1 概述

全球燃油價格飛漲，各國對環(huán)保、節(jié)能要求的不斷提高，使得 “油改電 ”ｅＲＴＧ技術得到迅猛發(fā)展和提高。 “油改電 ”ｅＲＴＧ是指用電力驅動來代替原來用柴油驅動的輪胎吊，它既利用了電力“清潔能源 ”環(huán)保低耗的優(yōu)點，又具有輪胎吊靈活轉場的優(yōu)點。 “油改電 ”ｅＲＴＧ以其無比的優(yōu)越性成為國家交通部近期在港，推廣 “節(jié)能減排 ”技術的帶頭兵。

“油改電 ”ｅＲＴＧ是新近發(fā)展的技術，其發(fā)展和完善本身具有一個循序漸進的過程，人們對新技術的認識和要求也在不斷提高和完善。本文對不同形式的 “油改電 ”技術特點作一個分析和比較，以期對各個碼頭選擇合適自己的方案提供一些幫助。

2 ＲＴＧ和 ｅＲＴＧ的發(fā)展過程

目前世界港口90％以上的集裝箱堆場龍門吊是人們熟悉的 ＲＴＧ，它以柴油發(fā)電機作為動力，柴油發(fā)電機是安裝在輪胎吊上自成一體的，所以它具有 “靈活轉場 ”的優(yōu)點。與輪胎吊同期存在的還有一種是軌道吊，它是在軌道上行走的，采用電網供電的形式，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。但是由于集裝箱堆場龍門吊須 “靈活轉場 ”，人們更加愿意選擇輪胎吊。

輪胎吊利用柴油發(fā)電機作為動力，“喝油 ”厲害，有其先天的 “效率低下 ”問題。輪胎吊柴油發(fā)電機的容量必須覆蓋吊機的*大功率，而吊機的*大功率僅僅當提升重載集裝箱加速運行的一瞬間，使用時間往往只持續(xù)幾秒，還不到吊機工作時間的 1％，而其它用不到*大功率時候的柴油發(fā)電機也必須滿速運轉，效率非常低下。人們也發(fā)展了不少技術來提高柴油發(fā)電機的效率，如：柴油機調速、大小柴油發(fā)電機、柴油雙速發(fā)電機、混合動力減小柴油機容量等等。它們的目的是提高柴油發(fā)電機的效率或使用率 （通常也就 10％ －30％效率的提升 ），但與使用市電的大型發(fā)電機組相比效率仍然很低，成本也高。比較而言，*徹底的方法是采用電網供電來代替柴油發(fā)電機，即 “油改電 ”技術。電網供電可以根據(jù)需要開關電源和調節(jié)電量供給，目前 “油改電 ”節(jié)約營運成本可達到 60％ －80％。

*初的 “油改電 ”技術更多從單純吊裝節(jié)能效果來考慮，當初也將 “ＲＴＧ油改電描述為需要在 ＲＴＧ上增加一個供電系統(tǒng)。當 ＲＴＧ在堆場上進行正常堆垛作用時，關閉柴油發(fā)電機組，將供電選擇開關切換到岸電供電；當 ＲＴＧ需要轉場時，分離岸電，供電切換到柴油發(fā)電機組 ”。而電源的分離和切合、柴油發(fā)電機的啟動和停止往往為輪胎吊帶來很大的不方便性。

而實際中，特別是對于現(xiàn)代規(guī)?；b箱碼頭，不僅僅是利用 “油改電 ”的節(jié)能減排特點，同時還需要充分利用保留輪胎吊 “靈活機動 ”的特點。因此，在油改電方案之初就應該更加注重輪胎吊的轉場問題、駕駛問題，*理想的是盡可能“帶電轉場 ”，減少電源插拔和柴油機啟停，同時又不會對駕駛帶來大的影響。

3 “油改電 ”岸電上機方式和特點比較目前已有的 “油改電 ”方法是采用電纜卷筒、低空滑觸線、高架跨箱區(qū)滑觸線三種方案。

3．1 電纜卷筒供電方式 （單箱區(qū)移動 ）

該技術是*早得到應用的 “油改電 ”技術，在國外個別有環(huán)保要求的小型集裝箱場地，如挪威奧斯陸港，自 2003年初開始使用。國內 2003年末也在東北一邊貿集裝箱堆場使用。隨后在深圳招商港和上海滬東集裝箱碼頭分別使用。*近由于 “油改電 ”技術的推廣應用，部分碼頭開始大規(guī)模地推廣，如天津，深圳等地的部分碼頭年內會有40－50臺投入使用。

該技術就是通過將電纜卷筒安裝在輪胎吊上，利用供電電纜將市電采集到輪胎吊上 （見圖1），其典型特點是：

● 在原 ＲＴＧ基礎上?再增加一套市電供電裝置?主 要 有 機 載 變 壓 器 （如?1000Ｖ／460Ｖ?460ｋＶＡ）；電纜卷筒驅動控制柜 （電纜卷筒控制電

源?ＰＬＣ?變頻器 ）；電纜卷筒 （如?卷筒外徑 4ｍ?內徑 2ｍ），卷筒驅動電機和支持支架和維修平臺；整機重量增加約 3．5ｔ?會增加輪胎磨損和電能驅動。

● 輪胎吊跑道上通常需要挖設電纜溝，操作需要防止車輛或者輪胎吊壓到供電電纜，從而導致供電電纜受損。往往還需要在輪胎吊加裝防撞裝置和減速運行。一旦發(fā)生碰撞，維護成本較高。

