1 前言

近年來?隨著國際原油價格不斷攀升?集裝箱碼頭運營成本也大幅提高。在這種情形之下?國內(nèi)許多港口在堆場設備節(jié)能減排方面做了很多卓有成效的工作。軌道龍門吊 （ＲＭＧ）、高架 （包括交流和直流 ）或低架滑觸線電動輪胎式龍門吊 （Ｅ－ＲＴＧ）、電纜卷盤以及超級電容等為動力驅(qū)動的輪胎式龍門吊大量的在港口應用。寧波港北侖第2集裝箱碼頭分公司根據(jù)周邊碼頭 “油改電 ”的成功經(jīng)驗結合堆場的布局?對堆場中間盲道寬度較小的碼頭低架滑觸線電動輪胎式龍門吊 （Ｅ－ＲＴＧ）的大面積推廣應用做了探索并取得了成功。

2 輪胎式龍門吊 （ ＲＴＧ）“ 油改電 ”方案的比選

目前?輪胎式龍門吊 “油改電 ”有三種供電方式?即電纜卷盤供電方式、低架滑觸線供電方式、線供電方式。電纜卷盤供電方式 （圖 1）采用地面電纜供電?供電性能穩(wěn)定?但對龍門吊設備上的改動較多?一般只改龍門吊的一側?目前在港口大面積使用不多；高架滑觸線供電方式 （圖 2）由于對龍門吊過轉道沒有影響?使用較方便?但對堆場的空間布置?防風、防雷要求比較高?而且造價也相對較高的。

低架滑觸線供電方式 （圖 3）是沿龍門吊行駛跑道外側架設滑觸線和集電小車軌道?軌道上安裝集電小車?電源從地面供電點經(jīng)滑觸線?*后通過集電小車輸送到龍門吊?集電小車跟隨龍門吊移動?實現(xiàn)移動供電。該方式對場地要求不高?可海陸側上電?成本相對較低?技術成熟?但由于龍門吊過轉道時需插拔供電插頭?在使用會不方便。

圖 4是我公司堆場布置圖。從圖中可以看到堆場不是很規(guī)則?長距離的高架滑觸線的優(yōu)勢得不到體現(xiàn)?而且 57塊龍門吊箱區(qū)中?大部分龍門吊堆場中間盲道寬度只有 3．6ｍ?不能滿足高架滑觸線中間塔基礎尺寸的要求。比較上述 3種供電方式?考慮到公司龍門吊堆場的實際布局?*終?輪胎式龍門吊 “油改電 ”改造采用了低架滑觸線供電方式。

3 輪胎式龍門吊低架滑觸線供電方式的技術研究與實踐應用

3．1 輪胎式龍門吊低架滑觸線供電方式的技術研究

在 “油改電 ”項目實施過程中?參考了其他公司的經(jīng)驗?在技術上進行了進一步的研究和完善。通常?在集電小車重量的長時間作用下?集電小車軌道會出現(xiàn)不均勻的較大下沉?影響小車的行走。為了提高小車軌道的剛性?在滑觸線鋼結構上做了改進?把滑觸線鋼結構設計成桁架形式?集電小車軌道每跨長度一般為 6ｍ（圖 5）。在現(xiàn)場安裝時要注意集電小車軌道的平直度?同時在結構上須考慮地基沉降帶來的影響。龍門吊堆場的沉降?將導致滑線鋼結構不平?以致集電小車不能正常運行。為解決該問題?在鋼結構底板螺栓結構和灌漿工藝上進行了調(diào)整。

為了解決堆場中間盲道寬度 （即龍門吊跑道間距 ）較小 （只有 3．6ｍ）引起的龍門吊與滑觸線發(fā)生 擦 碰 （龍 門 吊 與 滑 線 的 * 小 距 離 只 有400ｍｍ）的問題?利用激光測距技術專門設計了一套龍門吊防撞系統(tǒng) （圖 6）?在龍門吊鞍梁的 4個角上?安裝激光測距限位?并把限位聯(lián)鎖到 ＰＬＣ控制。該系統(tǒng)在龍門吊靠近滑線 200ｍｍ或遠離滑線 200ｍｍ時?自動停止大車行走?防止龍門吊撞到滑線或拉斷電纜。同時對龍門吊大車速度加以限制?避免龍門吊跑偏后因速度過快導致碰擦。該方案有效地解決了箱區(qū)橫向的龍門吊碰擦問題。

