科技成果-節(jié)能高效挖掘機(jī)勢(shì)能回收技術(shù)

科技成果一一節(jié)能高效挖掘機(jī)勢(shì)能回收技術(shù)適用范圍機(jī)械行業(yè)挖掘機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)械設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀挖掘機(jī)是采掘、建筑等行業(yè)的重要用能設(shè)備，也是重要的一類(lèi)重型裝備，在我國(guó)工程建設(shè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)挖掘機(jī)10年保有量約150萬(wàn)臺(tái)，以單臺(tái)油耗14L/h-17L/h（1m3斗容）計(jì)算，每年耗油量就到達(dá)上千萬(wàn)噸。傳統(tǒng)普通挖掘機(jī)設(shè)計(jì)臂重占機(jī)身總重的25%，在挖掘時(shí)不僅需將物料或土方進(jìn)行抬舉，也同時(shí)需對(duì)大臂進(jìn)行上下擺動(dòng)，致使挖掘機(jī)能量利用率不足20%。該技術(shù)可將挖掘機(jī)大臂下降時(shí)產(chǎn)生的勢(shì)能回收，在挖掘機(jī)大臂升時(shí)將勢(shì)能釋放，可大幅降低挖掘機(jī)的無(wú)用功，進(jìn)而減少發(fā)動(dòng)機(jī)耗油，并提高整機(jī)的工作效率。目前，該技術(shù)已在黑龍江省、山東省等地近400臺(tái)挖掘機(jī)上得到應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。成果簡(jiǎn)介1、技術(shù)原理采用惰性氣體儲(chǔ)能系統(tǒng)，將工作裝置（大臂）的勢(shì)能回收/釋放以降低挖掘機(jī)的無(wú)用功。工作裝置（大臂）下降時(shí)，產(chǎn)生的勢(shì)能推動(dòng)蓄能油缸，將蓄能油缸大腔里面的液壓油通過(guò)管道強(qiáng)行推到蓄能器內(nèi)，儲(chǔ)能器內(nèi)惰性氣體被壓縮并儲(chǔ)存勢(shì)能；工作裝置上升時(shí)，控制油缸和儲(chǔ)能油缸同時(shí)出力推動(dòng)工作裝置實(shí)現(xiàn)挖掘操作。該儲(chǔ)能裝置與動(dòng)力油缸均為獨(dú)運(yùn)行，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)上可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，在操作上可提高挖掘機(jī)挖掘速度，并可大幅降低挖掘機(jī)挖掘油耗，在實(shí)際應(yīng)用案例中節(jié)油率最高可達(dá)50%。2、 關(guān)鍵技術(shù)（1） 儲(chǔ)能系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)技術(shù)：儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包括蓄能罐、蓄能油缸及控制閥。（2） 液壓閥及主泵配比優(yōu)化技術(shù)：通過(guò)該優(yōu)化技術(shù)可提高挖掘機(jī)工作裝置工作速度和提高挖掘出力，進(jìn)而提高挖掘機(jī)整體的工作效率。（3） 核心儲(chǔ)能罐的設(shè)計(jì)技術(shù)：該蓄能罐內(nèi)的氣體為無(wú)毒無(wú)害的惰性氣體，受環(huán)境溫度的影響的變化小；罐體設(shè)計(jì)允許最大額定壓力為65MPa，工作壓力為25MPa。3、 工藝流程圖1挖掘機(jī)勢(shì)能回收主要裝置挖掘機(jī)工作裝置（3）下降時(shí)，通過(guò)蓄能油缸（1）將壓入有壓氣體蓄能罐（2），蓄能罐內(nèi)氣體受蓄能油缸回油壓縮并進(jìn)行儲(chǔ)能。在挖掘機(jī)工作裝置需要上升時(shí)，在液壓閥組（4）的指揮下蓄能罐壓縮氣體釋放能量，與輔助控制油缸（5）一同完成指定動(dòng)作。主要技術(shù)指標(biāo)1、 單位挖掘量油耗降低：30%-50%；2、 與裝機(jī)功率的相同挖掘機(jī)相比出力提高：50%-100%。技術(shù)水平該技術(shù)已獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，并已獲得歐盟各國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)、日本等多國(guó)的PCT專(zhuān)利；于2014年7月通過(guò)山東省工程機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心檢驗(yàn)，2014年7月通過(guò)山東省機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)高效節(jié)能環(huán)保挖掘機(jī)的新產(chǎn)品鑒定，2016年11月通過(guò)機(jī)械工業(yè)工程機(jī)械及液壓件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心（天津）檢驗(yàn)。目前勢(shì)能回收技術(shù)挖掘機(jī)已實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，年產(chǎn)能達(dá)2000臺(tái)，并已在江蘇礦業(yè)集團(tuán)沂南分公司、浙江金鑫礦業(yè)、山西鑫源煤礦、內(nèi)蒙集新溝礦業(yè)、新疆鑫銘原有限公司等工地使用300多臺(tái)，節(jié)能效果顯著。典型案例典型用戶(hù)：江蘇礦業(yè)集團(tuán)沂南分公司、浙江金鑫礦業(yè)、山西鑫源煤礦、內(nèi)蒙集新溝礦業(yè)、新疆鑫銘原有限公司等典型案例1項(xiàng)目名稱(chēng)：江蘇礦業(yè)集團(tuán)沂南分公司挖掘機(jī)采購(gòu)項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)5000萬(wàn)t的水泥石料場(chǎng)。建設(shè)條件：原礦山取料裝運(yùn)挖掘機(jī)超過(guò)使用年限需要更換。主要技改內(nèi)容：以蓄能節(jié)能高效挖掘機(jī)取代傳統(tǒng)同等功率挖掘機(jī)。主要設(shè)備：3臺(tái)挖掘機(jī)。節(jié)能技改投資額1000萬(wàn)元，建設(shè)期3個(gè)月。年節(jié)油折合標(biāo)準(zhǔn)煤約195t，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為270萬(wàn)元（含油費(fèi)和臺(tái)班費(fèi)），投資回收期約4年。典型案例2項(xiàng)目名稱(chēng)：新疆鑫銘原有限公司挖掘機(jī)采購(gòu)項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)3000萬(wàn)噸的煤礦。建設(shè)條件：煤原礦山取料裝運(yùn)挖掘機(jī)超過(guò)使用年限需要更換。主要技改內(nèi)容：以蓄能節(jié)能高效挖掘機(jī)取代傳統(tǒng)同等功率挖掘機(jī)。主要設(shè)備：5臺(tái)挖掘機(jī)。節(jié)能技改投資額1600萬(wàn)元，建設(shè)期3個(gè)月。利用勢(shì)能回饋技術(shù)的挖掘機(jī)，每年可節(jié)能325tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為450萬(wàn)元，投資回收期約4年。市場(chǎng)前景據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年新增挖掘機(jī)約7萬(wàn)臺(tái)，以應(yīng)用該技術(shù)的挖掘機(jī)占新