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

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：交通運(yùn)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(jī)(簡(jiǎn)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(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。它可以大范圍靈活調(diào)動(dòng)，具有空間利用率高、生產(chǎn)率高和全堆場(chǎng)機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)。但通用型RTG使用柴油發(fā)電機(jī)組為整機(jī)提供動(dòng)力，存在造價(jià)高、日常使用維護(hù)成本高、能源消耗大和廢氣排放污染、噪聲污染等缺點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(jī)為大型機(jī)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(jī)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(shí)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(dòng)技術(shù)

在總體設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)貨物的起升和橫向移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置和卷筒安裝在門架底梁上，與通用型RTG(起升和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)都設(shè)置在小車上)相比，大幅降低小車質(zhì)量和整機(jī)重心，優(yōu)化了整機(jī)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)重量的輕型化。

圖1 “四卷筒”組合驅(qū)動(dòng)原理示意圖

(2)采用電力驅(qū)動(dòng)

通用型RTG采用柴油發(fā)電機(jī)組提供動(dòng)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(shí)，柴油機(jī)處于標(biāo)定轉(zhuǎn)速部分負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，柴油發(fā)電機(jī)組效率較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通用型RTG發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，用于裝卸作業(yè)的時(shí)間不到50%，其它時(shí)間為空耗，一臺(tái)通用型RTG每小時(shí)空耗的柴油約15升。新型RTG工作電機(jī)和照明均采用市電為動(dòng)力，只配備小功率柴-電機(jī)組柴油機(jī)作為轉(zhuǎn)場(chǎng)使用，滿足RTG機(jī)動(dòng)性要求。

(3)電力驅(qū)動(dòng)控制

電動(dòng)RTG采用變頻調(diào)速、可編程控制器(PLC)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制組成電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速、控制一體化。整機(jī)的主要控制單元都以節(jié)點(diǎn)形式連接到總線上，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通訊，具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。同時(shí)節(jié)省了各控制單元間的大量信號(hào)線，簡(jiǎn)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(jì)研究;

(2)整機(jī)結(jié)構(gòu)輕型化與起升和小車運(yùn)行一體化研究;

(3)電力驅(qū)動(dòng)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(jī)小車運(yùn)行到集裝箱卡車上方→起重機(jī)起升機(jī)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(jī)小車運(yùn)行將集裝箱吊運(yùn)到指定的箱位→起重機(jī)起升機(jī)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(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)上海港口機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，技術(shù)成熟可靠。實(shí)際的應(yīng)用案例到現(xiàn)在最長(zhǎng)的使用時(shí)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(yùn)輸部水運(yùn)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(chǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)建，新購(gòu)置RTG設(shè)備，對(duì)堆場(chǎng)設(shè)備進(jìn)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(jì)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(jì)未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達(dá)到25%，預(yù)計(jì)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。