另外為防止龍門吊在連接滑觸線供電電纜的情況下沖出堆場 （縱向拉斷 ）?在龍門吊海、陸兩側安裝檢測裝置?用于檢測龍門吊的當前位置?使龍門吊在堆場端部附近大車行走時自動降低速度。同時?利用龍門吊 ＧＰＳ定位系統(tǒng)?對大車在端部的行走進行了兩次保護?在用電情況下?當龍門吊行走到端部時自動停止。

在供配電方面?對集電小車電控箱內(nèi)線路進行了改造。設計了接觸器配合斷路器的控制方式（圖 7）?該方案既利用斷路器具有的過載、過流、接地等強保護功能?同時用接觸器進行電源的通斷?有效地解決了接觸器安全保護不足與斷路器通斷次數(shù)少的矛盾?使系統(tǒng)供電穩(wěn)定可靠?？紤]到龍門吊 “油改電 ”后?對于龍門吊用電數(shù)據(jù)的統(tǒng)計需求?借助原有的無線局域網(wǎng)在龍門吊上設計安裝了一套遠程電度抄表系統(tǒng)?可以用辦公室里的電腦遠程讀取安裝在龍門吊上的電能計量度數(shù)?便于用能分析管理。

3．2 輪胎式龍門吊低架滑觸線供電方式的實踐應用

為了更快地將改造好的龍門吊投入使用?在較短時間內(nèi)解決因操作司機和插拔人員不適應過轉道時帶來的額外操作而影響龍門吊效率的問題?試用期考慮了先在前方裝卸船的箱區(qū)投用－－－因在這些箱區(qū)進提箱的概率較小?減少了轉場的次數(shù)；同時在后來的大面積應用的早期?采用了相對固定箱區(qū)的 Ｅ－ＲＴＧ加上數(shù)量較少的ＲＴＧ相結合的設備配置方法來滿足裝卸船和進提箱效率兩個指標?消除了操作部門怕影響效率和過多的過轉道帶來不便的后顧之憂。

另外?為了使操作司機盡可能的多用 Ｅ－ＲＴＧ?除了經(jīng)濟管理手段外?公司利用并完善了原有的 “生產(chǎn)系統(tǒng)與設備可視化管理系統(tǒng) ”的資源?從龍門吊的 ＰＬＣ里讀取定位信息和用電用油的狀態(tài)信息?通過 2．4Ｇ無線局域網(wǎng)傳到辦公大樓里的設備可視化系統(tǒng)中的后臺軟件?把這些信息進行存儲?并顯示在電子地圖上。這樣管理人員在辦公室電腦里就可了解現(xiàn)場龍門吊的運行情況（圖 8）?不同的顏色代表不同的龍門吊狀態(tài)－－－用油的?用電的?未作業(yè)的?便于相關人員對 Ｅ－ＲＴＧ使用的管理。

4 ＲＴＧ“油改電 ”的應用效果及存在問題

經(jīng)過幾個月大面積的推廣使用?應該說低架滑觸線供電方式的 Ｅ－ＲＴＧ項目技術上完全可行?節(jié)能降耗效果明顯。據(jù)保守估計 “電 ”ＲＴＧ較“油 ”ＲＴＧ節(jié)能達 50％以上?考慮龍門吊發(fā)動機維修成本節(jié)約等因素?“電 ”ＲＴＧ較 “油 ”ＲＴＧ節(jié)約成本至少 75％。

可見?在現(xiàn)階段進行龍門吊大面積 “油改電 ”改造?不但明顯降低了裝卸生產(chǎn)能耗?給企業(yè)帶來極為可觀的經(jīng)濟效益?而且對于打造綠色港口?改善司機操作環(huán)境都有非常重要的現(xiàn)實意義。

龍門吊 “油改電 ”后?在使用過程中也暴露出一些問題?還需進一步探討解決。龍門吊的過轉道次數(shù)問題對生產(chǎn)工藝的優(yōu)化 （特別是堆場的組織 ）提出了新的課題；另外?大量的龍門吊使用市電后?產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的污染等技術問題也不容忽視。