[发明专利]带式输送机能效在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带式输送机能效在线监测方法及在线监测系统。

背景技术

带式输送机是当代散料输送与装卸最高效的设备，广泛应用于煤炭、矿石、水泥和粮食等散货码头。

据统计，我国现有带式输送机500万台以上，其中用于散货码头已超过3万台。目前带式输送机的性能要求往往局限于距离、速度、运量、功率等方面，选配电动机时优先考虑设备最大负载、过载能力和可靠性，方案比较保守，所选设备存在较大裕量。因此，带式输送机效率的提高，对散货码头节能减排意义十分重大。

随着带式输送机系统向长距离、高带速、大运量发展，其节电潜力巨大。为此，交通部《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》([2011]474号文件)提出要重点研发和推广带式输送机节能运行控制技术。“变频调速带式输送机系统能效测试及节能量计算方法”国家标准的出台，规定了变频调速带式输送机系统能效测试现场条件、项目及仪表要求、测试方法、系统运行效率的计算方法、调速节能及节能量计算的原则、节能量计算的方法，为我国带式输送机节能运行控制技术应用与推广提供了依据，也标志着我国带式输送机系统能耗统计及能效在线监测工作的开始。2014年5月26日带式输送机能耗在线监测系统建设将正式列入2014-2015年节能减排低碳发展行动方案，并已开始着手实施。

带式输送机机械结构复杂，在散料装卸生产运行过程中，其能效易受物料瞬时流量、带速、工况等多参数影响。如当输送带运量发生变化时(物料不均、断续等)，恒转速运行方式使系统了出现“大马拉小车”现象；带式输送机驱动电机启动过程中会产生电压波动；传动滚筒和输送带间产生相对滑移；滚筒直径差异、滚筒和输送带间摩擦系数、围包角变化、电源电压的波动等引起的多个电动机转速的不同步；此外，托辊、输送带等惯性设备平稳运行所需功率、机械传动效率、电压降对电动机功率影响及多级驱动功率不平衡对电动机效率的影响等都会造成带式输送机在实际应用中能耗及能效难以准确统计。这些影响参数，普遍会造成电机损耗及输送带张力和拉紧力增加，从而降低带式输送机系统效率，增大系统能耗。因此，各种影响参数与带式输送机能效值变化间（降低、升高）存在因果关系，挖掘各种影响参数与能效变化间变化规律，建立带式输送机真实功耗数学模型，可作为能耗监测的依据。对于企业能效管理，及时淘汰和更换高耗能设备，有针对性实现带式输送机最优调速控制具有重要意义。

变频调速带式输送机运行效率定义为带式输送机末端输出的有效功率与电源开关输出端的有效功率的百分比。现在使用于质检部门等其他机构的带式输送机能效检测系统，采用JT/T 326-2009《港口带式输送机能源利用效率检测方法》及JB/T 11704-2013《变频调速带式输送机系统能效测试及节能量计算方法》国标中有关带式输送机的试验方法构建测试系统，需对同一工况下电压、电流、功率因素、转速、功率及电能等被测参数同时测量1小时以上。且现有检测需要对带式输送机在变频调速下同一工况点间隔重复测量三次（每次测量间隔10min~15min）后，以测量平均值作为系统运行效率，因此造成现有设备不适合于带式输送机应用企业进行能效在线监测，现有的能效检测手段更不适于为带式输送机变频调速实施最优控制决策。

随着节能减排基本国策的推进，带式输送机各种工况参数变化引起的效率降低及能耗增加需引起各带式输送机应用企业的重视。随着带式输送机变频调速控制技术应用，更需要为每一台带式输送机配备监测精度高、数据采集量大、可视性强的能效在线监测装置，实现对带式输送机能效长期实时监测、根据输送带上物料瞬时流量变化及时准确实施带速最优控制决策，对于企业能效管理、及时更新和改造高耗能设备、推广带式输送机节能控制运行技术具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利于企业能效管理、及时更新和改造高耗能设备、推广带式输送机节能控制运行技术的带式输送机能效在线监测方法与监测系统。

本发明的技术解决方案是：

一种带式输送机能效在线监测方法，其特征是：包括下列步骤：

（1）首先进行离线训练样本采集：

1）离线训练样本采集系统构建

构建能耗测试系统，采用包括高精度功率仪、动态扭矩传感器、转速传感器、物料流状态激光采集装置的传感检测模块，检测带式输送机系统输入功率、输出机械功率、电机转速、物料瞬时流量，最终得带式输送机系统效率，从而得知带式输送机能耗大小和能效比；