港口起重機(jī)的幾種節(jié)能降耗方法

唐山港集團(tuán) 河北唐山 063611

1 RTG節(jié)能技術(shù)發(fā)展

世界對(duì)RTG節(jié)能技術(shù)研究主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。一是Siemens公司研究的經(jīng)濟(jì)節(jié)能型RTG，其采用永磁發(fā)電機(jī)，可根據(jù)荷載變化，調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，可有效降低能源消耗。二是TMGE的節(jié)能電控系統(tǒng)，可保障RTG在額定速度下工作，能夠?qū)崿F(xiàn)降低油耗、減少噪聲目的。三是Yaskawa-RTG，其通過(guò)降低發(fā)電機(jī)組容量，實(shí)現(xiàn)蓄元節(jié)能目標(biāo)。四是ZPMC的綠色RTG，進(jìn)而保障設(shè)備電力平衡，具有強(qiáng)節(jié)能效果。在未來(lái)發(fā)展中，RTG節(jié)能技術(shù)會(huì)越來(lái)越完善，甚至出現(xiàn)零能耗、零污染情況，需要有關(guān)部門積極研究，加強(qiáng)重視。

2 門座式起重機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)

2.1 機(jī)械儲(chǔ)能方案的設(shè)計(jì)

采取節(jié)能小車上裝備有平面渦卷彈簧的儲(chǔ)能裝置，離合器在小車運(yùn)行下有作用之后就可以把齒輪軸和渦卷彈簧斷開，彈簧因?yàn)辇X條上的齒輪在空轉(zhuǎn)而沒有儲(chǔ)能；相反，小車制動(dòng)會(huì)觸發(fā)離合器，這樣就能夠連接齒輪軸和渦卷彈簧的軸，齒條上的齒輪有滾動(dòng)的作用把彈簧卷帶動(dòng)起來(lái)儲(chǔ)存能量；等到能量?jī)?chǔ)存足夠之后，在儲(chǔ)能裝置里面的棘輪停止器就會(huì)作用到渦卷彈簧上不讓其將能量自動(dòng)釋放，還能夠?qū)椈傻膸?dòng)齒輪反轉(zhuǎn)情況進(jìn)行預(yù)防。提供小車返回的動(dòng)力需要對(duì)棘輪停止器進(jìn)行控制，讓其的棘爪脫離棘輪之后彈簧就會(huì)對(duì)小車返回釋放能量；能量全部釋放完全之后，離合器恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，這樣也能夠消除彈簧對(duì)小車運(yùn)行的影響。從節(jié)能的角度考慮，需要有兩個(gè)渦卷彈簧在每個(gè)儲(chǔ)能裝置之內(nèi)才可以，并且要將兩個(gè)彈簧的卷緊布置在相反的方向，能夠在小車往返時(shí)候都能夠利用每個(gè)彈簧來(lái)將能量?jī)?chǔ)存起來(lái)。明白機(jī)械儲(chǔ)能方式的原理，需要對(duì)其具體的數(shù)據(jù)計(jì)算，為后續(xù)的動(dòng)力學(xué)仿真作前提[1]。

2.2 輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在實(shí)際的起重機(jī)結(jié)構(gòu)的組成分布中，其金屬結(jié)構(gòu)就占據(jù)了整機(jī)成本的1/3，質(zhì)量的40%~70%，而大型起重機(jī)高達(dá)百分之九十以上的數(shù)據(jù)，也使起重機(jī)結(jié)構(gòu)輕量化的設(shè)計(jì)提上對(duì)應(yīng)研究的章程之中。而起重機(jī)的結(jié)構(gòu)通常是由材料、小車軌道及縱向筋、結(jié)構(gòu)形式、主梁截面參數(shù)構(gòu)建的。而相關(guān)的組成也在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中，有了相對(duì)應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換和設(shè)計(jì)創(chuàng)新，如：在我國(guó)傳統(tǒng)的橋式起重機(jī)與門式起重機(jī)設(shè)計(jì)中，其小車軌道大多采用“工字型”的P型鋼軌進(jìn)行壓板式固定，而這樣的固定方式也會(huì)造成軌道與主梁蓋板之間的貼合不夠嚴(yán)密，出現(xiàn)相應(yīng)滑移等現(xiàn)象。針對(duì)相關(guān)的問題，對(duì)實(shí)際的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行薄壁型材和異型鋼的采用。也能從側(cè)面降低結(jié)構(gòu)拼接之間的焊縫數(shù)量；提升其抗疲勞的性能。而目前，我國(guó)對(duì)橋式起重機(jī)與門式起重機(jī)輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)踐出全偏軌的主梁布置，使其能進(jìn)行更好的傳遞受力的過(guò)程中，滿足局部穩(wěn)定性、安全性的需要。同時(shí)減少材料成本的投入和機(jī)構(gòu)的負(fù)荷及承載結(jié)構(gòu)的造價(jià)。

