港口起重机节能类型

1、现代港口起重机高效节能新技术及应用主主 要要 内内 容容1、起重机节能减排状况概述、起重机节能减排状况概述2、港口起重机节能新技术、港口起重机节能新技术3、港口起重机节能新技术应用、港口起重机节能新技术应用4、起重机节能技术应用前景、起重机节能技术应用前景一、起重机节能减排状况概述一、起重机节能减排状况概述1 1、国内能源利用现状、国内能源利用现状 我国单位GDP的能耗是美国的6倍，是日本的7倍,甚至是印度的倍。 大气环境污染严重，环境保护和二氧化碳排放面临巨大的压力，2020年我国碳排放的减排要达到2005年的40%45%。 我国在用的起重机械有四百多万台套，基本没用采用节能系统或装置，其能

2、源利用率不足30%。一、起重机节能减排状况概述一、起重机节能减排状况概述2 2、国外起重机节能状况、国外起重机节能状况 欧盟、特别是德国在通用起重机上都有节能系统或装置，其能耗不到我国同类产品的50%。 日本是世界上最重视节能的国家。在起重机能量回收、控制和管理技术方面处于世界领先。如住友重机、三菱重工、安川电气等公司均各自开发了节能系统。 住友轮胎式集装箱起重机的能量回收效率可达到65%，专用储能电池的寿命可达6年以上。一、起重机节能减排状况概述一、起重机节能减排状况概述3 3、国内起重机节能状况、国内起重机节能状况 我国针对起重机械的节能研究以企业为主，在技术上长期没有取得根本的突破。 没

3、有针对起重机械工作要求的专用能量回收储存装置，通用产品寿命较低。 能量控制和管理系统技术相对落后，针对性的研究工作开展不多。1 1、港口起重机节能类型、港口起重机节能类型 现代港口起重机的节能主要分为三大类： 起重机工作过程中的能量回收 将起重机在工作过程中释放的再生能量回收、储 存及再利用。 起重机工作过程中的能量回馈 针对电网供电的起重机将起重机在工作过程中释 放的再生能量回馈给电网。 起重机工作的能源替代 对于内燃驱动的起重机，采用油改气或油改电。二、港口起重机节能新技术二、港口起重机节能新技术2 2、起重机能量回收及利用技术、起重机能量回收及利用技术 起重机的驱动方案： 直流驱动由直流

4、发电机供电或整流供电； 交流驱动由电网直接供电或交流发电供电。 能量回收方案： 由驱动电机发电，燃料电池回收储存（直流电） 由驱动电机发电，通过逆变回馈电网（交流电） 能量利用方案： 能量的供给：正常能量的供给和回收能量的供给 能量的分配：回收能量向不同工作机构的分配二、港口起重机节能新技术二、港口起重机节能新技术二、港口起重机节能新技术二、港口起重机节能新技术2 2、起重机能量回收及利用技术、起重机能量回收及利用技术 能量储存装置： 采用超级电容-释放电流功率大、存储能量大； 采用锂电池寿命长、发展方向，充放电复杂。 能量储存装置能在不同电压和电流工况下实现电流快充快放。 能量储存装置寿命应

5、能正常工作5年以上。2 2、起重机能量回收及利用技术、起重机能量回收及利用技术 能量回收系统控制和管理： 能量回收的控制管理：实现再生能量的高效回收。 能量的供给与分配的控制管理：实现能量的合理分配和高效利用。 系统的安全控制管理：保证在能量的回收和利用过程中系统的安全。 系统的可靠性管理：保证具有能量回收利用功能的系统工作可靠。 二、港口起重机节能新技术二、港口起重机节能新技术3 3、起重机能量回馈技术、起重机能量回馈技术 变频技术的发展推动了能量回馈节能技术的实现。 门座起重机的典型作业循环图： 在负载满载下放或空载下放阶段都有势能的释放并可以通过电动机发电形成再生电能。二、港口起重机节能

6、新技术二、港口起重机节能新技术3 3、起重机能量回馈技术、起重机能量回馈技术 对于采用变频驱动的起重机工作机构的传动方式为 外电网变频器电动机工作机构 在负载下降过程中产生的电能可以有两个去向： 1）通过变频器制动单元导通制动电阻将电能转换为热能消耗掉。 2）通过变频器的逆变部分对直流母线进行充电使得变频器直流母线电压升高而将该电能回馈电网。 要实现再生电能的回馈，只需在原有的变频器中增加一套可控的能量回馈装置，将再生能量逆变为标准的交流电即可。二、港口起重机节能新技术二、港口起重机节能新技术4 4、起重机能源替代技术、起重机能源替代技术 起重机能源代替的意义在于降低能源使用成本，减少作业场所

7、的排放，对于以燃油作为动力源的流动式起重机，能源的替代方案主要有两种： 1）油改气 用液化石油气或天然气代替原油，可实现一定的减排并降低原料使用成本。其主要技术在于对内燃机的改造。 2）油改电 通过电网供电取代内燃机发电，实现工作场所的减排和降低能源使用成本。二、港口起重机节能新技术二、港口起重机节能新技术三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用常规轮胎式集装箱龙门起重机（简称轮胎吊或场桥）常规轮胎式集装箱龙门起重机（简称轮胎吊或场桥）消耗了码头燃油总消耗量的消耗了码头燃油总消耗量的65-70%。集装箱码头轮胎吊燃油单耗平均在集装箱码头轮胎吊燃油单耗平均在1.2-1.5升升/自

