輪胎吊（RTG）節(jié)能主要形式

油改電法 RTG“油改電”指除了在發(fā)動(dòng)機(jī)－發(fā)電機(jī)組和再生回饋能量?jī)蓚€(gè)方向采用節(jié)能降耗技術(shù)外，還吸取 RMG 的優(yōu)勢(shì)，在保持常規(guī) RTG 原有各項(xiàng)功能的情況下，將 RTG 作業(yè)的能源供應(yīng)方式由原來(lái)的大功率柴油發(fā)電機(jī)組供電改為通過(guò)由市電電網(wǎng)供電，僅配小功率柴油發(fā)電機(jī)組提供RTG 轉(zhuǎn) 場(chǎng) 行 走 所 需 電 能 ， 既 保持 了RTG 轉(zhuǎn)場(chǎng)的靈活機(jī)動(dòng)，又節(jié)能環(huán)保，單位標(biāo)箱能耗成本可降低約 60%。

RTG“油改電”的關(guān)鍵問(wèn)題是供電方式的選擇，包括電壓等級(jí)及電力上機(jī)方式的選擇。

電壓等級(jí)的選擇。從安全、便于操作及不影響生產(chǎn)的角度考慮，應(yīng)優(yōu)先采用低壓供電，即 460V 供電方式，這種供電方式改造成本低，易于實(shí)現(xiàn)。

電力上機(jī)方式的選擇。RTG“油改電”技術(shù)主要有 3 種供電方式：剛性滑觸線供電：在集裝箱堆場(chǎng)的箱區(qū)內(nèi)架設(shè)剛性滑觸線供電線路。當(dāng)電動(dòng) RTG 在箱區(qū)作業(yè)時(shí)，關(guān)閉柴油發(fā)電機(jī)組，所需動(dòng)力由專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的集電裝置將市電從滑觸線輸送到 RTG，RTG 沿滑觸線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)箱區(qū)的工作覆蓋。RTG 需轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)改由柴油發(fā)電機(jī)組供電，此供電方式對(duì)集電器與滑觸線之間的相對(duì)位置要求嚴(yán)格。此供電方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資省，但轉(zhuǎn)場(chǎng)不方便，需配套小型柴油發(fā)電機(jī)組作為輔助動(dòng)力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)場(chǎng)，需要大功率電力快速接頭。

高架滑觸線供電：通過(guò)架設(shè)高空銅滑線來(lái)實(shí)現(xiàn)由市電電源向 RTG 供電，RTG 可以像公交電車(chē)那樣從頭頂上的高架滑觸線獲取電力。

此供電方式機(jī)動(dòng)性能好，但工程投資大，堆場(chǎng)上空網(wǎng)線較多，一定程度上影響生產(chǎn)。另外，嚴(yán)寒地區(qū)需考慮滑觸線的防雷、防冰凍等問(wèn)題。電纜卷筒供電：由電纜卷盤(pán)、控制系統(tǒng)、導(dǎo)纜架、供電電纜、電纜插頭、地面接線箱等各部件組成。當(dāng) RTG 沿堆場(chǎng)跑道行走時(shí)，由電纜卷盤(pán)的控制系統(tǒng)根據(jù) RTG 行走時(shí)供電電纜上的張力，通過(guò)變頻控制來(lái)調(diào)節(jié)電纜卷盤(pán)的收放速度，使之與 RTG 的行走速度相匹配，保證供電電纜的安全。電纜端部通過(guò)快速插頭與地面接線箱連接獲得市電。RTG 進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)操作時(shí)轉(zhuǎn)換至柴油發(fā)電模式。

此供電方式操作簡(jiǎn)單、投資省、技術(shù)成熟，但轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)供電電纜需要轉(zhuǎn)換供電接線箱。

RTG“油改電”技術(shù)，節(jié)能減排增效效果明顯：

（1）節(jié)省設(shè)備運(yùn)行成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用市電的 RTG 成本優(yōu)勢(shì)突出，單位標(biāo)箱能耗成本下降約 60％。

（2）可轉(zhuǎn)場(chǎng)，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。

（3）實(shí)現(xiàn)綠色 RTG，柴油機(jī)尾氣和噪音污染大幅降低。

（4）可靠性高，維護(hù)工作量小。柴油發(fā)電機(jī)組使用頻率大幅降低，且市電電網(wǎng)較柴油發(fā)電機(jī)組電壓更穩(wěn)定，使得柴油機(jī)的大修間隔大大延長(zhǎng)，RTG 可靠

性更高且可節(jié)省大量維護(hù)成本。

（5） 增加電能回饋系統(tǒng)可進(jìn)一步節(jié)能。通過(guò)增加電能反饋系統(tǒng)，把吊重下降位能變成電能通過(guò)逆變單元反饋電網(wǎng)，可省能耗 20%以上。

發(fā)動(dòng)機(jī)變速變頻法（Masker- Siemens**） 發(fā)動(dòng)機(jī)變速變頻法指控制系統(tǒng)通過(guò) PLC，根據(jù)實(shí)際負(fù)荷大小調(diào)整并優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電機(jī)輸出功率以滿足機(jī)構(gòu)動(dòng)作的需要。當(dāng)一個(gè)機(jī)構(gòu)動(dòng)作結(jié)束后，柴油機(jī)馬上由高速狀態(tài)切換到怠速狀態(tài)，從而避免發(fā)電機(jī)組所發(fā)出的功率遠(yuǎn)高于各機(jī)構(gòu)所需的功率，導(dǎo)致能量浪費(fèi)。德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保型輪胎式裝箱龍門(mén)起重機(jī)（ECO RTG）即運(yùn)用此節(jié)能方式。

