大傾角帶式輸送機的能耗計算需綜合考慮物料提升、運行阻力和附加損耗等因素,具體步驟如下:
1. 驅動功率計算
驅動功率是能耗的,計算公式為:
\[
P = \frac{(Q \cdot H \cdot g + f \cdot L \cdot Q \cdot g + P_{\text{附加}})}{367 \cdot \eta}
\]
其中:
- \(Q\):輸送量(t/h);
- \(H\):垂直提升高度(m),大傾角下提升高度占比高,顯著增加能耗;
- \(f\):運行阻力系數(通常0.02~0.03),大傾角可能因物料下滑阻力減小或特殊膠帶(如花紋帶)增大摩擦;
- \(L\):輸送機水平投影長度(m);
- \(P_{\text{附加}}\):附加功率(清掃器、導料槽等局部阻力);
- \(\eta\):傳動效率(0.8~0.9),需考慮減速器與電機效率。
2. 能耗影響因素
- 提升能耗:占比,與\(Q \cdot H\)成正比,大傾角下垂直段主導。
- 摩擦損耗:水平段阻力較小,但傾角增大可能減少物料與膠帶間的摩擦。
- 特殊結構:擋邊或隔板會增加膠帶與托輥的摩擦阻力,需調整\(f\)值。
- 空載功率:設備自重產生的運行阻力,約占10%~20%。
3. 能耗優化方向
- 減小傾角:在工藝允許范圍內降低傾角以減少提升高度。
- 驅動:采用變頻調速或永磁電機,降低空載和輕載時的能耗。
- 低阻設計:選用低摩擦托輥、優化膠帶張力,減少運行阻力。
4. 示例計算
假設某輸送機:\(Q=500\, \text{t/h}\),\(H=50\, \text{m}\),\(L=100\, \text{m}\),\(f=0.025\),\(\eta=0.85\),則:
\[
P = \frac{500 \times 50 \times 9.8 + 0.025 \times 100 \times 500 \times 9.8}{367 \times 0.85} \approx 110\, \text{kW}
\]
年能耗(按8000小時計)約為\(880,000\, \text{kWh}\)。
5. 注意事項
- 物料濕度、粒度可能影響摩擦系數;
- 頻繁啟停會增加額外能耗;
- 需結合實測數據修正理論值。
綜上,大傾角輸送機能耗以提升功為主,需通過結構優化和設備降低運行成本。