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    自动扶梯/电梯智能化节能技术改造方案

    一、普通自动扶梯存在三大缺陷

      自动扶梯是公共场所运送乘客的最典型设备之一,在商场、宾馆、机场、车站等场所被广泛地使用。一般普通自动扶梯存在三大缺陷:

      1、浪费电能惊人

      对于周期性明显的机场、车站等场所,在飞机或列车到来时客流集中,其余时间乘客较少;对于商场、购物中心等场所,一般在早上开门后、中午吃饭、晚上打烊前等时间段相对客流量较少;对于宾馆、建材家具市场等场所,全天的客流量都不及商场、购物中心等场所。迄今为止,绝大多数自动扶梯都是采用直接电源供电,并且不进行调速,使得自动扶梯在无人乘坐的时候仍然全速运行,造成大量电能浪费。

      假设一部自动扶梯每天运行10小时,空驶率50%(电动机功率为7.5kW),每年浪费的电能为:
      7.5度/小时×5小时/天×365天=13687.5度
      按每度电1.00元的价格计算,一部自动扶梯每年损失费用13,687.50元

      2、机械磨损严重、使用寿命缩短

      由于自动扶梯采用直接起动的方式,通常每天运行八小时以上,不论有无乘客乘坐,自动扶梯始终保持高速运转,其机械磨损比较大。自动扶梯的寿命一般在十年左右,超过年限后主要部件的磨损相当严重,需要更换大量主要部件或干脆更新整梯才能继续服务。

      3、故障率较高、致使使用成本高

    由于自动扶梯长时间保持全速运转,其扶手带、梳齿板、梯级等部件磨损很快,除更换部件需要大量的费用外,磨损间隙加大也经常导致自动扶梯出现故障而停止运行或造成故障隐患和发生事故,对于用户、乘客及自动扶梯保养单位都是一件十分烦恼的事。

    二、自动扶梯智能化节能原理

      综上所述,普通自动扶梯存在的缺陷是非常明显的,这也是今年以来国家有关政府部门发布自动扶梯节能改造政策、甚至给予改造补贴、提倡节能降耗,提高设备运行效率的重要依据。要解决普通自动扶梯的缺陷,只有通过对现有普通自动扶梯进行智能化节能改造,才能迅速提升自动扶梯档次,大幅减少耗电量、延长设备使用寿命,达到理想的效果。具体实施方案如下:

      1、在自动扶梯上、下端站入口的适当位置分别安装红外线传感器,采集2米距离范围内是否有人乘梯的信号。当二台自动扶梯交换运行方式时,出口处红外线传感器信号自动断开,入口处检测信号始终有效。

      2、节能运行时间控制是:当乘客走近入口传感器的检测范围时,预计(设定)乘客走到扶梯前约需1~2秒钟,在这段时间内变频器从15Hz节电慢行状态加速到50Hz正常运行速度。为保证安全,在乘客踏上扶梯前完成加速。乘客站在扶梯上的运行时间约是20~30秒钟(由扶梯长度决定)。当乘客离开后自动延时(设定)2~3秒钟,当入口传感器检测无人再乘坐时,变频器减速到15Hz运行。在自动扶梯载人运行过程中,如果连续有人乘坐,则变频器会自动刷新计时20~30秒钟,维持正常运行速度,直至最后的乘客离开,才延时后降速运行。

      3、自动扶梯在向下运行时,电动机进入再生发电状态,载客量越多产生的再生能量也越大,此时可以将两台自动扶梯(与上行扶梯)的变频器连接成直流母线式,充分利用下行自动扶梯产生的再生能量供给上行扶梯使用,没有能量浪费??悸堑皆诩偈榭鱿乱灿邢滦蟹鎏莸ザ涝诵械目赡?,这时可采取能耗方式释放再生能量,在变频器规定的端口串接一定功率和阻值的刹车电阻即可。

      4、当因某种原因紧急停车时,变频器增加电磁抱闸,以确保安全。

      5、自动扶梯检修时,运行频率可设定在25Hz,以便于检修和观察扶梯机构的运动情况,避免了原系统额定速度停止不及时的不足。

      6、本改造方案完全保留扶梯原有运行模式。设计有切换开关,当变频器检修或故障时,变频控制电路完全撤出控制系统,不影响正常使用。保证在任何运行模式下运行都符合国家GB-16899关于扶梯电梯安全标准的要求。

    三、自动扶梯智能化节能改造经济效益分析

      1、对普通自动扶梯进行智能化节能改造后,一般可以节约多少电费?