8、然箱，自然箱，其有效燃油利用率仅为其有效燃油利用率仅为20-30%。大功率锂电池作为主要动力源，柴大功率锂电池作为主要动力源，柴油发电机仅作充电用。油发电机仅作充电用。轮胎场桥节能重要途径之一：轮胎场桥节能重要途径之一：1 1、集装箱轮胎龙门起重机能量回收系统应用、集装箱轮胎龙门起重机能量回收系统应用PLC蓄电池充/放电升压起升变频器小车变频器大车1变频器大车2变频器制动单元整流发电机或市电直流母线三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用1 1）锂电池能量回收系统实施方案）锂电池能量回收系统实施方案 在在RTGRTG上加装锂电池节能系统，既可以通过柴油发电上加装锂电池节能系统，

9、既可以通过柴油发电系统充电，又可以通过外部充电。安装该系统后仍能保系统充电，又可以通过外部充电。安装该系统后仍能保持持RTGRTG的灵活性。的灵活性。三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用2 2）锂电池能量回收系统实施效果）锂电池能量回收系统实施效果节能测试结果测试方法传统RTG(L)混合动力RTG(L)节油节油(%)怠速等待(30min)5.35L3.3kwh=0.95L82.2%空载(10 循环)13.25L17.14kwh=4.94L62.7%带载15t (10循环)13.9L16.38kwh=4.72L66.04%带载30t (10循环)15.44L18.04kwh=

10、5.02L66.32%试验节能轮胎吊参数 起升电机：170kw 起升速度： 23/46 M/mi起升高度： 18M 小车电机： 15kw x 2三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用减少污染减少污染柴油机从400多KW降至50KW排放小，不再冒黑烟提高效率提高效率与常规市电轮胎吊比，减少转场时的切换环节，提高了工作效率，减少故障点。前景广阔前景广阔锂电池使用成本日益降低。应用前景广阔。3 3）其它优点）其它优点三、三、港口起重机节能新技术应用港口起重机节能新技术应用港口轮胎式起重机（简称轮胎吊）是件杂货码头堆场的主要装卸设备，港口轮胎式起重机（简称轮胎吊）是件杂货码头堆场的主

11、要装卸设备，内燃机驱动，燃油消耗量大，是件杂货码头节能减排的重要对象。内燃机驱动，燃油消耗量大，是件杂货码头节能减排的重要对象。大功率超级电容或锂电池作为主要大功率超级电容或锂电池作为主要储能装置，柴油发电机和储能装置储能装置，柴油发电机和储能装置混合供电。混合供电。轮胎吊节能方案之一轮胎吊节能方案之一2 2、港口轮胎起重机能量回收系统应用港口轮胎起重机能量回收系统应用柴油发电机作为行走驱动供电、工柴油发电机作为行走驱动供电、工作过程由市电供电。作过程由市电供电。轮胎吊节能方案之二轮胎吊节能方案之二三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用1 1）超级电容混合动力节能系统实施方案

12、）超级电容混合动力节能系统实施方案三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用2 2）超级电容混合动力节能系统实施效果）超级电容混合动力节能系统实施效果常规驱动30t轮胎吊参数 起升电机：60kw；变幅电机：37kw柴油发动机：151kw节能型30t轮胎吊参数主起升电机：37kw；辅助电机：37kw主变幅电机：22kw；辅助电机：22kw柴油发动机：93kw 发动机功率下降近40%三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用3 3、港口门座起重机能量回馈系统应用港口门座起重机能量回馈系统应用港口门座起重机是码头前沿的重要装卸设备，港口门座起重机是码头前沿的重要装卸设备，

13、通常由电网供电，变频调速，目前大多数在用通常由电网供电，变频调速，目前大多数在用门机均无节能系统，再生能量多由电阻消耗门机均无节能系统，再生能量多由电阻消耗采用具有逆变功能的变频驱动系统，实现能量采用具有逆变功能的变频驱动系统，实现能量的双向流动的双向流动新购置门机节能方案新购置门机节能方案轮胎吊节能方案之一轮胎吊节能方案之一在用门机节能方案在用门机节能方案通过改造增加可控的能量回馈装置，实现能量通过改造增加可控的能量回馈装置，实现能量向电网回馈向电网回馈三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用1 1）在用门机节能改造实施方案）在用门机节能改造实施方案采用旁路回馈系统方案，该方案只采用旁路回馈系统方案，该方案只考虑起升机构的能量回馈考虑起升机构的能量回馈三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用1 1）在用门机节能改造实施方案）在用门机节能改造实施方案采用整流回馈系统方案，该方案可采用整流回馈系统方案，该方案可实现最大能量回收和谐波治理实现最大能量回收和谐波治理三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术应用2 2）在用门机节能回馈改造效果）在用门机节能回馈改造效果三、港口起重机节能新技术应用三、港口起重机节能新技术