輪胎式集裝箱門式起重機(jī) （簡(jiǎn)稱 ＲＴＧ－ＲｕｂｂｅｒＴｙｒｅｄＧａｎｔｒｙＣｒａｎｅ） 是集裝箱堆場(chǎng)的主力作業(yè)設(shè)備?是影響集裝箱作業(yè)效率及經(jīng)濟(jì)收益的關(guān)鍵因素?具有操作靈活、裝卸效率高、工程投資少等特點(diǎn)。ＲＴＧ傳統(tǒng)動(dòng)力由柴油發(fā)電機(jī)組供給?能量轉(zhuǎn)換效率低、能耗大、成本高。柴油機(jī)氣體排放、噪聲、廢油水泄漏?是集裝箱堆場(chǎng)的主要污染源之一［1］。

ＲＴＧ作業(yè)過程的主要能耗發(fā)生在抓取箱及定向往復(fù)移動(dòng)中?占設(shè)備作業(yè)總能耗的 90％以上。油改電技術(shù)旨在改變 ＲＴＧ抓取箱及往復(fù)移動(dòng)過程中的供電方式?通過市政供電替代柴油發(fā)電機(jī)組（油改電 ）?解決柴油發(fā)電機(jī)帶來(lái)的高能耗、高成本、高污染、高噪聲、維護(hù)量大等缺點(diǎn)。該技術(shù)是現(xiàn)階段港口集裝箱裝卸領(lǐng)域開展節(jié)能減排工作的重要手段之一。

1 ＲＴＧ油改電改造原理及具體改造措施

1?1 ＲＴＧ油改電的改造原理

ＲＴＧ油改電技術(shù)改造通過在設(shè)備與市政供電系統(tǒng)之間增加 1套供電系統(tǒng)?實(shí)現(xiàn)市電上機(jī)?替代原有柴油發(fā)電機(jī)組供電。市電與柴油發(fā)電機(jī)組具有系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能?當(dāng)設(shè)備進(jìn)行堆取箱作業(yè)時(shí)?關(guān)閉機(jī)上柴油發(fā)電機(jī)組采用市政供電；當(dāng)設(shè)備需要轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)?分離市政供電?采用發(fā)電車或機(jī)上柴油發(fā)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)。常用的 ＥＲＴＧ供電系統(tǒng)改造有剛性滑觸線、高架滑觸線和電纜卷筒 3種。3種改造方式的前提均為不改變?cè)性O(shè)備的功能、性能?改造原理相同。

1?2 ＲＴＧ油改電具體改造措施

（1） 剛性滑觸線 在相鄰的 ＲＴＧ作業(yè)堆場(chǎng)結(jié)合部架設(shè)剛性滑觸線安裝立樁及剛性滑觸線供電線路，市電由特殊設(shè)計(jì)的集電車從滑觸線輸送到ＲＴＧ。集電車則通過柔性牽引裝置在 ＲＴＧ牽引下沿滑觸線移動(dòng)?使 ＲＴＧ實(shí)現(xiàn)對(duì)供電線路內(nèi)集裝箱箱區(qū)的工作覆蓋。轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)切斷市電?改由柴油發(fā)電機(jī)組或發(fā)電車供電。此種改造方式采用大功率、具有自動(dòng)斷電功能的電力快速接頭實(shí)現(xiàn)動(dòng)力安全、快速切換?主要改造部位在 ＲＴＧ底部。

