新型輪胎式集裝箱門式起重機節(jié)能技術(shù)

一、技術(shù)名稱：新型輪胎式集裝箱門式起重機節(jié)能技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：交通運輸行業(yè)的港口、中轉(zhuǎn)站裝卸集裝箱或件雜貨等

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀

通用型輪胎式集裝箱門式起重機(簡稱通用型RTG)是集裝箱港口的重要設(shè)備，在現(xiàn)代化港口集裝箱堆場中占據(jù)主導(dǎo)地位。它可以大范圍靈活調(diào)動，具有空間利用率高、生產(chǎn)率高和全堆場機動的特點。但通用型RTG使用柴油發(fā)電機組為整機提供動力，存在造價高、日常使用維護成本高、能源消耗大和廢氣排放污染、噪聲污染等缺點。據(jù)統(tǒng)計，通用性RTG作業(yè)每標(biāo)箱能耗為1.2-2.2升柴油。

新型輪胎式集裝箱門式起重機為大型機械設(shè)備，其生產(chǎn)過程的主要耗能是電。由于新型RTG為輕型化設(shè)備，整機重量降低約1/3，所以在生產(chǎn)過程中可以節(jié)約大量能源。目前應(yīng)用該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量4萬tce/a，CO2減排約11萬t/a。

四、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

(1)采用“四卷筒”組合驅(qū)動技術(shù)

在總體設(shè)計上，新型RTG采用四組鋼絲繩卷筒裝置(見圖1)，依靠卷筒的正、反轉(zhuǎn)，收放鋼絲繩實現(xiàn)貨物的起升和橫向移動。驅(qū)動裝置和卷筒安裝在門架底梁上，與通用型RTG(起升和小車運行機構(gòu)都設(shè)置在小車上)相比，大幅降低小車質(zhì)量和整機重心，優(yōu)化了整機結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了整機重量的輕型化。

圖1 “四卷筒”組合驅(qū)動原理示意圖

(2)采用電力驅(qū)動

通用型RTG采用柴油發(fā)電機組提供動力，由于系統(tǒng)載荷是變化的、非線性的，因此通用型RTG在載荷較輕時，柴油機處于標(biāo)定轉(zhuǎn)速部分負荷運轉(zhuǎn)，柴油發(fā)電機組效率較低。據(jù)統(tǒng)計，通用型RTG發(fā)動機啟動后，用于裝卸作業(yè)的時間不到50%，其它時間為空耗，一臺通用型RTG每小時空耗的柴油約15升。新型RTG工作電機和照明均采用市電為動力，只配備小功率柴-電機組柴油機作為轉(zhuǎn)場使用，滿足RTG機動性要求。

(3)電力驅(qū)動控制

電動RTG采用變頻調(diào)速、可編程控制器(PLC)和現(xiàn)場總線控制組成電力驅(qū)動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)調(diào)速、控制一體化。整機的主要控制單元都以節(jié)點形式連接到總線上，實現(xiàn)數(shù)字信號通訊，具有快速、準(zhǔn)確的特點。同時節(jié)省了各控制單元間的大量信號線，簡化了硬件系統(tǒng)，降低了成本。

2.關(guān)鍵技術(shù)

(1)總體參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計研究;

(2)整機結(jié)構(gòu)輕型化與起升和小車運行一體化研究;

(3)電力驅(qū)動系統(tǒng)。

3.工藝流程

(1)卸車的工藝流程

集裝箱卡車到設(shè)備跨距車道內(nèi)→起重機小車運行到集裝箱卡車上方→起重機起升機構(gòu)吊具下降→吊具抓取集裝箱→確保安全后從集裝箱卡車上將集裝箱提到安全高度→起重機小車運行將集裝箱吊運到指定的箱位→起重機起升機構(gòu)吊具下降→將集裝箱放到箱位上→吊具放下集裝箱后起升→完成集裝箱的卸車。

(2)裝車的工藝流程

與卸車的工藝流程相反。

五、主要技術(shù)指標(biāo)

主要技術(shù)指標(biāo)見表1所示。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)上海港口機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心檢測，各項指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，技術(shù)成熟可靠。實際的應(yīng)用案例到現(xiàn)在最長的使用時間已經(jīng)接近10年，使用情況良 好。

七、典型應(yīng)用案例

典型用戶：廣州魚珠木材有限公司、肇慶港務(wù)有限公司、廣東佛山南港碼頭有限公司

技術(shù)提供單位：交通運輸部水運科學(xué)研究院

建設(shè)規(guī)模：集裝箱碼頭年通過能力60萬TEU。主要技改內(nèi)容：在原有件雜貨堆場基礎(chǔ)上進行擴建，新購置RTG設(shè)備，對堆場設(shè)備進行更新。節(jié)能技改投資額2322萬元，建設(shè)期3年。可節(jié)能1606 tce，節(jié)能經(jīng)濟效益847萬元，投資回收期4年。

八、推廣前景及節(jié)能減排潛力

預(yù)計未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達到25%，預(yù)計總投入6億元，年節(jié)能能力10萬tce/a，二氧化碳減排能力26萬tCO2/a。