● 由于電纜卷筒的局限，系統(tǒng)增加一定的電纜和變壓器損耗，約是總功率的 10％ －15％。

● 移動受限，目前只能單箱區(qū)內運行，換箱區(qū)工作需要切換電源，啟動柴油發(fā)電機，需要增加額外 的 時 間。相 鄰 間 箱 區(qū) 轉 場 通 常 在 20－30ｍｉｎ。

● 電源插頭由于需安全防水，插拔電源有一定安全性，目前大多需要工程技術部來人幫助。

● 電源插頭需要能方便快捷進行電纜插拔，目前主要還采用國外進，部件，可控性差。

● 電纜卷筒需要占用寶貴的運行安全空間（約 30－40ｃｍ，如安裝在門架內，可能被吊具和集裝箱碰撞，如安裝在門架外，可能影響輪胎吊行駛安全）。

● 在已有的應用中表明，防碰撞系統(tǒng)是非常重要的配置，但由于不象低空滑觸線可以用固定板做為基準，目前常用的方法 （如激光、超聲波 ）還沒有很好的解決方案。

● 另外，防碰撞系統(tǒng)僅僅可以減少碰撞事故，但駕駛不方便性仍然存在，往往通過犧牲駕駛速度來完成，這樣也影響效率，目前針對該問題已有自動駕駛技術 （如 ＧＰＳ，圖像處理技術 ）推出，需要一定的支出。

● 需要有效的換向裝置，以確保使用較少的電纜和對電纜彎曲疲勞的影響。

● 機上東西較復雜，使用壽命有限 （部分主要部件壽命僅 5－10年 ），如電纜彎曲疲勞和老化，變頻電纜卷筒壽命等，有一定的維護成本。

● 改造費用估算：2臺 ＲＴＧ在2×250ｍ堆場范圍內，地面供電部分改造費用 160萬，機上改造部分 100萬，平均每臺改造費用為 130萬人民幣。造價較高。

● 由于其電纜和變壓器的損耗，以及輪胎吊重量的增加，在可比條件下，年耗油 55萬元的工作頻率下，平均每臺節(jié)約營運成本為在 66％ （上海滬東單位標箱油耗 1．01ｋｇ＝4．55元，單位標箱電耗 2度 ＝1．54元 ），節(jié)約效率較低。投資回報期約為 3．5－4年。由于系統(tǒng)的壽命較短，按 10年計算，投資回報期占系統(tǒng)壽命約35％ －40％。

● 該技術地面工作較少，輪胎吊改造可以不占用工作場地，對堆場影響較小。

● 使用該技術的輪胎吊相對完整獨立，可以分批分期單獨改造，輪胎吊今后轉場和利用比較容易。

● 應用面廣，適合于不同大小、形狀的場地，特別是對小碼頭，輪胎吊數(shù)量少 （10臺以內 ）、密度小 （平均每臺覆蓋 2、3個箱區(qū)以上 ），有較高的性價比。

● 該技術相對應用時間較長，且深受主機廠歡迎并積極推廣，在市場上有一定的影響力。

另外，

● 由于高架滑觸線，不利的一方面它必然存在防雷、防臺風、防伏冰問題，它們都可以在設計中專門處理解決；但有利的一方面是它的架線塔可以與照明和監(jiān)控塔公用，等效于大大降低制造成本。

● 電網供電的輪胎吊還可以進一步引入電網反饋和公共直流母線技術來均衡電能 （由于起重機下放重量時有位能負載轉化成電能，現(xiàn)在ｅＲＴＧ是通過電阻損耗掉，利用電網反饋和公共直流母線技術可以把發(fā)的電給其它用電單元利用。它們是未來 “油改電 ”技術的必然發(fā)展方向，因為可以進一步節(jié)約電能 25％ －30％ ），他們需要同一個供電點有 3－5臺以上的輪胎吊工作，而前述兩種 “油改電 ”方法同一個供電點僅有一臺或兩臺輪胎吊工作，很難均衡電能。

上述三種 “油改電 ”方法不僅適用于老的堆場，對于新的堆場也同樣有效。

5 總結

● “ 油改電 ”技術是目前 ＲＴＧ*有效的 “節(jié)能減排 ”技術，值得大力發(fā)展和推廣，有條件的港口應該盡快應用該技術。

● 目前三種方法各有其特點和應用場合，無法完全取代，碼頭應該根據(jù)自己的條件選用合適自己的技術。

● 總體來講，對于小碼頭較適合用電纜卷筒方案，中小規(guī)模的可選用低空滑觸線方案，中大規(guī)模的更適合用高架滑觸線方案。

● 由于總體性能是高架滑觸線*優(yōu)，低空滑觸線居中，電纜卷筒較低。因此，在滿足資金、場地、運行條件的情況下，應該按上述順序選擇應用方案。