基于輪胎式集裝箱門式起重機“油改電”的研究

蔡添

摘 要：輪胎式集裝箱起重機簡稱RTG，在我國主要應(yīng)用于港口進行集裝箱的裝卸、轉(zhuǎn)運、保管和交接等。本文詳細(xì)分析輪胎式集裝箱起重機應(yīng)用的時代局限性和采用“油改電”模式的必要性，希望通過對該改造項目原理和方案得到論述幫助相應(yīng)的企業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)變，以更加高效的方式進行經(jīng)營和服務(wù)，提高社會效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：RTG “油改電”集裝箱 起重機 輪胎式

21世紀(jì)以來，“節(jié)約資源、保護環(huán)境”已經(jīng)成為了我國的一項基本國策。就港口類的在營企業(yè)而言，我國早在2012年末發(fā)布的《交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中就已經(jīng)對交通運輸體系的發(fā)展做出“低碳”的要求，旨在全面推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會建設(shè)，實現(xiàn)整個交通運輸體系發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。這也是我國在未來面對能源資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)中所采取的積極措施。因此，交通運輸行業(yè)也必須對該項措施進行積極的配合，通過資源配置的高效化、管理模式的強效化以及科技發(fā)展的創(chuàng)新化解決問題。把節(jié)能減排放在各項工作的重心，努力實現(xiàn)能源和資源的高效化，發(fā)展持續(xù)化的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟。目前，RTG是我國港口進行集裝箱的裝卸、轉(zhuǎn)運、保管和交接的主要設(shè)備，然而其作業(yè)現(xiàn)狀卻不容樂觀，不僅無用功消耗較大，而且油耗和噪音的情況也十分嚴(yán)峻，更重要的是發(fā)動機的機組有效利用率低。因此，RTG的“棄油，改電”轉(zhuǎn)換不僅可以有效應(yīng)對全球能源短缺問題，也可以通過電力資源的低成本提升經(jīng)濟效益，更實現(xiàn)了對于大氣污染和噪音排放等問題的改進，也使得這項改進措施成為了當(dāng)下RTG發(fā)展的一種必然趨勢。

1.輪胎式集裝箱門式起重機存在的問題

就現(xiàn)階段世界的應(yīng)用情況看，大約有超過7500臺的專業(yè)化集裝箱門式起重機正處于使用階段中，而其中的RTG約占85%左右。因為RTG的主要驅(qū)動力仍舊是柴油發(fā)電機機組，多處于間歇式工作的狀態(tài)，因為需要保持待機，就會導(dǎo)致空耗占據(jù)絕大多數(shù)的時間，能量轉(zhuǎn)換的實際效率過低，費用成本過高，嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。而且，由于是柴油機提供動力，因此也造成了氣體、噪聲、廢液等污染，嚴(yán)重影響港口及周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境?？偟恼f來，RTG在當(dāng)下的使用過程中主要問題大致存在于以下幾點。

（1）資源浪費。因為RTG在一天之中有不少于四分之一的時間處于待機狀態(tài)，這部分所產(chǎn)生無用功消耗對成本和資源都是巨大的浪費。

（2）效率過低。柴油發(fā)電機機組的能量轉(zhuǎn)換效率較低，一般有效利用率僅為三分之一左右。

（3）成本過高。這部分因素主要源于兩個部分，一是該機組的油耗過大，空轉(zhuǎn)時間較長所引發(fā)的成本增高。另一方面則是由于國際原油價格的波動影響。就我國的集裝箱堆場的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果而言，RTG進行單箱作業(yè)的油耗詳情如下表1所示（柴油價格按照北京地區(qū)2015年12月8日的數(shù)據(jù)，約6600元/t計）。

（4）日常維護頻繁。柴油電機機組往往需要進行頻繁的維修才能保障日常的使用，而且零部件的更換和保養(yǎng)也帶來了巨大的費用成本。例如，每季度機油更換就高達(dá)千元左右，而空氣濾清器也需要保持每月600元以上的支出。更不用說發(fā)動機的D級、三級、二級保養(yǎng)加起來已經(jīng)接近兩萬元了?？梢?，柴油發(fā)電機組總體維修和保養(yǎng)成本一直都很高。

（5）污染問題。主要有廢液污染，噪聲污染，大氣污染。

2.輪胎式集裝箱門式起重機“油改電”的必要性

面對近幾年國家對建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，企業(yè)運營維護成本也越發(fā)成為企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟目標(biāo)的制約，更不用說國際能源供應(yīng)的緊張趨勢所帶來的壓迫。這些都不斷要求RTG盡快實現(xiàn)“油改電”，總的說來，這種必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）以降低運營成本提升企業(yè)競爭力。相對于原油這類不可再生資源，電力能源在價格水平和價格穩(wěn)定上具有更多的相對優(yōu)勢，能有效實現(xiàn)成本的優(yōu)化。

（2）是對國家節(jié)能環(huán)保政策的響應(yīng)。我黨在十六大、十六屆三中以及四中全會中，對節(jié)能降耗和環(huán)境友好型的社會建設(shè)提出嚴(yán)格的要求。

