集装箱轮胎吊“油改电”技术在港口节能减排中的应用.doc

集装箱轮胎吊“油改电”技术在港口节能减排中的应用2011年9月第9期总第458期水运工程Port&WaterwayEngineeringSep.2011No.9SerialNo.458集装箱轮胎吊油改电技术在港口节能减排中的应用刘洪波,汪锋,张志平(中交水运规划设计院有限公司,北京100007)摘要:为了解决轮胎吊(RTG)油耗高,噪声大,污染环境等问题,国内许多港口对集装箱堆场的RTG进行了油改电改造.结合上港集团外高桥港区码头作业系统节能减排改造示范工程,论述了几种常见的RTG油改电接电方式,并对适合上海港外高桥港区特点的高架滑触线RTG油改电关键技术及节能减排效果进行分析,总结其在港口节能减排中的良好效果.关键词:轮胎吊(RTG);电动轮胎吊(ERTG);油改电;接电方式;节能减排中图分类号:U653.921:TU832.1文献标志码:B文章编号:10024972(2011)09012303ApplicationofelectricityinsteadofoiltechnologytoRTGsforportenergyconservationandpollutionreductionLIUHongbo,WANGFeng,ZHANGZhiping(CCCCWaterTransportationConsultantsCo.,Ltd.,Beijing100007,China)Abstract:Inordertosolvetheproblemsofhighfuelconsumption,noiseandenvironmentalpollution,manydomesticportshaveusedtheelectricityinsteadofoiltechnologytoRTGsusedincontaineryards.IncombinationwiththedemonstrationprojectofShanghaiWaigaoqiaoportoperationsystemaboutenergyconservationandpollutionreduction,thispaperanalyzessomecommonpowersupplymodesfortheelectricityinsteadofoiltechnologytoRTGs,andexpoundsthekeytechnologyandeffectofenergyconservationandpollutionreductionabouthighslidingtouchlinetechnologyforelectricityinsteadofoilwhichisapplicabletoShanghaiWaigaoqiaoport,andsummarizesitsgoodeffectfortheenergyconservationandpollutionreductioninports.Keywords:RTG;ERTG;electricityinsteadofoil;powersupplymode;energyconservationandpollutionred11ton中国是一个发展中国家,当前正处在国民经济积极,快速增长的过程中,同时伴随着自然资源的大量消耗,燃油等不可再生资源作为主要能耗种类日益匮乏,资源瓶颈逐渐呈现出来.随着燃油价格的不断上涨,港口作为国民经济发展的重要环节,营运成本也逐渐提高.为了解决港口发展与能源消耗的矛盾,各港口都积极开展节能减排的技术创新工作,开始研究RTG油改电技术,从而降低港口营运成本.1上海外高桥港区RTG油改电工艺现状为了解决RTG油耗高,噪声大,污染环境等问题,上海港从2006年就开始对集装箱RTG油改电进行研究,对几种供电方式(高架滑触线,低架滑触线,电缆卷筒)进行技术分析.鉴于高架滑触线的供电方式在生产效率,节能减排和安全生产方面优势较明显,并根据外高桥港区ERTG试验的实际使用情况和上海港生产操作习惯,上海港目前已完成的RTG油改电改造均收稿日期:2011-0707作者简介:刘洪波(1963一),男,高级工程师,从事港口,航道规划设计工作.水运工程采用高架滑触线的供电方式.2RTG油改电接电方式分析2.1RTG油改电方式集装箱RTG油改电方式主要有3种n】,即电缆卷筒,低架滑触线和高架滑触线.1)电缆卷筒方式.需在轮胎吊上增加一个电缆卷筒,供电电缆插头插座,供电选择开关等.轮胎吊正常工作时可采用市电供电.电缆卷筒方式是靠ERTG携带电缆接电的一种取电方式.采用电缆卷筒方式供电的ERTG的机构(设备本身)相对于滑触线供电方式的ERTG更复杂(质量也会大一些),单机造价较高.2)低架滑触线方式.需通过在地面增设变压器,低架塔架,滑触线,轮胎吊上增设集电杆,供电选择开关等的方式对轮胎吊进行供电.低架是采用滑触线接电的方式,也是移动设备供电的一种常用方式.