港口设备RTG的油改电

1、港口设备RTG的油改电大连集发港口技术服务有限公司 孙永健 张晓东摘要：“油”RTG改造为“电”RTG，在节能、环保方面得到了充分的改善，同时可以大大降低RTG运行成本。关键词：节能 环保 节约成本一、 前言随着全球石油价格的急剧攀升，降低RTG油耗和运行成本对各集装箱码头来讲日益迫切。据统计，“油”RTG 平均能耗约为 1.2 升/箱，柴油发电机组的维修保养成本约为 0.6 元/箱，“电”RTG 的单箱能耗约为 2.5 kWh/箱。按目前的柴油价格 5.0 元/升，电价：0.92 元/度计算，“油”RTG 的单箱成本约为 6.6 元/箱，“电”RTG 的单箱成本约为 2.3 元/箱。“电”R

2、TG 的运行成本仅为“油”RTG的 34.8%。二、 RTG油改电工作原理 传统RTG采用柴油发电机组作为动力，可在集装箱堆场内移动，也可方便的进行换场，不受拖带电缆及外力电源的影响，具有灵活机动性好等优点。但由于RTG油耗较高、柴油发电机组的维护成本高，RTG的运行成本较高。在RTG油改电的过程中可以采用滑触线和电缆卷筒方式。当RTG需在堆场上进行正常堆跺作业时，可关闭柴油发电机组，将供电选择开关切换到岸电供电。当RTG需转场时，利用插头插座将电缆卷筒供电电缆与岸电箱分离，供电选择开关切换到柴油发电机组，此时，柴油发电机组提供动力可使RTG完成转场作业。RTG进行油改电后，既可以大大降低RT

3、G运行成本，又可以保持RTG进行转场灵活机动性。三、 滑触线和电缆卷筒介绍鉴于DCT、 DPCM码头场地及设备情况我们建议采用电缆卷筒方案（此方案参考上海港机和上海外四码头对外四RTG改造项目）进行油改电项目，具体改造部分如下：(一) 滑触线在箱区外侧，沿RTG行驶轨道架设滑触线供电线路和集电小车轨道，轨道上安装有集电小车，沿滑触线运行。当RTG在箱区作业时，关闭柴油发电机组，所需动力由专门设计的机械装置将市电从滑触线输送到RTG。集电小车沿其轨道跟随RTG移动，实现移动供电 (见图1)。主要技术特点：小车采用8只行走轮、8只水平导向轮设计，车身两侧设有防翻转坠落装置。8只行走轮中有4只在用，

4、4只备用。当在用轮磨损达到一定程度，或出现卡死、脱落等情况时，备用轮就会自动投入运行，保证了小车运行的可靠性（见下图）。集电小车运行所需动力由RTG上的两个牵引臂通过钢丝绳提供。钢丝绳可有效吸收RTG跑偏、晃动时产生的位移，使小车能够沿轨道平滑移动，实现滑触供电。 在RTG运动偏移较大时，RTG牵引臂可实现自动伸缩，使小车的牵引钢丝绳不会有过大的偏移角度，从而保护小车不会受到过大的横向压力（见下图）。(二) 电缆卷筒1. 堆场部分改造如下图所示，在码头堆场上增加堆场变压器、电缆沟、导缆体、电缆固定体、电缆夹和岸电箱等组件。 1）堆场变压器将码头变电站高压电转换成可向RTG供电的低压电（470V

5、AC）。2）电缆沟电缆沟是通过在堆场上砌槽而成。3）导缆体导缆体前端为圆滑过渡喇叭口，可以使电缆自由改变出缆方向而不受到损伤。导缆体后端为可翻转盖板，可以使电缆插头容易退出。 为最大限度的节省供电电缆，一般将导缆体安装在RTG大车行走行程中心。4）电缆固定体 供电电缆在固定体上缠绕两圈，再从导缆体上引出，固定体可以承受电缆的拉力。5）电缆夹 将电缆在地面和固定体上固定。电缆夹一端为铰链，一端通过蝶形螺母紧固，可方面电缆拆卸。6）堆场岸电箱 岸电箱上安装有开关和插头插座。当RTG需转场作业时，利用开关断电后，将供电电缆插头从插座上拔出，从而使RTG上供电电缆与岸电箱分离。2. RTG改造部分如下