（3）是提升企業(yè)社會效益和樹立良好品牌形象的重要舉措。通過“油改電”可以讓空氣、噪音和廢液等問題得到改善，不僅讓操作人員的作業(yè)環(huán)境得到了優(yōu)化，也使社會居民需求的滿足，可以取得巨大的社會效益和生態(tài)效益。

3.輪胎式集裝箱門式起重機“油改電”的主要方法

3. 1高架“油改電”

該方法的主要特點主要是高架供電線的布置點大多都在超車道，各立柱之間的間距大概是在0.1KM～0.3KM的范圍，每條高架滑觸線都實現(xiàn)了雙側(cè)供電的功能。而用于供電的立柱則需要沿著RTG的行走道路進行設(shè)置，并且使之貫穿和覆蓋港口區(qū)域。而接觸線的架設(shè)高度則需要保持在RTG頂部以上的兩米到四米的位置。這樣主要是為了保障集卡等車輛在通過線路下時不會受到影響。除此之外，由于該方法實現(xiàn)利用多個箱式變電站進行滑觸線供電的功能，不僅減少了來自電線分壓的能源損耗，也實現(xiàn)了對于直流電和交流電的普遍使用。

對于高架“油改電”而言，其優(yōu)勢大致上可以概括為以下幾點，一是通過運行模式的較小轉(zhuǎn)變實現(xiàn)對于橫向轉(zhuǎn)場市電的使用延續(xù)，也讓發(fā)電機的啟動次數(shù)得到了減少。二是不會因為這類改造而影響車輛的正常工作。三是由于改造后而形成的低跑偏要求，減少了特殊保護措施所造成的支出。

良好的技術(shù)和設(shè)計優(yōu)勢也需要堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，這也正是該方法的不足支出，因為這類改造模式要求企業(yè)前期投入大量的資金，主要是應(yīng)用于堆場的立柱和土建，而這部分的投資需要較長時間才能實現(xiàn)回收。而且加上立柱需要覆蓋整個港口區(qū)域，所以施工需要占用較多的場地，加上施工周期較長，對原有生產(chǎn)作業(yè)存在一定影響。正是結(jié)構(gòu)主體都放置在較高的區(qū)域，因此加大了維護和檢修的難度。

3.2低架“油改電”

以“低架”的特點來進行“油改電”的措施，無疑讓對高架“油改電”方案的部分缺陷得到了針對性的改變，尤其是在自動化取電功能上的改良使得改造成本和施工周期都得到了極大的優(yōu)化。因此，這也使得低架“油改電”在整個“油改電”技術(shù)取得了突破性的進展。低架的供電滑線將箱區(qū)作為運行單位，并且沿著大車的行車方向進行設(shè)立，但是在集卡車道的區(qū)域則需要中斷。大多數(shù)低架滑觸線主要布置在堆場盲道內(nèi)，其設(shè)置的高度一般是在倆米到兩米半之間，并且通過兩側(cè)安裝實現(xiàn)RTG的供電。

以上的改造使得“低架”的改造比之高架而言更具相對性優(yōu)勢，尤其是在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計和架構(gòu)等方面，極大的簡化了立柱建設(shè)，使得改造施工的建設(shè)成本得到了有效的控制。除此之外，由于安全滑觸線為定型產(chǎn)品，具有更高的安全性能。再加上RTG具有更大的隨意性和自動化，提高工作效率。

而這類“油改電”模式也因為這類簡化改造而引發(fā)了不少的問題，例如：自動轉(zhuǎn)場的實現(xiàn)是利用柴油機實現(xiàn)，具有柴油機的普遍性負(fù)面影響。由于其在滑觸線上的特殊設(shè)置，需要基于滑線保護的目標(biāo)對 RTG 進行相應(yīng)的改進，而最終會對車輛行進造成不少的負(fù)擔(dān)。而其特有的低高度和數(shù)目較多的支架也會引發(fā)不少的風(fēng)險，尤其當(dāng)意外發(fā)生集裝箱的掉落和傾斜問題之后，會因為對支架和滑線的破壞造成公司的大量損失。

4.結(jié)語

本文綜合列舉了大量關(guān)于RTG“油改電”的相關(guān)信息，通過對其項目現(xiàn)狀、改造必要性、改造原理措施方案等信息的分析，一步一步推進輪胎式集裝箱起重機“油改電”理想狀況的實現(xiàn)。在RTG運行過程中提高對環(huán)保可再生資源的運用，不僅可以幫助相關(guān)企業(yè)節(jié)約營運成本實現(xiàn)經(jīng)濟效益，還可通過對污染排放和機組噪聲的優(yōu)化實現(xiàn)社會效益。不論是高架“油改電”或是低架“油改電”，在實際的應(yīng)用過程中，都需要結(jié)合實際情況做好計劃，同時設(shè)計好改造方案。在此基礎(chǔ)上，加強“油改電”的監(jiān)督管理，確保其改造工作落實到位。

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