由于ERTG接电位置的滑触线较低,故相对于高架而言称为低架.低架滑触线的3)高架滑触线形式p】.受电方式类似于低架滑触线形式,基本与低架滑触线一样,只是由于ERTG接电位置的滑触线较高,其优点是设备直线跨场作业无需断电.就节能减排效果,上述3种方式效率几乎相同,只是电缆卷筒方案中随着使用电缆的加长,会造成较大的压降,功率损耗相对大一些.3种方式都使用市电电源,在正常使用电力供电时,三者都完全无废气及噪声排放,真正达到环保效果.2.2外高桥港区RTG油改电方式选择一般港区会根据自身特点选取最适合的油改电方案.结合外高桥港区各作业区平面布置特点,分别对上述3种油改电方式进行分析,比较,从而得出适合外高桥港区作业特点的油改电方式.上海外高桥集装箱码头堆场基本采用6(箱条)+1(通道)+1(7ITI或6.5m宽超车道)+1(通道)+6(箱条)的布置形式,2个相邻的RTG的安全间距取4m(图1)21.立柱一般高34m2.由于堆场排水需要,外高桥港区集装箱码头f1lf.11目目目目目目圈li冒目翮目i【.;圈目目目胃目e罾iJ123.4772347423.477234742347图1堆场断面布置J传统做法是在4m盲道内布置堆场排水明沟.若采方式,具体布置如图2所示.用电缆卷筒或低架滑触线方式,则盲道内排水明沟,防风拉锁座基础,拖缆槽(滑触线架),接3高架滑触线油改电关键技术电箱等相互交叉影响,布置较困难.另外,电缆3.1高架滑触线油改电特点卷筒式拖缆槽跨纵向通道(经路)以及轮胎吊跑1)滑触线支撑架的地基部分需占用一定的偏后卷缆困难等问题也较难解决,而低架滑触线面积,对港区空间有要求,一般占35IIl见方的区方案在经过港区纵向道路(经路)时必须中断,域,布置在堆场的超车道内.2)因滑触线的高度对于ERTG的直线转场不方便,ERTG在不同的较高,需考虑台风的影响;同时轮胎吊工作时,横向堆场间直线移动效率较低.架空滑触线应保持平直,平即滑触线与地面结合上述分析,考虑到上海港外高桥港区生道路应保持平行;直即要求在最大八级横风产实际情况堆场较规整,作业线长(一般在作用下,滑触线摆动单侧最大值不应超过1m.800m以上),堆场使用率高,ERTG直线转场频3)需做防雷,防电设计以及考虑冰雪天气对供电繁,90换箱区转场较少,结合堆场作业区高效运系统的影响.4)高架基础投资较大,适用于堆场行需求以及作业习惯(高架滑触线形式基本不改规整,作业线较长,堆场通过能力较大且效率要变港区作业习惯),选用高架滑触线油改电求较高的港区.5)同箱条作业区连续,直线转场第9期刘洪波,等:集装箱轮胎吊油改电技术在港口节能减排中的应用?125?图2高架滑触线供电方式图方便,一般不改变原港区堆场作业习惯.3.2高架滑触线油改电技术要点_2高架滑触线油改电技术要点包括:RTG自身改造,塔架基础及钢结构,供电系统,防雷.1)RTG自身改造项目包含如下内容:取电平台制作与安装,集电器成品安装,新增电源切换箱,460V接线箱,水密开关盒,机上限位,高压钠灯,指示灯,电缆敷设等.2)塔架基础及钢结构:结合港区地质条件,进行塔架基础设计,多采用桩基承台形式(在端塔增设拉梁).塔架钢结构设计主要包括主体塔架塔柱,横杆,斜杆,横担,承重索,抗风索,避雷索,电线挂索等.3)供电系统:首先需要核算港区供电容量,确保港区有足够供电能力实现油改电;其次根据港区实际情况完成供电系统设计,在堆场内根据需要增设供电设施.4)防雷:根据GB5O0572000建筑物防雷设计规范按照第三类建筑物防雷设计要求,设计整体的接地与防雷系统.5)其他:轮胎吊安全运行保护装置,高架滑触线输电铁塔防撞警示装置等.4节能减排效果分析由于RTG采用柴油发电机组提供动力,采用问歇式工作模式,据有关港口的统计,RTG发动机启动后,真正用于装卸工作的时间只有41.5%,其他58.5%的时问为空耗,一台RTG每小时空耗的柴油就达15.015.5L,故存在能耗高,运行成本高,污染重,空耗大等缺点,而ERTG的营运成本仅为柴油驱动RTG的1/3,且工作时产生的废气,噪声以及油,水的泄露少,大大节省了能源,降低了对环境的污染.采用高架滑触线接电方式的ERTG作业模式后,堆场集装箱装卸设备消耗的能源由原来的纯柴油提供变为市电供应为主.根据上海港外高桥港区的生产工艺流程,堆场设备改造完成后,ERTG每操作1TEU综合能耗ItRTG减少约0.6kg标准煤2,基本实现废气零排放,噪音明显降低.5结论1)集装箱轮胎吊油改电技术适应国家建设节约环保型港口的理念.2)油改电方式的选择应满足各个港区的实际特点,平面布置特点,港区排水情况等,同时应符合各个港区的作业习惯并满足生产的需求.3)提出了适合外高桥港区特点的采用市电的高架滑触线ERTG堆场装卸工艺,同时对ERTG的接电模式进行研究,第一次全面大规模采用高架滑触线式供电模式.4)采用高架滑触线接电方式的堆场ERTG作业模式后,堆场集装箱装卸设备所消耗能源由原来的纯柴油提供变为市电