混合動(dòng)力法 混合動(dòng)力法指將起重機(jī)下放貨物釋放的勢(shì)能進(jìn)行收集，轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)起來(lái)，然后在需要時(shí)（如貨物起升狀態(tài)） 重新提供能量給輪胎吊。再生能量采用超級(jí)電容進(jìn)行存儲(chǔ)。

發(fā)動(dòng)機(jī)功率優(yōu)化節(jié)油法 發(fā)動(dòng)機(jī)功率優(yōu)化指在滿足堆場(chǎng)作業(yè)工況和小時(shí)作業(yè)量的前提下，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)降速降頻——主發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 （1800 轉(zhuǎn) /分降為 1500 轉(zhuǎn) / 分，頻率（60HZ 降為50HZ），同時(shí)改變各相關(guān)電控設(shè)備并調(diào)整機(jī)械參數(shù)，使主發(fā)始終處于相對(duì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速和功率運(yùn)行，又能使輪胎吊的性能達(dá)到原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，減少富余功率能量損耗，從而降低每 TEU 的油耗，達(dá)到節(jié)能目的。通過(guò)各類(lèi)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，降速、降頻后的 RTG 完全能滿足工作的需要，不僅耗油量大大減少，維修成本也相應(yīng)降低，同時(shí)為集裝箱裝卸生產(chǎn)的節(jié)能增效探索出了一個(gè)積極有效的新方向。

降速降頻前后 RTG 性能比較和節(jié)能效果分析：

（1）工作效率相同；

（2）降速降頻后節(jié)能率達(dá) 11%；

（3）降頻為 50HZ 后，與空調(diào)功率匹配，空調(diào)變送器不再使用；

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)減小，機(jī)械部件故障率降低，維修成本大幅下降。

怠速法 怠速節(jié)能是一項(xiàng)新型的節(jié)能方式，結(jié)合了主、輔柴油機(jī)節(jié)能方案的優(yōu)點(diǎn)，即在 RTG 不進(jìn)行吊箱作業(yè)時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行在怠速狀態(tài)，把柴油機(jī)的速度降到一個(gè)相當(dāng)?shù)偷乃?，然后通過(guò)一個(gè)穩(wěn)頻穩(wěn)壓的設(shè)備，把低壓低頻的電源轉(zhuǎn)變成 380V、50HZ 電源供給司機(jī)室用電，有效降低油耗。同時(shí)他又克服了主、輔柴油機(jī)使用過(guò)程中頻繁啟制動(dòng)的缺點(diǎn)。

RTG 節(jié)能形式比較及應(yīng)用

1、RTG“油改電”法節(jié)能高達(dá) 60%，但需增加碼頭的電力基礎(chǔ)投資，并需在基建時(shí)系統(tǒng)考慮碼頭的供電問(wèn)題。故此方法對(duì)新建泊位比較適合。目前，福州港江陰港區(qū) 4、5 號(hào)泊位采取增加一路市電上機(jī)；深圳招商碼頭采取增大輔發(fā)功率，取消主發(fā)形式。

2、ECO RTG 減能減排達(dá) 40%，雖比常規(guī) RTG 增加約 16 萬(wàn)美元的投資，但保持常規(guī) RTG 運(yùn)行靈活的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需增加碼頭堆場(chǎng)的造價(jià)。發(fā)動(dòng)機(jī)變速、變頻技術(shù)不僅適用于新造的設(shè)備，同時(shí)也可對(duì)原有的常規(guī)型 RTG 進(jìn)行改造，可廣泛應(yīng)用于集裝箱碼頭。目前，廈門(mén)馬士基、泉州太平洋等碼頭 RTG 采用此形式。

3、混合動(dòng)力節(jié)能方式能滿足生產(chǎn)要 求 ， 比 普 通 RTG 標(biāo) 準(zhǔn) 箱 節(jié) 油 約30％；同時(shí)減少?gòu)U氣排放，節(jié)能減排效果明顯。目前，上海洋山港盛東公司采用此形式。

4、發(fā)動(dòng)機(jī)功率優(yōu)化節(jié)能法節(jié)能減排約 11%，故障率低，有效降低維修費(fèi)用，目前上海洋山深水港盛東公司采用此形式。

5、怠速節(jié)能法，主要考慮到在泊位投產(chǎn)前期箱量不足的情況下減少RTG 在待機(jī)時(shí)的能耗，讓司機(jī)的節(jié)能操作簡(jiǎn)便和迅速，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外尚屬**運(yùn)用，為 RTG 節(jié)能提供新的思路。此節(jié)能方式投入成本低（約 30 萬(wàn)元 / 臺(tái)），經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益良好。目前福州港江陰港 4、5# 泊位采用這種形式。

RTG 節(jié)能各種形式都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，各個(gè)港口可根據(jù)自身實(shí)際情況采用不同的形式。RTG 節(jié)能不僅降低了港口企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，而且社會(huì)效益顯 著。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，RTG 節(jié)能的形式將不斷地發(fā)展完善并推廣運(yùn)用。