基于轮胎式集装箱门式起重机“油改电”的研究

蔡添

摘 要：轮胎式集装箱起重机简称RTG，在我国主要应用于港口进行集装箱的装卸、转运、保管和交接等。本文详细分析轮胎式集装箱起重机应用的时代局限性和采用“油改电”模式的必要性，希望通过对该改造项目原理和方案得到论述帮助相应的企业实现转变，以更加高效的方式进行经营和服务，提高社会效益和经济效益。

关键词：RTG “油改电”集装箱 起重机 轮胎式

21世纪以来，“节约资源、保护环境”已经成为了我国的一项基本国策。就港口类的在营企业而言，我国早在2012年末发布的《交通运输“十二五”发展规划》中就已经对交通运输体系的发展做出“低碳”的要求，旨在全面推进资源节约型、环境友好型的社会建设，实现整个交通运输体系发展方式的转变。这也是我国在未来面对能源资源短缺、生态环境恶化的严峻挑战中所采取的积极措施。因此，交通运输行业也必须对该项措施进行积极的配合，通过资源配置的高效化、管理模式的强效化以及科技发展的创新化解决问题。把节能减排放在各项工作的重心，努力实现能源和资源的高效化，发展持续化的生态环境和社会经济。目前，RTG是我国港口进行集装箱的装卸、转运、保管和交接的主要设备，然而其作业现状却不容乐观，不仅无用功消耗较大，而且油耗和噪音的情况也十分严峻，更重要的是发动机的机组有效利用率低。因此，RTG的“弃油，改电”转换不仅可以有效应对全球能源短缺问题，也可以通过电力资源的低成本提升经济效益，更实现了对于大气污染和噪音排放等问题的改进，也使得这项改进措施成为了当下RTG发展的一种必然趋势。

1.轮胎式集装箱门式起重机存在的问题

就现阶段世界的应用情况看，大约有超过7500台的专业化集装箱门式起重机正处于使用阶段中，而其中的RTG约占85%左右。因为RTG的主要驱动力仍旧是柴油发电机机组，多处于间歇式工作的状态，因为需要保持待机，就会导致空耗占据绝大多数的时间，能量转换的实际效率过低，费用成本过高，严重影响企业的经济效益。而且，由于是柴油机提供动力，因此也造成了气体、噪声、废液等污染，严重影响港口及周边地区的生态环境。总的说来，RTG在当下的使用过程中主要问题大致存在于以下几点。

（1）资源浪费。因为RTG在一天之中有不少于四分之一的时间处于待机状态，这部分所产生无用功消耗对成本和资源都是巨大的浪费。

（2）效率过低。柴油发电机机组的能量转换效率较低，一般有效利用率仅为三分之一左右。

（3）成本过高。这部分因素主要源于两个部分，一是该机组的油耗过大，空转时间较长所引发的成本增高。另一方面则是由于国际原油价格的波动影响。就我国的集装箱堆场的数据统计结果而言，RTG进行单箱作业的油耗详情如下表1所示（柴油价格按照北京地区2015年12月8日的数据，约6600元/t计）。

（4）日常维护频繁。柴油电机机组往往需要进行频繁的维修才能保障日常的使用，而且零部件的更换和保养也带来了巨大的费用成本。例如，每季度机油更换就高达千元左右，而空气滤清器也需要保持每月600元以上的支出。更不用说发动机的D级、三级、二级保养加起来已经接近两万元了。可见，柴油发电机组总体维修和保养成本一直都很高。

（5）污染问题。主要有废液污染，噪声污染，大气污染。

2.轮胎式集装箱门式起重机“油改电”的必要性

面对近几年国家对建设资源节约型、环境友好型社会的要求，企业运营维护成本也越发成为企业实现经济目标的制约，更不用说国际能源供应的紧张趋势所带来的压迫。这些都不断要求RTG尽快实现“油改电”，总的说来，这种必要性主要体现在以下几个方面。

