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十三五规划期间电梯行业科技总体发展重点探讨

来源: 电梯招聘网 发布时间:2019-09-03 11:40:01浏览次数:154次

  电梯进入中国市场已有100多年的历史,国民经济的持续增长、房地产行业的快速发展、城镇化水平的不断提高,促进了我国电梯产业的蓬勃发展。目前,我国已成为全球最大的电梯制造国、销售国以及使用国,也由早期对进口电梯进行销售、安装、维修保养,发展到如今能够独立研制和生产,我国电梯产业获得了前所未有的发展。电梯作为数量最多的特种设备,研究电梯行业科技发展方向,充分发挥科技进步在全面提升电梯质量及电梯安全方面的作用,对促进经济社会发展具有十分重要的意义。

  1 、我国电梯行业发展现状

  电梯已成为现代楼宇中不可或缺的交通运输工具。近40年来,伴随着中国改革开放政策的实施,以及房地产市场的快速发展,中国电梯行业高速发展,行业规模不断扩大,技术水平、制造能力、维保能力、企业经营能力显著提高。中国已经连续多年保持着世界最大的电梯制造国( 年生产台数)、最大的电梯市场( 年新装台数)、最大的电梯出口国( 年出口台数)、最大的电梯使用国( 总保有台数)的地位。截至2017年底,我国电梯总量达562.7万台, 占世界总保有量的30%,电梯行业年产值达3000多亿。

  中国电梯市场如此之大,使世界各大电梯企业也纷纷将自己拥有的最新技术投向中国市场,我国电梯产品格局发生了明显变化:永磁同步电梯已全面普及,世界上最新技术、最高速度、最新形式的电梯基本也在中国最早面世和使用。我国电梯市场基本是世界电梯市场的代表和缩影,反映了世界最新电梯技术的发展状况。

  随着我国“一带一路”倡议的提出,中国电梯出口量也相当可观,“中国制造”正走向世界。但是,随着中国经济“告别高速增长、转向高质量发展”,中国电梯行业发展也进入瓶颈期。中国电梯行业产能过剩,价格战愈演愈烈,进而带来了产品质量、安装质量、维保质量下降等一系列隐患,影响了电梯行业的健康发展。阻碍电梯行业进一步发展的瓶颈问题凸显出来,例如:原创性技术创新不足,尤其革命性技术创新缺失;恶性竞争导致产品和服务质量下降,影响电梯安全;如何让民族品牌做大做强。

  2、 电梯技术未来发展趋势

  电梯行业随着城市化进程的推进地位越来越重要,电梯使用频率也越来越高,安全、快速、舒适、智能等无疑是未来电梯技术发展的趋势。

  2.1 安全性能将不断提高

  电梯是数量最多的特种设备,电梯安全是国家安全生产和公共安全的重要组成部分。为预防及减少电梯事故的发生,无论是从国家法规和标准层面,还是从技术和管理角度都对电梯安全提供了有力保障。GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单、TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则》第2号修改单的制定,从国家标准和行业标准层面提高了对电梯安全性的要求,加强了对电梯使用的准入关。新技术的应用也使电梯运行更加安全可靠,电梯的安全性能将不断提高。

  2.2 超高速电梯

  电梯速度之最的竞争非常激烈,电梯运行速度屡创新纪录。电梯速度对电梯技术制高点具有标志作用,是衡量电梯技术水平的重要标志。超高速电梯的发展将是电梯行业发展的必然趋势。

  2.3 控制系统更加智能化

  新型控制系统、人工智能系统以及新的电气元件等技术的应用,将使电梯控制系统更加智能化。基于强大的计算机软硬件资源的各类电梯人工智能群控系统,包括基于专家系统的群控、基于模糊逻辑的群控、基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法则的群控等,将能适应电梯运输的不确定性、控制目标的多样性、非线性表现等动态特性,使电梯控制系统更加高效、智能。随着智能建筑的发展,电梯智能群控系统将能与智能楼宇控制系统结合形成完整的智能系统。

