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节能高效挖掘机势能回收技术
哈尔滨双来蓄能工程机械有限公司
作者: 发表时间:2017年03月16日

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  传统液压挖掘机工作装置的重量是挖掘机本身重量的1/4,也就是说,挖掘机每做一个举升动作,因举升工作装置自身重量消耗掉70%以上的能量,而举升物料只使用了30%的能量。

  采用节能高效挖掘机势能回收技术,挖掘机工作装置下降时产生的势能能量,通过蓄能器系统将其回收储存,在挖掘机的工作装置需要上升时,将蓄能器能量释放并转换为蓄能动力将大臂举升起来。也就是利用势能回收技术以后,主动力发动机只举升工作作业实际物料重量。

  传统挖掘机一立方米斗容每小时工作耗油14-17L/h。使用该技术挖掘机一立方米斗容每小时工作耗油7-8.5L/h,实现了与传统同斗容挖掘机相比节油50%。

  2015年国内挖掘机市场保有量200万台。20吨以上的挖掘机机型占60%以上市场份额,约有120万台,按传统20吨挖掘机每小时最小耗油16L,如采用节能高效挖掘机势能回收技术的挖掘机占有率达到10%,每年可节约柴油约1981万吨。

  技术原理

  采用节能高效挖掘机势能回收技术的挖掘机是在挖掘机工作装置下降时,将工作装置下降时产生的势能推动蓄能油缸,将蓄能油缸大腔里的液压油通过管道强行推到蓄能器里面储存。液压油进入蓄能器里面,将气体压缩,将工作装置在下降时产生的势能储存到蓄能器里面。待工作装置需要上升时,控制油缸推动工作装置打破工作装置与蓄能器里面的压力平衡,蓄能器推动液压油缸,举起挖掘机工作装置。

  关键技术

  在传统挖掘机上增加了蓄能罐及蓄能油缸,实现了蓄能油缸和主控制油缸的单独控制;其中蓄能罐主要用来储存和释放工作装置因下降产生的势能。

  采用该技术的挖掘机,将传统挖掘机液压阀进行改造提升,增加了流量,改变原有的液压系统,与传统挖掘机相比工作速度大大加快,提高了工作效率。

  采用该技术的挖掘机所使用的蓄能罐内的气体为惰性气体无毒无害,受环境和温度的影响的变化不大;罐体实际设计允许最大额定压力为65MPa,而采用该技术的挖掘机的工作压力仅为25MPa,蓄能罐的安全可靠性远远大于实际使用的压力,安全可靠。通过两年多的客户使用反馈,蓄能罐及蓄能系统未发生任何质量及故障问题。

  主要技术指标

  挖掘机挖掘一吨物料消耗的燃油量,采用本技术的挖掘机油耗为0.02kg/t,传统挖掘机油耗约为0.04kg/t;与传统同斗容量挖掘机相比节油50%;与同等功率挖掘机相比效率提高100%;产品独有的势能回收再利用系统,使发动机在熄火情况下,依然能快速完成动臂举升动作。

  技术鉴定、获奖情况

  该技术发明在2016年01月27日,获得中国颁发的发明专利证书,专利号:(ZL201110443829.5);在2015年7月8日,获得俄罗斯颁发的发明专利证书;在2016年4月19日,获得韩国颁发的发明专利证书;在2015年11月6日,获得日本颁发的发明专利证书。

  2013年8月,应用节能高效挖掘机势能回收技术的节能型挖掘机首次试验成功。2014年7月16日产品通过山东省工程机械产品质量检测中心检验。2014年8月批量投产,现已开发两大品种,市场销售150余台。

  2014年7月19日,挖掘机势能回收技术的产品通过了山东省机械工业协会高效节能环保挖掘机的新产品鉴定。2015年3月12日,获得中国质量认证中心的节能技术认证书。

  推广前景及节能减排潜力

  2015年国内液压挖掘机市场保有量约为200万台,20吨以上的挖掘机占60%以上市场份额,约为120万台,如按120台有10%即12万台换成蓄能节能高效挖掘机,预计到2020年,一年就能为国家节省1981万吨柴油,每年减少对大气二氧化碳排放量606.32万吨,节能164.5万吨。这对石油进口和能源消耗和环境污染严重的大国来讲,具有非常重要的战略意义。(每年工作300天,一天工作8小时),那么来计算节省柴油1981.44万吨。

  应用现状和案例

  节能高效挖掘机势能回收技术是一项领先国际的创新技术,技术运用在挖掘机、装载机等工程机械设备上已经成熟完善,适用于各种用油缸控制举升起降的机械,技术在国际尚属领先水平。

  案例1:江苏矿业集团沂南分公司

  建设规模:年产5000千万吨的水泥石料场。建设条件:矿山取料装运效率高、节能、低成本;斗

  容3立方米以上液压挖掘机。主要技改内容:以蓄能节能高效挖掘机取代传统同等功率挖掘机。主要设

  备:3台挖掘机。节能技改投资额1000万元,建设期3个月。

  利用势能回馈技术的挖掘机,以型号ZS632节能高效(配198kw发动机斗容为3,2立方米与同

  等斗容行业挖掘机对比为例),每年可节能41.3tce,年节能经济效益为270万元,投资回收期约2.5年。

  案例2:新疆鑫铭原有限公司

  建设规模:年产3000千万吨的煤矿。建设条件:煤矿取料装运效率高、节能、低成本;斗容3立

  方米以上挖掘机。主要技改内容:以蓄能节能高效挖掘机取代传统同等功率挖掘机。主要设备:5台挖掘机。

  节能技改投资额1600万元,建设期3个月。

  利用势能回馈技术的挖掘机,以型号ZS632节能高效(配198kw发动机斗容为3,2立方米与同

  等斗容行业挖掘机对比为例),每年可节能68.8tce,年节能经济效益为450万元,投资回收期约2.5年。

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