìn)口件，不存在產(chǎn)品批量生產(chǎn)的工藝控制問(wèn)題，因此，系統(tǒng)的可靠性較高。應(yīng)用于橋式抓斗卸船機(jī)上的交流變頻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)采用獨(dú)立電能回饋裝置。在現(xiàn)有的由交流變頻驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械上進(jìn)行改造升級(jí)，追加電能回饋功能，可充分利用從勢(shì)能轉(zhuǎn)化的電能。這種改造升級(jí)耗時(shí)短，現(xiàn)場(chǎng)安裝只需1d。4結(jié)論節(jié)約能源是當(dāng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢(shì)，作者以自己的見(jiàn)解并結(jié)合在實(shí)踐中獲得的經(jīng)驗(yàn)，提出了一種簡(jiǎn)單易行的起重機(jī)節(jié)能應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)實(shí)施簡(jiǎn)單、性價(jià)比高，宜在新舊起重機(jī)械上推廣應(yīng)用。
采用公共供電網(wǎng)絡(luò)供電的起重機(jī)械大多是沿著固定的線路移動(dòng)，電源可通過(guò)滑觸線或電纜卷筒等裝置向起重機(jī)提供。由于起重機(jī)在工作過(guò)程中有大量的勢(shì)能和電能的相互轉(zhuǎn)換過(guò)程，因此，回收利用從勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能，并通過(guò)起重機(jī)的供電裝置向公共供電網(wǎng)絡(luò)回送，可達(dá)到節(jié)能的目的。本文提出的適合于交流變頻驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)主要針對(duì)采用公共供電網(wǎng)絡(luò)的起重機(jī)械，不論是通過(guò)滑觸線還是電纜卷筒供電均適用。它是從交流變頻器的直流母線上將勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能通過(guò)一個(gè)直流一交流變流器回饋到供電網(wǎng)絡(luò)。這種技術(shù)通用性強(qiáng)，適合所有通用型變頻器，并且工程實(shí)施簡(jiǎn)單，成本較低。
1、使用燃油發(fā)電機(jī)供電的起重機(jī)械的節(jié)能技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)燃油轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程效率較低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。對(duì)于由燃油發(fā)電機(jī)供電的起重機(jī)節(jié)能技術(shù)，國(guó)內(nèi)外早有研究，最早為人們所接受的是超級(jí)電容儲(chǔ)能技術(shù)。因燃油轉(zhuǎn)換為電能后不能實(shí)現(xiàn)逆向轉(zhuǎn)換，將電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)下產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存起來(lái)是唯一的解決方法。由于受到超級(jí)電容技術(shù)可靠性、成本以及體積等因素的制約，該技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中具有很大的局限性。后續(xù)的研究又轉(zhuǎn)向了節(jié)約燃油機(jī)在待速時(shí)的油耗量，因?yàn)榇倨陂g的設(shè)備用電量很少，而且待速時(shí)間往往很長(zhǎng)，超過(guò)了實(shí)際工作時(shí)間，因此，降低燃油機(jī)待速的速度可明顯減少油耗。但燃油機(jī)待速速度降低后，發(fā)電機(jī)輸出的電壓和頻率也相應(yīng)降低，因此，需要增加一個(gè)小容量的電源穩(wěn)定裝置，以便起重機(jī)械能夠處于正常的待命狀態(tài)。
該電源穩(wěn)定裝置的技術(shù)是成熟的，但由于是新概念產(chǎn)品，目前還沒(méi)有大規(guī)模生產(chǎn)。僅從節(jié)約燃油的技術(shù)角度出發(fā)來(lái)解決由燃油發(fā)電機(jī)供電的起重機(jī)械的節(jié)能問(wèn)題是不夠的。如果從更大的范圍考慮問(wèn)題會(huì)更有效果，比如限制起重機(jī)的高機(jī)動(dòng)性，通過(guò)合理規(guī)劃和合理配置生產(chǎn)設(shè)備，盡量少地采用燃油發(fā)電機(jī)供電而直接采用供電網(wǎng)絡(luò)供電，則能源的消耗量會(huì)更加明顯地降低。國(guó)內(nèi)有些港口單位已經(jīng)率先進(jìn)行了這樣的嘗試，將集裝箱場(chǎng)地的輪胎吊的供電方式由原來(lái)的柴油發(fā)電機(jī)供電改為滑觸線供電方式，已經(jīng)取得了明顯的節(jié)能效果。在碼頭集裝箱堆場(chǎng)上配置的起重機(jī)采用沿固定軌道移動(dòng)的方式，可直接使用電網(wǎng)供電，從根本上避免燃油轉(zhuǎn)換為電能過(guò)程中存在的低效率問(wèn)題。其實(shí)，直接由供電網(wǎng)絡(luò)供電的起重機(jī)械占大多數(shù)，隨著節(jié)能意識(shí)的不斷提高和國(guó)家相關(guān)法令的激勵(lì)與懲罰，燃油供電的起重機(jī)械僅在少數(shù)場(chǎng)合存在，所以，本文討論的節(jié)能應(yīng)用技術(shù)將有更加寬廣的應(yīng)用場(chǎng)合。