常用的剛性滑觸線布置方式有 3種：?jiǎn)螌?4線布置、雙層 2＋2布置及雙層 3＋1布置?見圖 1。

（2） 高架滑觸線 通過在集裝箱堆場(chǎng)設(shè)置大跨距支撐鐵塔、懸掛雙溝銅滑線并輔以張緊配重、防擺橫擔(dān)等措施實(shí)現(xiàn)供電線路架設(shè)。滑線導(dǎo)電器以 ＲＴＧ頂部主梁上的供電平臺(tái)為支撐?在 ＲＴＧ牽引下沿銅滑線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。ＲＴＧ作業(yè)時(shí)采用類似城市無(wú)軌電車的方式通過滑線導(dǎo)電器作為銜接環(huán)節(jié)從銅滑線獲取電源。高架滑觸線采用高架、懸臂外伸懸掛雙溝銅滑線的布置方式使 ＲＴＧ作業(yè)時(shí)實(shí)現(xiàn)跨箱區(qū)作業(yè)而無(wú)需中途轉(zhuǎn)場(chǎng)?由此可徹底摒棄柴油發(fā)電機(jī)組。由于采用高空架設(shè)供電線路?對(duì)高空滑觸線架線技術(shù)、防擺技術(shù)、滑觸線平整度保證技術(shù)等提出了較高要求。布置方式見圖 2。

（3） 電纜卷筒 通過對(duì)堆場(chǎng)鋪設(shè)面進(jìn)行改造，在集裝箱堆場(chǎng)邊將電纜槽鋪設(shè)在電纜卷筒行程的正下方。電纜通過電纜槽一端與 ＲＴＧ的整機(jī)供電回路連接?另一端連接至相應(yīng)的市政電網(wǎng)。ＲＴＧ作業(yè)時(shí)，電纜通過電纜卷筒的伺服機(jī)構(gòu)，根據(jù)ＲＴＧ行走的速度沿電纜槽實(shí)現(xiàn)收纜或放纜。轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)時(shí) ＲＴＧ行走到接電位置切斷市電電源，將電纜全部盤卷后由柴油發(fā)電機(jī)組或發(fā)電車供電實(shí)現(xiàn)ＲＴＧ的轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)。電纜卷筒及導(dǎo)向裝置則需要根據(jù) ＲＴＧ的現(xiàn)狀安裝在合適的位置。電纜卷筒需與設(shè)備保持同步，避免 ＲＴＧ運(yùn)行過程中出現(xiàn)扯線、軋線等情況。電纜卷筒的安裝高度及電壓的選擇也是影響電纜卷筒使用性能的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。

2 ＲＴＧ油改電的關(guān)鍵技術(shù)

油改電的關(guān)鍵點(diǎn)在于設(shè)備如何能夠?qū)崿F(xiàn)安全供電、安全運(yùn)行、安全操作以及安全轉(zhuǎn)場(chǎng)等功能。不同的改造方式其各自的要求和側(cè)重點(diǎn)不同?因此關(guān)鍵技術(shù)也相差甚遠(yuǎn)。目前?3種改造方式在國(guó)內(nèi)港口都有成功應(yīng)用的案例?其中電纜卷筒已廣泛應(yīng)用于各大港口及大型裝卸設(shè)備中，屬成熟技術(shù)，本文不再贅述。

2?1 剛性滑觸線的關(guān)鍵技術(shù)

采用低空剛性滑觸線架線技術(shù)，對(duì)集電器與滑觸線之間的相對(duì)位置要求嚴(yán)格。其固定支架與滑觸線之間的橫向偏移不得超過 ±15ｍｍ，縱向偏移不得超過 ±20ｍｍ，對(duì)集電車的牽引技術(shù)要求較高，設(shè)備與剛性支架之間的距離必須能夠保證實(shí)時(shí)監(jiān)控，禁止發(fā)生碰撞，關(guān)鍵技術(shù)有：

（1） 集電車采用軌道式、柔性牽引技術(shù)，行走輪、導(dǎo)向輪采用防水免維護(hù)、防墜落設(shè)計(jì)。確保集電車在設(shè)備誤差允許范圍內(nèi)安全、可靠運(yùn)行。

（2） 基于超聲波測(cè)距技術(shù)的自動(dòng)糾偏與防碰撞安全裝置，實(shí)現(xiàn)了大車行走的自動(dòng)糾編或自動(dòng)停機(jī)，精度可根據(jù)需要設(shè)定。

（3） 大功率、自動(dòng)斷電功能的電力快速接頭技術(shù)，確保操作人員安全，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力的快速切換，為設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)提供便利。

（4） 箱區(qū)末端無(wú)電段設(shè)計(jì)，可強(qiáng)制斷電，確保 ＥＲＴＧ不會(huì)沖出箱區(qū)。

2?2 高架滑觸線的關(guān)鍵技術(shù)

