新型輪胎式集裝箱門式起重機節能技術

一、技術名稱：新型輪胎式集裝箱門式起重機節能技術

二、技術所屬領域及適用范圍：交通運輸行業的港口、中轉站裝卸集裝箱或件雜貨等

三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

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備，在現代化港口集裝箱堆場中占據主導地位。它可以大范圍靈活調動，具有空間利用率高、生產率高和全堆場機動的特點。但通用型RTG使用柴油發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。據統計，通用性RTG作業每標箱能耗為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備，其生產過程的主要耗能是電。由于新型RTG為輕型化設備，整機重量降低約1/3，所以在生產過程中可以節約大量能源。目前應用該技術可實現節能量4萬tce/a，CO2減排約11萬t/a。

四、技術內容

1.技術原理

(1)采用“四卷筒”組合驅動技術

在總體設計上，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，收放鋼絲繩實現貨物的起升和橫向移動。驅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都設置在小車上)相比，大幅降低小車質量和整機重心，優化了整機結構，實現了整機重量的輕型化。

圖1 “四卷筒”組合驅動原理示意圖

(2)采用電力驅動

通用型RTG采用柴油發電機組提供動力，由于系統載荷是變化的、非線性的，因此通用型RTG在載荷較輕時，柴油機處于標定轉速部分負荷運轉，柴油發電機組效率較低。據統計，通用型RTG發動機啟動后，用于裝卸作業的時間不到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場使用，滿足RTG機動性要求。

(3)電力驅動控制

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

2.關鍵技術

(1)總體參數的優化設計研究;

(2)整機結構輕型化與起升和小車運行一體化研究;

(3)電力驅動系統。

3.工藝流程

(1)卸車的工藝流程

集裝箱卡車到設備跨距車道內→起重機小車運行到集裝箱卡車上方→起重機起升機構吊具下降→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、主要技術指標

主要技術指標見表1所示。

表1 主要技術指標

六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

經上海港口機械質量監督檢驗測試中心檢測，各項指標均滿足標準規范的要求，技術成熟可靠。實際的應用案例到現在最長的使用時間已經接近10年，使用情況良 好。

七、典型應用案例

典型用戶：廣州魚珠木材有限公司、肇慶港務有限公司、廣東佛山南港碼頭有限公司

技術提供單位：交通運輸部水運科學研究院

建設規模：集裝箱碼頭年通過能力60萬TEU。主要技改內容：在原有件雜貨堆場基礎上進行擴建，新購置RTG設備，對堆場設備進行更新。節能技改投資額2322萬元，建設期3年。可節能1606 tce，節能經濟效益847萬元，投資回收期4年。

八、推廣前景及節能減排潛力

預計未來5年，該技術在行業內的推廣潛力可達到25%，預計總投入6億元，年節能能力10萬tce/a，二氧化碳減排能力26萬tCO2/a。