2、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與起重機(jī)勢(shì)能的利用毋庸置疑，起重機(jī)械的用途決定了它在工作期間存在著大量的勢(shì)能和電能的相互轉(zhuǎn)換過(guò)程。直至20世紀(jì)90年代中期，國(guó)內(nèi)起重機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)仍主要是有級(jí)調(diào)速技術(shù)。該技術(shù)采用滑環(huán)式交流電動(dòng)機(jī)，通過(guò)改變串接在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中的外接電阻，以改變電動(dòng)機(jī)的力矩特性，從而達(dá)到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速的目的，這種技術(shù)的性能較差。當(dāng)時(shí)的無(wú)級(jí)調(diào)速技術(shù)主要使用直流電動(dòng)機(jī)，通過(guò)可控硅調(diào)整電動(dòng)機(jī)電樞的電壓實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。后來(lái)又出現(xiàn)了交流滑環(huán)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速技術(shù)，它是一種將電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)壓和改變電動(dòng)機(jī)力矩特性相結(jié)合的方法。不管是直流電動(dòng)機(jī)還是交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置，均可以四象限運(yùn)行，電流可雙向流動(dòng)，即從電源到電動(dòng)機(jī)，從電動(dòng)機(jī)到電源，因而，勢(shì)能和電能的相互轉(zhuǎn)換利用不存在問(wèn)題。但這時(shí)的問(wèn)題主要是功率因數(shù)低，電磁諧波較大。
由于存在大量的無(wú)功電流和諧波電流，在供電裝置側(cè)的額外損耗較為嚴(yán)重。20世紀(jì)90年代后期，交流變頻器技術(shù)的發(fā)展日趨成熟。交流變頻調(diào)速的對(duì)象是鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，其成本低、維護(hù)便利、調(diào)速性能優(yōu)越。同時(shí)，變頻器自身可提供無(wú)功電流，具有很高的功率因數(shù)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊很小，所以大量的起重機(jī)械采用了交流變頻調(diào)速技術(shù)。使用交流變頻調(diào)速技術(shù)限制了勢(shì)能到電能的轉(zhuǎn)換利用。這是由當(dāng)時(shí)變頻技術(shù)自身的特點(diǎn)所決定的：變頻器采用二極管整流，整流源輸出的直流電經(jīng)電容濾波后再經(jīng)過(guò)三相IGBT橋路逆變?yōu)槿囝l率可變的交流電供往電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，由勢(shì)能轉(zhuǎn)換成的電能只能回饋到直流側(cè)的電容，而不能通過(guò)二極管整流電路回饋到電網(wǎng)，因此，剩余的電能只能通過(guò)直流側(cè)的直流斬波器流向外接電阻，轉(zhuǎn)變成熱能而消耗掉，以免電容充電過(guò)多，造成電壓過(guò)高而損壞設(shè)備。進(jìn)入21世紀(jì)以后，國(guó)外的許多電氣公司在直流電再次逆變回饋到電網(wǎng)的技術(shù)方面有了進(jìn)一步發(fā)展，并開(kāi)始在國(guó)內(nèi)應(yīng)用。
但是在我國(guó)進(jìn)行這些技術(shù)推廣的國(guó)外公司都是原來(lái)在中國(guó)進(jìn)行變頻器產(chǎn)品推廣的公司，他們將電能回饋裝置集成在自已公司生產(chǎn)的變頻器整流源內(nèi)部，即：將直流整流和直流回饋電網(wǎng)的2個(gè)功能集成在一起，用同一套IGBT裝置完成電流的雙向流動(dòng)。這種產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良，但其較高的售價(jià)限制了該產(chǎn)品和技術(shù)的推廣應(yīng)用。經(jīng)過(guò)十幾年交流變頻技術(shù)的推廣，國(guó)內(nèi)已有眾多的起重機(jī)采用變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，從而使大量的勢(shì)能被轉(zhuǎn)換為熱能而浪費(fèi)掉。如果能將這些勢(shì)能變成電能并回收進(jìn)供電電網(wǎng)，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)是不可估量的。據(jù)保守估算，質(zhì)量為430t的重物每下降11TI，即可向電網(wǎng)回饋電能1kW穐。