  2.4 更加节能环保

  十九大的胜利召开将节能环保提到了一个前所未有的高度。国务院《关于“十三五”节能减排实施方案的通知》( 国发〔2016〕74 号) 第3章第13条明确指出要

  “开展电梯能效测试与评价,在确保安全的前提下鼓励永磁同步电机、变频调速、能量反馈等节能技术的应用”。电梯节能环保将成为一个永恒的课题。

  2.5 无缆电梯

  直线电动机及磁悬浮技术的发展使无缆式电梯成为可能,势必引起电梯行业产生一次新的变革。新型的磁悬浮电梯通过磁力使轿厢与导轨“零接触”,运行时安静、舒适,还可以达到传统电梯无法实现的高速。德国蒂森克虏伯电梯在2014年底首次发布MULTI 水平移动的无缆电梯系统设计概念。2017年6月22 日,该产品在蒂森克虏伯电梯罗特魏尔试验塔内成功运行。MULTI 可从水平及垂直方向运行,允许多台轿厢在同一个井道内循环运行,将候梯时间缩短在15 ~30s之间,将单个井道的运输能力提升50%,建筑内的电梯井道也可消减高达50%,极大提升了建筑物在高度、形状、用途等方面的设计自由度。虽然目前装置费用是缆绳电梯的3~5 倍,在短期内很难普及,但诸多优点势必成为未来电梯发展的趋势。

  3、 电梯行业科技发展重点

  3.1 电梯行业科技总体发展重点

  根据电梯行业发展中存在的问题及电梯发展趋势,结合《中国制造2025》发展规划、《“十三五”国家科技创新规划》以及《质检科技创新“十三五”规划》,预计电梯行业科技发展仍然是以电梯本质安全和质量提升为重点,通过基础理论研究、重大共性关键技术攻克、

  科技成果转化等全链条模式,推动我国电梯行业整体技术进步,构造构建我国电梯智能监测和风险管控技术体系,保障电梯安全运行,降低电梯故障率和事故率。

  3.2 电梯科技重要攻关方向

  纵观电梯行业发展现状及电梯发展趋势, 预计“十三五”规划期间电梯重点科技攻关方向如下。

  (1) 适应高层和超高层建筑的超高速电梯技术。目前建筑业已经能建成1000m 以上甚至更高建筑,而担负垂直运输任务的超高速电梯技术成为了发展瓶颈。超高速电梯涉及超大容量电动机、曳引悬挂系统、高精度导轨、高性能微处理、减震降噪技术、智能减震滚轮导靴、轿厢气压缓解等技术研究,将成为超高速电梯发展的关键技术。

  (2) 多轿厢技术。传统的有井道电梯,每个井道内仅一台轿厢运行。对高层和超高层建筑而言、存在运输效率低、候梯时间长、井道空间利用率低等问题。多轿厢电梯包括双层轿厢电梯、双轿厢电梯、环形电梯、分叉环形电梯和梭形电梯等。

  (3) 基于直线电机和磁悬浮技术的无缆式电梯技术。传统的曳引式电梯由于受曳引绳和电梯的限制,通常只用于垂直运输,基于直线电机和磁悬浮技术的无缆式电梯,去除了传统电梯的钢缆、曳引机、配重、限速器、导向轮、配重轮等复杂的机械设备,可实现井道中运行多台轿厢的布置方式,甚至突破了传统的垂直运行,可以纵横交叉运行到建筑物的预定位置,可大大提升电梯和井道的使用效率。

  (4) 新材料在悬挂曳引媒介中应用技术。对于高层及超高层建筑,传统的曳引钢丝绳面临自身重量和抗拉强度的问题。复合钢带和裹塑钢丝绳的使用能够减小曳引轮和导向轮的直径,从而使曳引轮的体积减小,使电梯整体布置更加紧凑,节省空间。非金属悬挂绳( 带) 和非金属曳引轮的应用,大大提高绳和轮之间的摩擦系数,使曳引轮的直径减小,减低电梯曳引机转矩要求,可以减少曳引机的体积,降低曳引机制造的材料消耗。另外,非金属材料具有良好的吸震性能,能够有效降低曳引机运行震动向轿厢的传递,以及曳引绳和曳引轮运行时的噪音。在保证安全的前提下,悬挂曳引媒介新材料的研发和应用,将进一步使曳引轮使用寿命提高,并降低系统成本。

