港口起重设备及其发展历程

港口起重设备及其发展历程陆俊杰摘要：随着现代港口装卸技术的发展，港口装卸设备也呈现自动化和智能化、大型化和高效化、专业化和多用化、标准化和系列化、环保化的总体发展趋势。本文着重以岸边集装箱起重机和卸船机为例，介绍一下港口装卸设备的发展状况和趋势关键词：起重机械港口龙门起重机岸吊一、港口主要应用的起重设备及分类门桥式起重机：桥式起重机：以桥架作为承载结构，能沿着桥架上的轨道水平运行，由起升机构、小车运行机构和大车运行机构等几部分组成的起重机械。桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定载起重量从几吨到几百吨不等，最基本的形式是通用吊钩式起重机。门式起重机：由一个门形金属架构、起升机构、大车运行机构、小车运行机构组成，能够在港口、码头及露天货场等场所沿着地面运行，实现货物装卸搬运作业的机械臂架类起重机：固定式(门座起重机、固定起重机）广泛适用于港口、码头、货场和货运中转站进行货物装卸作业。其结构简单，工作噪音小，易于修理。可采用吊钩、抓斗两用，以满足不同货物的装卸作业要求。移动式：轮胎起重机将起重工作装置和设备装设在专门设计的自行轮胎底盘上的起重机，称为轮胎起重机。浮船起重机：以专用浮船作为支承和运行装置，浮在水上作业，可沿水道自航或拖航的水上臂架起重机。它广泛应用于海河港口，可单独完成船—岸间或船—船间的装卸作业。浮式起重机根据其工作装置的工作特性可分为全回转浮式起重机、部分回转浮式起重机和非回转浮式起重机三种类型。二、港口装卸机械发展的总体趋势（1）自动化和智能化自动化和智能化技术是集机电—体的高新技术，以其安全，准确，高效、高技术含量在港口物流中将会发挥了巨大的作用。目前，PLC(可编程逻辑控制器)技术液压技术等被广泛用于港口机械的驱动和控制系统；变频调速已成为交流传动系统调速的主导；自动防摇和精确定位技术集装箱吊具上。自动化和智能化技术，计算机支持下的协同工作将在港口中普遍应用；港口正向着现场作业无人化发展。（2）大型化和高效化由于市场的需求，港口开始配置起重量大、工作效率高的装卸机械。目前，浮吊的最大起重量达到8800吨，龙门起重机的最大起重量可达3500吨，世界发达港口矿石和煤炭装船单机台时效率已分别达1.6万吨和1万吨，卸船6000吨和5400吨，集装箱装卸桥台时效率达60箱。而且，更加大型化和高效化的设备正在研制过程中。（3）专业化和多用化为提高装卸效率，各国港口为适应各货种流向和船型的需要，建造厂越来越多的专业化码头。如煤炭、汕品、集装箱、矿石等货类专用码头，并配备厂与之适应的专业化设备；为适应生产布局的不断变化和货种、货流不稳定等状况，出现了要求建造多用途码头的趋势，于是要求有与之相匹配的装卸机械。（4）标准化和系列化为提高港口机械制造水平，降低生产成本，方便维修和保养，港口装卸机械生产正向标准化、系列化方向发展。如我国岸边集装箱起重机是发展速度最快、技术水平最高、出口最多的港机产品，目前已成系列（5）环保化随着人类社会的不断进步，不论发达国家，还是发展中国家都越来越重视环保问题，环保型装卸机械越来越受到人们的青睐，“绿色”已成为港口机械发展的潮流。，能耗低，噪音小的产品是未来港口的最佳选择。三、岸边集装箱起重机发展的新趋势为了适应全球化的需要，降低成本，提高收益，集装箱运输船呈现出大型化的特点，目前已经有可装载13346个标准集装箱（由法国达飞集团制造，船长365.5m，吃水15.5m），更大型的集装箱运输船还在研发中。集装箱船舶大型化已成为不可逆转的趋势。为了应对这类船舶，港口码头没有船时效率330标箱以上无法满足要求，这是目前大多集装箱码头装卸调运集装箱速度的2倍,而装卸作业效率很大程度上依赖于岸桥的作业效率。