浅谈节能型轮胎吊

浅谈节能型轮胎吊项目宁波远东码头经营有限公司张夕寅以柴油发电机组为动力来源的轮胎吊（RTG）是集装箱码头必不可少的重要大型装卸机械，由于近年来国际油价的持续走高，RTG的实际运营成本不仅极大地影响着码头作业的装卸成本，甚至威胁着部分中小型码头的正常作业。在这种情况下，新建集装箱码头如招商国际青岛等已采用轨道吊方式。而近几年来，使用市电的龙门吊被越来越多地采用，相应地各大集装箱公司都相继对自身的龙门吊进行了“油改电”改造。在这里，我们不讨论已被广泛采用的“油改电”技术，而是来讨论另一种节能方式“可调速柴油发电机组”。由于“油改电”涉及到的面比较广，前期的投入比较大，较适合大型码头，而对于中小型码头来说，“油改电”前期的场地改建就有可能对生产造成比较大的影响。而采用“可调速柴油发电机组”方式改造龙门吊，则无需对集装箱堆场此类的土建进行改造。且改造方便，可一台台进行改造后即投入使用。过去一直以来轮胎吊动力系统是由柴油机以恒定的高转速拖动发电机，高转速的运行必然会带来过多的机械损耗和空载损耗，系统在待机状态的能量利用率很低。为了减少空耗，提高能量利用率，开发出柴油机智能调速系统，该系统对各大机构作业所需的功率进行实时计算，根据所需的总功率调节柴油机的转速，一方面保证各机构正常作业，另一方面使得柴油机能够在低负载下以较低的转速运行。能量需求与柴油机速度关系是由专有模块快速实时完成。机构的动作命令都是由PLC发出的，根据各机构的运行状态，PLC综合计算所需能量，根据柴油机输出功率和转速的配比曲线，输出柴油机的转矩转速参数。因为PLC运行速度快，并根据实际工况在程序中对转速的输出进行处理，该系统实时性跟随性好，超调小，系统调速稳定。设备改造不改变原系统，只是加了相应的电气器件，PLC程序增加了调速的程序块，工程周期短，并适用于不同电控系统。改造后在司机操作上没有任何差异，而在轮胎吊大量待机的时间里，柴油机运行转速只是原来的一半，只有在重载拉箱子时，柴油机才会达到原来的额定转速。柴油机的能量利用率大大提高，在相同的作业环境里，节油效果很明显。而且，因为柴油机和发动机都在低负载下以低转速运行，使机器使用周期增长，器件损耗减小。原系统配置改造后新系统配置改造方面，由于采用调速控制，原有的发动机风扇势必不适合低速情况下的发动机散热要求，所以发动机的风扇需要更换为大风量型的风扇。同样，励磁控制板也需要更换。电气房方面，AC/DC整流器需要改造，辅助部分需要加装变频器以用来供电。在柴油机房设置一个PLC远程站，在发动机旁增加电子油量记录与PLC通讯，实行油耗记录自动化，编写相关处理程序。经过以上几个步骤后，我们进一步优化柴油机的等功率下的经济转速，进一步细化动态需求功率与柴油机动态调速。改进RTG照明灯具，节省夜间照明耗能。优化电子风扇的控制（建立温度、风力关系），优化柴油机的效率。优化吊具控制，节省吊具空耗。经过这样的改进后，通过厂商提供的跟踪数据，基本待机节油率可以达到40%，综合节油率可以达到30%，而一台机器的改造成本在30WRMB左右，按一台机一个月使用柴油8.5T来计算，一个月可以省油2.3吨，按一吨8000RMB来计算，一个月可以节省油费1.8万，年节省油费22万。可看出不到2年的时间即可收回改造成本。缺点是，在频繁处于重箱起吊和等待指令这一情况时，会导致发动机长期处于高低转速频繁切换的状态，对发动机的使用可能会存在一定的影响。此“可调速柴油发电机组”改造周期短，改造费用低廉，适合中小型码头堆场的使用。