  (5) 电梯物联网技术。物联网技术作为新一代信息技术的典型代表,是互联网技术、传感器技术、射频识别技术的深度融合,得到了蓬勃的发展和广泛的应用。电梯物联网是物联网技术在电梯行业的应用,它集成了电梯控制技术、信息化感知技术、网络通讯技术、计算机应用技术等,利用物联网技术将电梯监察、维保管理、使用管理、安全预警、应急处置、人性化服务乃至检验模式进行有机整合,实现电梯与用户、物业管理单位、维保单位、制造单位、检验机构和监察机构的信息和数据互换。通过电梯物联网技术,将建立电梯动态监测、应急处置、风险预警、统计分析、公共服务、质量评价的综合管理系统,创立电梯科学监管长效机制。电梯物联网技术是现代信息技术与电梯传统产业的全面融合,必将影响电梯行业的深远发展。

  (6) 电梯安全性及可靠性关键技术。我国电梯品牌众多,产品和安装质量良莠不齐,电梯维护与管理不到位;同时随着电梯使用时间增加,电气部件、机械装置进一步磨损、老化,电梯可靠性下降、故障率增加,电梯使用安全及可靠性运行成为社会关注的焦点。如何及时发现和消除安全隐患,电梯关键部件可靠性及测试技术研究十分重要。电梯关键部件可靠性研究包括:新型曳引系统制动器、安全钳等部件动力学建模、数模仿真、可靠性评价、失效机理研究;永磁同步电机制动器制动性能、永磁同步材料的退磁失效等;门机门锁、机械导向装置的可靠性;自动扶梯及自动人行道的附加制动器可靠性研究等。关键部件测试技术研究包括:电梯电气控制系统( 或软故障) 检测与预判技术研究;高速电梯无载荷情况下制动器及安全钳性能测试技术研究;大负载电梯的制动器及安全钳性能测试技术研究;大提升高度的自动扶梯制动器和附加制动器性能测试技术研究;电梯的使用寿命评价( 或报废技术鉴定、经济寿命) 技术研究。

  (7) 节能环保技术。电梯节能关键是基于机、电传动技术的进步。永磁同步曳引机的普遍使用已经大幅提高了电梯节能效率,但电梯节能还有很大提升空间。一是可推广应用能量反馈技术,逐步取消“制动电阻”。目前在用大部分中低速电梯还带“制动电阻”,现有条件可采用“能量反馈单元”“双PWM 变频系统”“矩阵式变频器”,不仅回收了制动能量,还改善了电网的功率因数和谐波污染,降低了机房工作温度和噪声。二是可应用超级大电容等储能元件。早几年已有实用的案例,节能效果好,但因体积大、价格贵,没能大量推广。近年出现的一种新型石墨烯锂离子超级大电容,已经通过产品鉴定。单体容量17000F,功率密度8kW/kg, 应组织应用研究。三是开展清洁能源在电梯上的应用研究。屋顶太阳能( 包括风能) 组成区域微电网,可作为电梯的补充能源,但屋顶太阳能电池板占地较大,难以推广。这些年出现的薄膜太阳能电池,可铺设在屋面、墙面帘面,有足够的光照面积,可产生一定的能量。将超级大电容和石墨烯电池组成储能元件,这一块技术已经相当成熟,但在电梯上如何应用,需要找到合理经济的解决方案。

  4、 结语

  为确保电梯安全运行,推动电梯行业整体技术进步,电梯从业人员有必要把握电梯行业发展重点及科技攻关方向,以促进我国电梯研发和制造技术尽快从跟跑阶段向并跑、领跑转变。

  本文来源:《中国电梯》 作者:杨静  原标题:“十三五”规划期间电梯行业科技发展方向探讨,本文网站转载发布仅为知识传播,侵权请联系删除!

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