市场需求迫使岸桥朝着大型化、高速化、自动化和智能化以及新型化方向发展。1.大型化1)额定起重量成倍增长。吊具下的额定起重量逐步从30·5t增大到65L,t上海振华重工(集团)有限公司,即ZPMC为深圳妈港建造的三40ft岸桥吊具下额定载荷已达120t。2)外伸距越来越大。集装箱船舶的大型化,其宽度由载箱量600~1000箱时的26~28m增大到现在载货8000~13000箱的56m,增大1倍。考虑到岸桥海侧轨道中心线至码头前沿的距离通常为4~5m,岸桥的外伸距相应地也由32m逐渐增加大到了现在常规的65m。目前,世界上前伸距最大的起重机为ZPMC在2006年为阿联酋迪拜港提供的8台前伸距为73·75m的超大型岸桥。3)轨上的起升高度。岸桥轨上起升高度取决于船舶甲板上堆箱的层高、码头标高、港口的潮高以及船舶轻载时吃水等多种因素。巴拿马岸桥的轨上起升高度通常为27m以下,超巴拿马岸桥在27~36m,而现在通常要求达到40m。ZPMC在2002年为马来西亚提供了5台轨上起升高度为8·5m的岸桥,可列当今之最。起升高度的大幅增大,将导致岸桥金属结构强度、刚度、疲劳等方面出现的一系列新问题,尤其是司机视线的恶化和因自重加大要求码头承载能力的大幅提高。2.高速化岸桥的工作机构为主起升和小车,近年来其速度日益提高。1）起升速度从巴拿马型岸桥的50--l20m/min,增加到现在的90-200m/min,电动机的功率已经大到2×925kW(阿联酋迪拜双40ft岸桥)。而ZPMC在2004年为天津港提供的6台岸桥空载甚至达到了220m/min,在2005年为智利提供的岸桥满载已经达到了120m/min,可为当今世界上满载速度最高的岸桥。2)小车速度已从常规巴拿马型的120m/min增加到现在常规的240m/min,并向300~350m/min的速度发展。目前,世界上小车速度最快的岸桥为ZPMC向上海外高桥、天津、美国长滩等用户提供的小车速度为350m/min的岸桥。3.自动化和智能化应对集装箱船舶大型化的挑战,为提高码头的管理水平和生产效率,岸桥发展的趋势也是越来越自动化和智能化。通过现代化的电控技术可以实现吊具的自动运行与检测,并自动防止集装箱坠落;通过光纤、互联网及现代化的监控技术已实现了远程故障显示和检测智能化;通过GPS、磁尺等实现自动纠偏和定位。这些自动化和智能化的技术已经应用于ZPMC的多个项目中,特别是ZPMC新开发的环保式集装箱自动化码头装卸系统。4.新型化集装箱船舶的大型化不仅需要集装箱起重机的大型化,还要快速装卸,减少船舶的在港时间,否则将降低集装箱运输的竞争性。ZPMC大胆创新,研发出了双40ft岸桥、双小车岸桥、双小车双40ft岸桥、三40ft岸桥等4种新机型。这些新型岸桥的共同特点就是装卸的高效化,可以至少提高生产率50%~100%。这些产品代表着新一代岸桥的发展方向。相信随着这些产品逐步在各港口的推广使用,必将给世界各集装箱码头带来更大的收益，而且会有效率更高、自动化程度更高、功能更加齐全的岸桥出现。四、卸船机的发展现状及趋势LX散装物料螺旋卸船机是根据目前市场发展需求而开发的一种新型散装物料卸船设备,该设备采用螺旋输送原理,可卸颗粒状、粉料物料，具有结构合理、卸料能力大、扬尘小、低噪音、环保、高可靠性、能耗小、维修方便等优点。利用有线、无线遥控器，单人即可轻松操作新型气力式蜗轮风机卸船机，每小时额定卸400吨，还具有能耗低、粉尘少、密闭性能好、环保好、易于维修等优点，卸粮机作业全自动控制全自动抓斗散货卸船机全自动散货抓斗卸船机在现有手动和半自动卸船机的基础上，增加了船舱位置扫描设备及物料分布扫描设备，即目标位置扫描系统(TPS)，实现船舱位置和物料分布的自动检测，完全取代司机的手动设置和操作，实现整舱的连续自动卸船功能，从而达到提高作业效率和安全性能的目的。LX散装物料螺旋卸船机