（1）以降低运营成本提升企业竞争力。相对于原油这类不可再生资源，电力能源在价格水平和价格稳定上具有更多的相对优势，能有效实现成本的优化。

（2）是对国家节能环保政策的响应。我党在十六大、十六届三中以及四中全会中，对节能降耗和环境友好型的社会建设提出严格的要求。

（3）是提升企业社会效益和树立良好品牌形象的重要举措。通过“油改电”可以让空气、噪音和废液等问题得到改善，不仅让操作人员的作业环境得到了优化，也使社会居民需求的满足，可以取得巨大的社会效益和生态效益。

3.轮胎式集装箱门式起重机“油改电”的主要方法

3. 1高架“油改电”

该方法的主要特点主要是高架供电线的布置点大多都在超车道，各立柱之间的间距大概是在0.1KM～0.3KM的范围，每条高架滑触线都实现了双侧供电的功能。而用于供电的立柱则需要沿着RTG的行走道路进行设置，并且使之贯穿和覆盖港口区域。而接触线的架设高度则需要保持在RTG顶部以上的两米到四米的位置。这样主要是为了保障集卡等车辆在通过线路下时不会受到影响。除此之外，由于该方法实现利用多个箱式变电站进行滑触线供电的功能，不仅减少了来自电线分压的能源损耗，也实现了对于直流电和交流电的普遍使用。

对于高架“油改电”而言，其优势大致上可以概括为以下几点，一是通过运行模式的较小转变实现对于横向转场市电的使用延续，也让发电机的启动次数得到了减少。二是不会因为这类改造而影响车辆的正常工作。三是由于改造后而形成的低跑偏要求，减少了特殊保护措施所造成的支出。

良好的技术和设计优势也需要坚实的技术基础，这也正是该方法的不足支出，因为这类改造模式要求企业前期投入大量的资金，主要是应用于堆场的立柱和土建，而这部分的投资需要较长时间才能实现回收。而且加上立柱需要覆盖整个港口区域，所以施工需要占用较多的场地，加上施工周期较长，对原有生产作业存在一定影响。正是结构主体都放置在较高的区域，因此加大了维护和检修的难度。

3.2低架“油改电”

以“低架”的特点来进行“油改电”的措施，无疑让对高架“油改电”方案的部分缺陷得到了针对性的改变，尤其是在自动化取电功能上的改良使得改造成本和施工周期都得到了极大的优化。因此，这也使得低架“油改电”在整个“油改电”技术取得了突破性的进展。低架的供电滑线将箱区作为运行单位，并且沿着大车的行车方向进行设立，但是在集卡车道的区域则需要中断。大多数低架滑触线主要布置在堆场盲道内，其设置的高度一般是在俩米到两米半之间，并且通过两侧安装实现RTG的供电。

以上的改造使得“低架”的改造比之高架而言更具相对性优势，尤其是在基础结构设计和架构等方面，极大的简化了立柱建设，使得改造施工的建设成本得到了有效的控制。除此之外，由于安全滑触线为定型产品，具有更高的安全性能。再加上RTG具有更大的随意性和自动化，提高工作效率。

而这类“油改电”模式也因为这类简化改造而引发了不少的问题，例如：自动转场的实现是利用柴油机实现，具有柴油机的普遍性负面影响。由于其在滑触线上的特殊设置，需要基于滑线保护的目标对 RTG 进行相应的改进，而最终会对车辆行进造成不少的负担。而其特有的低高度和数目较多的支架也会引发不少的风险，尤其当意外发生集装箱的掉落和倾斜问题之后，会因为对支架和滑线的破坏造成公司的大量损失。

4.结语

本文综合列举了大量关于RTG“油改电”的相关信息，通过对其项目现状、改造必要性、改造原理措施方案等信息的分析，一步一步推进轮胎式集装箱起重机“油改电”理想状况的实现。在RTG运行过程中提高对环保可再生资源的运用，不仅可以帮助相关企业节约营运成本实现经济效益，还可通过对污染排放和机组噪声的优化实现社会效益。不论是高架“油改电”或是低架“油改电”，在实际的应用过程中，都需要结合实际情况做好计划，同时设计好改造方案。在此基础上，加强“油改电”的监督管理，确保其改造工作落实到位。

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