集装箱港口RTG轮胎吊油改电及应用

0 引言

目前，集装箱码头货物的堆砌，普遍使用大型轮胎式集装箱门式起重机 （RTG) 作为主要起吊装卸设备，以前的RTG类似于可移动的大型吊车，是以柴油

机作为动力的，由于RTG龙门吊的吨位高，马力大，而且柴油机效率低, 无功消耗大，RTG平时待机时间较长，使柴油机白白浪费了大量的动力，实际使用率不到50%。 随着全球能源的日益紧张，大油耗成为港口的沉重负担。 而且柴油机故障较多，现场维修量较大，一旦停运就会造成港口货物的堆压。 另外，柴油机组的噪音很大，碳排放量高，是空气污染的主要元凶。因此，尽快实行油改电改造成为新时期港口企业走出困境，提高国际竞争力的重要手段。

1 港口油改电种类及实施方法的优缺点

港口节能减排作为国家水运工程工作的重点，一直都在不断地探索中，各种节能减排技术也在不断研究与推广，其中，轮胎吊油改电改造，是直接改变轮胎吊的供电方式， 将市电引入轮胎吊的供电系统中，大大提高港口装卸货物的效率，降低运营成本，并且解决了港口的污染与噪音问题，得到了广泛的推广和应用。

油改电的方法很多，*常用的有两种。 一种是电缆卷筒供电方式，就是在轮胎吊的一侧安装一套电缆卷筒系统，电缆卷筒被放置在电缆槽沟中避免被沉重

的RTG碾压， 将接电箱中的市电通过电缆拖动接入RTG，源源不断地为RTG提供电能。为确保安全，必须采用低压供电， 这样就限制了电缆的长度及RTG行

走的距离，需在场地设置多个接线箱，采用人工插拔的形式来增大龙门吊的行动范围。而人工插拔的供电方式降低了RTG的使用效率， 一般在小的集装箱码头采用。

还有另一种油改电方式，就是采用低空架设滑触线的供电方式，在轮胎吊的一侧搭建滑触线，将RTG上的取电端通过滑触线上的集电器与滑触线滑动接触取得电能，源源不断地给RTG供电。

2 滑触线供电方式的油改电方式

2.1 手动插拔式油改电方式

在2011 年*初的油改电项目中， 供电方式设计为手动插拔切换方式，如青岛港一期、天津东方海陆、宁波港二期、天津联盟国际等。 这种供电方式比较简单，类似于桥式起重机（行车）的侧面滑触式供电方式，在两个相邻的箱区之间的通道上每隔一段距离设置一根金属立柱，上面架设刚性滑触线，滑触线高度绝缘，通过在上面滑动的装有碳刷的集电器取电。 根据海测路侧的不同，分为单侧（L型）和双侧（T型）滑触线通道，整条长度为1km左右，在箱区两头的滑触线支架顶端放置闪灯，用于夜间的警示灯，由安装在立柱上的开关盒控制，开关盒内安装时控开关，可以设定好闪灯的开关灯时间，防止夜间轮胎吊或其他移动物体撞到滑触线立柱上。在滑触线两端各配有1个上电箱（又称地面柜），用于给滑触线供电，上电箱的开关也由手动控制。 当轮胎吊进入到箱区前，RTG仍由柴油机供电， 在RTG驾驶室内装有市电/柴油机供电转换开关，当轮胎吊驶入箱区口时，将悬挂在集电器上的小车控制箱的电源插头接入RTG，操作人员切断柴油机供电， 转为由滑触线供电的市电供电模式。

滑触线上的集电器下悬挂安装了一个小车控制箱，小车控制箱把集电器从滑触线上采集的电能通过开关及控制元件传送到轮胎吊上，轮胎吊拖动集电器小车控制箱沿滑触线前后移动，在整个箱区内的装卸工作完全由市电供电完成。 在作业结束或需要转场时，再由操作人员关闭市电开关，拔掉插头，转换为柴油机供电，实现转场和到其他箱区继续工作。

这种手动插拔安装比较简单， 改造投入较低，但因为许多环节都需要人工操作，效率比较低，而且仍需保留柴油机供电方式。

2.2 自动插拔式油改电方式

随着油改电技术的日益成熟，和相关技术的大力推广，在2012年，无锡隆玛科技股份有限公司配合滑触线生产厂家研制开发了新一代自动插拔的油改电切换技术。 这种自动插拔式的油改电技术，自动化程度高，许多需由操作人员手工操作的工作，改由传感器及PLC控制完成，大大提高了工作效率，减少了由于人工操作失误而发生的故障，使港口获得更高的经济效益。

这种自动插拔的油改电技术也是需在相邻的两个箱区之间架设滑触线，位置比手动插拔较高。 滑触线高度绝缘，较手动插拔放置的方向转变90°。同样通

过在上面滑动的装有碳刷的集电器取电。根据海测路侧的不同，也分为单侧（L型）和双侧（T型），不同的是在轮胎吊上装有一系列液压缸延伸机构及光电开关，在箱区入口处的滑触线*上方设置一光电初步定位感应板，作为RTG进入箱区的感应器的接收标志，在滑触线钢构的*初3m左右的一段距离内未放置滑触线，而是RTG用油动作区，作为RTG使用柴油发电到市电的过渡区域，安装有小车基准板、喇叭口导向机构及感应开关。 RTG机构采用激光检测方式， 通过PLC 实现RTG自动纠偏。当RTG由柴油机供电时，其开进箱区后，光电开关感应到到位信号，轮胎吊上的液压缸启动，伸出带有集电器小车的采电杆到滑触线上的小车基准板上，感应开关动作，锁紧液压机构，使集电小车与基准板可靠压紧接触。 随着RTG的向前移动，集电小车沿基准板向前滑动，慢慢进入滑触线的导入槽内， 引导RTG伸出机构上的集电小车进入滑触线轨道。 采电杆的电刷机构插入滑触线槽内，可靠接触后，电控箱内PLC检测到各点的到位信号及未发现缺相信号后， 集电器自动锁紧，PLC发出电信号给RTG的控制箱，自动切断柴油机电源，闭合市电电源，RTG 开始由市电供电进行装卸作业。同样，在RTG完成装卸作业需要转场时，执行相反的动作，自动将市电供电转化为柴油机供电，采电杆液压装置自动缩回。 这样，整个RTG从进入箱区到变为市电供电再由市电转为柴油机供电， 整个过程无需停机及人工操作，大大提高了RTG的装卸效率，也避免了RTG停止再启动时柴油机能源的极大浪费。

自动插拔供电方式避免了手动插拔需要工人操作的缺陷，减少了工人操作时间，整个过程无需停机，大大提高了工作效率，因此，越来越多地被应用到油

改电项目中。

3 结语

集装箱港口的油改电改造还有一些不足， 比如，还不能完全摒弃柴油发电机组、仍然存在着一定的噪音和污染问题，以及柴油机的维修问题，另外，由于保留了市电和柴油机发电两种供电方式，一定程度上增加了港口的投入和维护费用。但是油改电技术大大减少了碳排放，降低了港口的装卸成本，越来越多地在港口得到应用和推广。