若以上海港集裝箱碼頭的貨柜處理量估算，1臺(tái)集裝箱場(chǎng)地起重機(jī)1年的勢(shì)能回收發(fā)電量可達(dá)6萬(wàn)kW穐以上；若以1臺(tái)應(yīng)用于火力發(fā)電廠的生產(chǎn)能力為1000Wh的抓斗卸船機(jī)為例，僅考慮空抓斗下降的勢(shì)能，按照每年工作2200h計(jì)算，每年可向電網(wǎng)提供的電能也在6萬(wàn)kW穐以上。顯而易見(jiàn)，起重機(jī)工作過(guò)程中的勢(shì)能是一種對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染的綠色能源，回收由勢(shì)能轉(zhuǎn)換的電能對(duì)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。但如前所述，目前國(guó)外公司提供的IGBT能量回饋?zhàn)冾l系統(tǒng)價(jià)格不菲，在很多工程項(xiàng)目中，最終用戶均會(huì)考慮一次性投資過(guò)大問(wèn)題。因此，大力推廣起重機(jī)節(jié)能技術(shù)，除了技術(shù)本身的障之外，還必須克服過(guò)高的投資成本問(wèn)題.3應(yīng)用于起重機(jī)的較低成本的節(jié)能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)作者從事交流變頻技術(shù)應(yīng)用多年，對(duì)中國(guó)的變頻技術(shù)在起重機(jī)上的應(yīng)用和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)較為了解，對(duì)能量回饋技術(shù)關(guān)注較早，并對(duì)該技術(shù)及其發(fā)展動(dòng)向進(jìn)行了深入研究。目前，工程中新添置的起重機(jī)械的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要是歐美國(guó)家的產(chǎn)品，如使用ABB公司，SIEMENS公司和ROCKWELLAB公司的產(chǎn)品等。在變頻技術(shù)已經(jīng)廣為國(guó)內(nèi)用戶接受以后，電能回饋技術(shù)也逐漸為用戶所重視。
由于這些技術(shù)都是從國(guó)外引進(jìn)的，一旦電能回饋技術(shù)與變頻器產(chǎn)品綁定，電能回饋部分即變得十分昂貴，也就是說(shuō)，國(guó)外供應(yīng)商賺取的利潤(rùn)不僅是該產(chǎn)品本身應(yīng)有的銷售利潤(rùn)，還包括了中國(guó)用戶在使用該產(chǎn)品以后的若干年內(nèi)由于能源節(jié)約所得的經(jīng)濟(jì)利益。這樣的銷售價(jià)格對(duì)國(guó)內(nèi)用戶十分不利，大大限制了起重機(jī)械節(jié)能技術(shù)的推廣同時(shí)使已投運(yùn)的眾多交流變頻驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)增加電能回饋功能的可能性變得非常小。經(jīng)過(guò)研究之后，作者在工程實(shí)踐中設(shè)計(jì)了一套采用獨(dú)立電能回饋裝置的交流變頻系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)，它可適 用于目前中國(guó)市場(chǎng)上現(xiàn)有的各類變頻器產(chǎn)品，并一次性成功地投運(yùn)在南通天生港電廠3臺(tái)生產(chǎn)能力均為1000t／h的橋式抓斗卸船機(jī)上。經(jīng)過(guò)半年多的實(shí)踐檢驗(yàn)，該技術(shù)性能穩(wěn)定，完全達(dá)到前述幾家國(guó)外供應(yīng)商產(chǎn)品的性能。獨(dú)立的電能回饋裝置帶來(lái)的益處很多，電氣系統(tǒng)的部件更加標(biāo)準(zhǔn)化，體積小、功耗小、電磁諧波少、方案靈活，能夠按實(shí)際需要配置所需的回饋容量，不受制于任何一家變頻器供應(yīng)商的售價(jià)牽制，可為國(guó)內(nèi)用戶提供最大的利益和實(shí)惠。作者及所在單位研制的各種卸船機(jī)電氣系統(tǒng)的主要部件仍是進(jìn)口件，不存在產(chǎn)品批量生產(chǎn)的工藝控制問(wèn)題，因此，系統(tǒng)的可靠性較高。應(yīng)用于橋式抓斗卸船機(jī)上的交流變頻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)采用獨(dú)立電能回饋裝置。在現(xiàn)有的由交流變頻驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械上進(jìn)行改造升級(jí)，追加電能回饋功能，可充分利用從勢(shì)能轉(zhuǎn)化的電能。這種改造升級(jí)耗時(shí)短，現(xiàn)場(chǎng)安裝只需1d。4結(jié)論節(jié)約能源是當(dāng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢(shì)，作者以自己的見(jiàn)解并結(jié)合在實(shí)踐中獲得的經(jīng)驗(yàn)，提出了一種簡(jiǎn)單易行的起重機(jī)節(jié)能應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)實(shí)施簡(jiǎn)單、性價(jià)比高，宜在新舊起重機(jī)械上推廣應(yīng)用。
相關(guān)標(biāo)簽:起重機(jī)滑觸線