高架滑觸線采用雙鉤銅滑線大跨距、高空、柔性架設(shè)。受跨距及重力下垂等因素影響?銅滑線的擺動(dòng)及平整度較難控制。此外?供電線路的防跑偏、防臺(tái)、防雷功能也較為重要。該方法對(duì)高空滑觸線架線技術(shù)、防擺技術(shù)、滑觸線平整度保證技術(shù)及防跑偏功能等要求較高?關(guān)鍵技術(shù)有：

（1） 集電器穩(wěn)定性技術(shù)，保證供電系統(tǒng)能夠承受 ＲＴＧ啟動(dòng)的大電流沖擊。

（2） 集電器防跑偏技術(shù)，集電器左右各有1ｍ的擺動(dòng)自由度，保證 ＲＴＧ在跑偏的狀況下也能夠可靠的供電，類似城市無(wú)軌電車的供電方式，確保了設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)靈活。

（3） 超高銅滑觸線防雷、防臺(tái)風(fēng)、防大雨漏電安全保護(hù)技術(shù)?實(shí)現(xiàn)了設(shè)備安全供電?安全作業(yè)。

（4） 長(zhǎng)距離、大跨度銅滑觸線平整度保證技術(shù)，采用吊線器均布和不等長(zhǎng)安裝的方式?使銅滑線基本保持水平?吊線器的間隔距離則不宜過長(zhǎng)。

（5） 大跨距、超高銅滑線防擺技術(shù)，采用端部設(shè)置配重橫擔(dān)?中部間隔設(shè)置防搖橫擔(dān)的方式減少滑觸線高空搖擺。防搖橫擔(dān)確保了相鄰滑觸線之間的距離保持不變，端部配重橫擔(dān)則能夠使各滑觸線的張緊力趨于相等。

3 供電方式綜合性能分析

在部分進(jìn)行油改電工作的港口中，深圳招商港務(wù)有限公司采用的是電纜卷筒式，青島港采用的是剛性滑觸線式，上海滬東集裝箱碼頭公司則分別進(jìn)行了電纜卷筒及高架滑觸線的油改電工作［2］。通過工程實(shí)際運(yùn)行?項(xiàng)目實(shí)施后，基本可實(shí)現(xiàn)尾氣 0排放，設(shè)備運(yùn)行成本節(jié)約超過 60％，噪聲污染降低 50％，并能夠提高設(shè)備利用率，降低故障率，取得了良好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益［3］。不同改造方式具有自身特點(diǎn)，對(duì) 3種改造方式的適用性及局限性具體分析見表 1。

通過對(duì)比，剛性滑觸線油改電方式安全、可靠、工程量小、投資省，但受滑觸線剛性立柱影響設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)不方便。高架滑觸線可實(shí)現(xiàn)跨箱區(qū)無(wú)轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)，更加適合專業(yè)化集裝箱碼頭使用?但其受架設(shè)高度、場(chǎng)地、自然條件及建設(shè)規(guī)模影響較大。電纜卷筒1機(jī)1線，改造復(fù)雜、成本高?適合小規(guī)模堆場(chǎng)使用，需要頻繁轉(zhuǎn)場(chǎng)的大型專業(yè)化集裝箱堆場(chǎng)不宜采用。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)集裝箱裝卸發(fā)展迅猛?2007年?國(guó)內(nèi)港，集裝箱吞吐量達(dá) 1?14億 ＴＥＵ?沿海港口完成1?05億 ＴＥＵ。按照 ＥＲＴＧ應(yīng)用的節(jié)能數(shù)據(jù)推算，油改電技術(shù)在集裝箱作業(yè)中的推廣應(yīng)用，可大幅降低集裝箱裝卸的設(shè)備能耗，優(yōu)化集裝箱裝卸運(yùn)營(yíng)成本。通過對(duì)油改電關(guān)鍵技術(shù)的不斷完善及其在新產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)中的使用將會(huì)更加有效的促進(jìn)港口裝卸設(shè)備的技術(shù)升級(jí)，改善港口作業(yè)環(huán)境，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型水路交通具有重要意義。