主要完成人：  许振超 张连钢 陈树程 张常杰 王书章

韩新林 孙庆远 赵先良 刘俊泉

主要完成单位：青岛港（集团）有限公司

成果简介：

一、立项背景

轮胎式集装箱龙门起重机，简称RTG，是码头堆场装卸集装箱的一种专用设备，具有可灵活转场作业、工程投资少等优点。目前全球RTG的保有量约6000余台，占各种集装箱龙门起重机总量的90%以上。

但是，由于RTG采用柴油发电机组提供动力，存在能耗高、运行成本高、污染重、空耗大等缺点。按当前柴油、电力价格计算， RTG柴油发电机组的发电成本比直接使用城市电网供电要高3倍以上。同时，柴油机工作时产生的废气、噪声以及油、水等泄漏，使港口环境受到了较大的污染。以青岛港统计、测试数据为例，RTG发动机启动后，真正用于装卸作业的时间只有41.5%，其它58.5%的时间为空耗，平均一台RTG每小时空耗的柴油就达15～15.5升。2006年青岛港的集装箱吞吐量达到770万TEU，RTG消耗的柴油约7500余吨。共排放了二氧化碳约2.3万吨，二氧化硫约67吨。

如何根本解决RTG的高能耗高成本高污染问题，已成为一个困扰业内多年的世界性技术难题。

二、主要内容

2004年3月，青岛港成立了RTG“油改电”技术攻关小组，围绕RTG的电动化展开了研究工作，经多种技术方案的论证与比较，最终于2006年7月采用刚性滑触线供电方案完成了由城市电网直接供电的RTG电动化改造（简称ERTG），实现了将节能减排、节支增效和可灵活转场作业集于一身的改造设想。

其基本原理是：在集装箱堆场箱区边，架设刚性滑触线供电线路，电网电力通过滑触线和移动供电装置输送到RTG，移动供电装置随RTG同步移动，从而实现对RTG的移动供电。当RTG需转场到另一箱区作业时，改由柴油发电机组或发电车供电，转场完毕后，由所在箱区的滑触线提供电力。（见图1、图2、图3）

图1  轮胎吊滑触线供电方案示意图

图2  刚性滑触线供电的ERTG原理示意图

                             图3 电源连接电气图

其主要技术方案是：

1.构建轨道式集电车刚性滑触线供电系统。

在集装箱箱区边埋设滑触线支撑立柱，立柱上安装有滑触线、集电车及其轨道，集电车可沿轨道跟随轮胎吊移动，这样既满足了刚性滑触线使用的精度要求，又克服了轮胎吊行走偏移和作业中晃动、摇摆对集电器的影响，从而突破刚性滑触线不能应用于轮胎式起重机械的限制，实现对轮胎吊的移动供电。

2. 设计开发供电集电车。图4为其结构简图。

图4  集电车机械结构图

3.集电车牵引技术。

采用了由ERTG对集电车实施柔性牵引的技术方案。这样，牵引绳既能为集电车跟随ERTG同步移动提供动力，又能消除ERTG走偏、摇摆对集电车产生的作用，简单有效地解决了集电车可靠随动问题。

图5集电车牵引杆装配图（局部）

4.ERTG自由转场技术方案

①通过挂钩，快速实现集电车与ERTG间的机械连接或分离。 图6集电车牵引绳、牵引钩图

②通过电缆插头插座，快速实现集电车与ERTG间的电气连接或分离（见照片1）。

照片1 电缆插头插座                      照片2  超声波测距装置

③ERTG转场时，只需拔下插头、摘下挂钩，启动柴油发电机组或由转场发电车提供动力，即可实施转场。

5.基于超声波测距技术的自动纠偏与防碰撞安全装置

在ERTG靠近滑触线一侧的两端安装的两套超声波测距装置不间断地测量ERTG与集电车轨道之间的距离，并将距离信号输入PLC，以此控制大车两侧运行电机运行，实现了大车行走的自动纠编或自动停机（照片2）。

6.插拔电安全保护技术

采用可人工控制动力电源的通断与插头插座可自动断电双保险设计。保证操作者即使误操作也不会发生带电插拔快速插头（见照片3）。

                           a)                        b)

照片3   RTG和集电车上设置的可自动断电的电源箱及快速接头

三、项目成效

青岛港RTG“油改电”技术改造项目，主要在节约能源、减少排放、改善环境、提高效率、降低成本等方面取得了显著成效，见下表：

注* 由于测试环境在冷箱区，降噪效果没有实际体现

目前，该成果已在青岛港实现规模化应用。投资4000余万元，进行了RTG电动化技术改造。截止2007年9月底，青岛港ERTG共完成操作箱量261万箱，节能1265.4吨标煤，节支1144.8万元，运行成本下降了65%，减少二氧化碳排放约8390吨，二氧化硫约23.9吨，柴油发电机组噪音基本消除，取得明显的经济效益和社会效益。