    对普通自动扶梯进行智能化节能改造后,一般可以节约多少电费是用户比较关心的问题。要回答这个问题,关键问题是由用户现有普通自动扶梯的使用情况决定的,一般1~2年可完全收回改造成本。现举例说明:

     ?。?)当普通自动扶梯使用率较低(乘客较少),则进行改造后节电效果非常明显,最多可减少电能消耗高达70%以上。

     ?。?)当普通自动扶梯使用率较高(乘客较多)则进行改造后节电效果就要差一些,一般不低于20%。

     ?。?)改造后自动扶梯节能计算方式如下:

      对于商场、购物中心等场所,在每天约10小时的运行中,约有2小时无人乘坐,以一部7.5kW的自动扶梯为例,每年节约的电能为:7.5度/小时×2小时/天×365天=5475度,以每度电1.00元的价格计算,每年节约的费用约为5,475.00元人民币,节电率约为20%。

      对于宾馆、建材家具市场等场所,全天的客流量都不及商场、购物中心等场所,在每天约10小时的运行中,约有5小时无人乘坐,以一部7.5kW的自动扶梯为例,每年节约的电能为:7.5度/小时×5小时/天×365天=13687.5度,以每度电1.00元的价格计算,每年节约的费用约为13,687.50元人民币,节电率约为50%。

      2、对普通自动扶梯进行智能化节能改造后,自动扶梯的使用寿命会有多少提高?

      对普通自动扶梯进行智能化节能改造后,在没有乘客时自动扶梯的运行速度仅为正常运行速度的30%,从理论上讲,机械磨损可减少80%,取平均值大约为50%,也就是说,自动扶梯的寿命可以延长一倍。如果普通自动扶梯原来寿命为10年,经过改造后寿命可达20年左右。

      3、对普通自动扶梯进行智能化节能改造后,可使其故障率大幅度下降,使用费用也明显下降。

      对普通扶梯进行智能化节能改造后,在没有乘客时自动扶梯的运行速度仅为正常运行速度的30%,扶梯的机械磨损大幅度减少,部件更换周期明显延长,不仅可以节约大量购买易损件的费用,而且可以减少维修扶梯而影响扶梯正常使用时间。

    四、普通电梯智能化节能改造

      目前我国在用电梯的电气驱动系统一般采用交流调频调压调速方式,其调速性能远远高于原来的交流调速方式。但是,这种调速方式也存在一个缺陷,当电梯空载上行或满载下行时,电动机由电动状态转为发电状态,电动机发出的交流电通过变频器的逆变电路转换成直流电叠加在变频器的中间直流电路上,造成直流母线电压过高。各生产厂家通常的解决方法是在在变频器的中间直流电路上安装制动单元和放电电阻。这样,这部分电能通过放电电阻转换为热能散发到电梯机房里,造成温度过高后再通过安装空调的方式来给机房降温,造成电能双重双向浪费。

      随着技术的不断发展,通过给电梯加装能量回馈制动单元,可以将这部分电能充分加以再利用,既节约了能源,也降低费用。其原理是:当电梯空载上行或满载下行时,把电动机处于发电状态时叠加在变频器的中间直流电路上的电能,通过能量回馈制动单元逆变成与供电电网相同的正弦50Hz交流电,反馈给电网,以达到节能的目的。

      实践证明,通过给电梯加装能量回馈制动单元的方式对电梯进行节能改造,可节能25%左右,一般1~2年可完全收回改造成本,在目前电价可能持续上涨的情况下,能够对本单位的电梯进行节能改造,实为明智之举?;队碌缥夜敬寡晗阜桨讣氨?,也欢迎到节能改造现场考察指导。

     

     
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