2.3 分析岸橋的用電

岸橋有兩部分的用電分布，第一是供應(yīng)和分配電線路的傳輸過(guò)程電能的損耗；第二是正常負(fù)載工作下被吸收的電能。如果考慮沒有生產(chǎn)的情況，第一部分應(yīng)該比較適合用于節(jié)能降耗的考慮，能夠?qū)┡潆娔軗p耗進(jìn)行降低。從供配電的系統(tǒng)中等效阻抗和供配電的損耗、電流三者的關(guān)系來(lái)看，想要對(duì)視在電流以及系統(tǒng)的等效阻抗進(jìn)行降低，就要對(duì)供配電的損耗進(jìn)行降低。有功電流和無(wú)功電流組成了視在的電流，在正常生產(chǎn)的負(fù)載中電網(wǎng)必須吸收的電流是有功電流，負(fù)載以及電網(wǎng)之間反復(fù)交換的是無(wú)功電流，但是供配電的損耗會(huì)受到無(wú)功電流的影響。岸橋工作中，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)處于不斷轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。無(wú)功率的沖擊負(fù)載就是變化速度快、大變化負(fù)荷以及短時(shí)的重負(fù)載等特征。容量比例逐漸變大是根據(jù)岸橋的晶閘管整流的裝置以及變頻裝置的使用廣度；如此的大量使用之后，不少的高次諧波電流會(huì)通過(guò)整流橋以及逆變裝置產(chǎn)生之后進(jìn)入電網(wǎng)，供電的電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生畸變的波形，隨后導(dǎo)線的集膚效應(yīng)會(huì)在導(dǎo)線中產(chǎn)生，變壓器便產(chǎn)生高頻的渦流效應(yīng)，這樣增加了系統(tǒng)的等效阻抗，熱效應(yīng)也會(huì)從電機(jī)上產(chǎn)生，損耗也隨之增加[2]。

2.4 能量輸出端節(jié)能技術(shù)

能量輸出端是指供給設(shè)備運(yùn)作的能量提供部分，目前，我國(guó)主要應(yīng)用以下兩種節(jié)能技術(shù)。一是提高柴油機(jī)運(yùn)行效率，RTG設(shè)備系統(tǒng)荷載力在不斷變化，普通柴油機(jī)工作主要包括兩種狀態(tài)，分別為待機(jī)狀態(tài)以及工作狀態(tài)，在低荷載工作中，柴油機(jī)由于效率過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生大量能源浪費(fèi)。在節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中，需分析柴油機(jī)與油耗之間內(nèi)在關(guān)系，并致力于柴油機(jī)工作效率提升，我國(guó)西門子、安川等公司已經(jīng)研究節(jié)能型RTG，能夠?qū)崿F(xiàn)提高柴油機(jī)效率目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗最終目標(biāo)。二是采取油改電方式，節(jié)約RTG設(shè)備工作過(guò)程中的能源消耗。油改電是指在設(shè)備中增加供電裝置，當(dāng)設(shè)備起吊貨物時(shí)，其電能來(lái)源于市電，轉(zhuǎn)場(chǎng)之后，其電能來(lái)源于柴油機(jī)。油改電節(jié)能技術(shù)分為以下兩種方式，一是滑觸線供電，采取高架供電線路，支撐辮子、滑導(dǎo)受電，為RTG正常運(yùn)行提供保障。二是電纜卷筒供電，將電纜增加到RTG中，并對(duì)電纜卷盤進(jìn)行纏繞。在RTG能量輸出端應(yīng)用油改電技術(shù)，可以在發(fā)電機(jī)作用下，得到設(shè)備所需電能，提高設(shè)備工作效率，減少設(shè)備工作過(guò)程中能源消耗[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，起重機(jī)節(jié)能降耗設(shè)計(jì)實(shí)際是一項(xiàng)系統(tǒng)且艱巨的工程，是需要具有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和相關(guān)行業(yè)主管部門的牽頭，及研究院和生產(chǎn)廠家的相互協(xié)作，通過(guò)不斷地實(shí)踐和系統(tǒng)的反復(fù)論證，研發(fā)出的適應(yīng)與我國(guó)實(shí)際國(guó)情發(fā)展需要的新型輕量化橋式起重機(jī)與門式起重機(jī)的設(shè)備設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，也是促進(jìn)高效節(jié)能環(huán)保的綠色低碳經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。