6、图所示，在RTG本机上增加电缆卷筒及平台、变频器控制箱、导缆架及固定支架、电源切换箱。 1）电缆卷筒及平台采用先进的变频电机驱动的电缆卷筒，电缆卷筒设置有编码器和凸轮限位，可检测电缆满盘或空盘，并提供保护。电缆卷筒安装在电气房顶部平台上，为保证电缆卷筒稳定工作，振动小，平台采用加强型设计，平台连接槽钢采用三角斜撑形式。2）变频器控制箱变频控制箱主要控制电缆卷筒，安装在电缆卷筒平台上。3）导缆架及固定支架为减小电缆的磨损，导缆架上下左右都设有电缆导向轮，上部前后侧设有托辊。为了使电缆过渡平稳，导缆架安装位置一般离地面为1米，如下左边图所示： 4）电源切换箱 电源切换箱安装在电气房鞍梁底部，利用电

7、源切换开关可以使RTG在柴油发电机组供电和岸电供电之间切换。由于需要安装平台和电缆卷筒，所以电气房侧斜梯需要拆除，并且电气房侧大车转向泵站整体需要转向180度（原始状态泵站门朝向外侧，改后门朝向里侧，）防止泵站与导缆架干涉。以上方案同时适用于DCT、DPCM码头，但是由于DPCM码头用电设备频率为60HZ，如使用50Hz供电，场桥上如下元件将受到影响：所以在上述设备改动的基础上DPCM码头还要完成以下改动：1） 起升及小车制动器电液推杆为60Hz专用型。2） FUJI驱动器供电频率选择在60Hz，需选择到50Hz/60Hz通用位置（因正常工作用50Hz，而转场时切换到场桥自身发电机组供电时又要

8、变到60Hz）。3） 吊具及转场泵电机为60Hz专用型，50Hz供电转速会下降，影响系统压力建立时间。四、 DCT、DPCM码头场地及设备分析1. DCT场地场地通道类型共有两种 1) 不带高杆灯通道：通道中心距3.6米，内侧跑道线为2.4米。2) 带高杆灯通道：跑道中心距离为6米，内侧跑道线距离为4.8米，内侧跑道线到高杆灯护栏距离为1.3米。2. DPCM场地目前，DPCM码头相邻场桥跑道线间距有3种，分别为跑道线中心距4米、跑道线中心距6.5米，跑道线中心距8米（带高杆灯）。详见下图，由于油改电项目需要在场桥上装有外部装置，因此，此间距越大越安全，从三种通道来看，跑道线间距6.5米的通道

9、因其内侧跑道线净距最宽，所以此类型通道作为油改电项目的首选。跑道线中心距6.5米跑道线中心距4米 跑道线中心距8米（带高杆灯）3. DCT设备DCT设备用电频率全部为50HZ，市电为50HZ，频率匹配。4. DPCM设备因DPCM码头现用场桥供电频率为60Hz，而我们码头的工频供电为50Hz，因此，在元件选择上存在频率不匹配的问题，所以设备上原有60HZ的用电设备需要更换为50HZ用电设备（包括起升、小车制动器液力推杆电机、驱动器等）。五、 DCT、DPCM电力分析1. 由于目前码头1、2号变电所提供的供电容量，与码头规划用电容量相一致，因此，如需要进行油改电，则需要根据改造场桥数量，在变电所

10、进行扩容改造。六、 建议方案滑触线和电缆卷筒比较市电方式优点缺点滑触线1. 一轨多机.1. 地面工程要求高.2. 滑触线日常维护要求高.电缆卷筒1. 抗风能力强.2. 接口安全.1. 一街多机对导缆沟要求高.2. RTG在电缆卷筒侧的斜梯将去掉.通过对两种市电方式的比较，并且结合码头通道、设备的考虑，我们建议DCT、DPCM码头采用电缆卷筒方案，初步试验布置位置如下：1. DCT码头建议在有高杆灯中心距离为6米的一条通道内对1台RTG进行改造。2. DPCM码头只在13号泊位冷藏街6.5米通道侧改造，如改造1条冷藏街，此方案可由1号变电所改造供电，保留了将来1号变电所为14号泊位冷藏街供电的可

11、能性。七、 费用1. 设备费用1) 电缆卷筒：根据上海港机对上海外高桥4期改造费用估算，每台RTG费用约为85万元（不含变电所增容、土建、变压器等供电部分元件及施工），因油改电项目需要在通道间增设变压器及开关柜，因此，需要从变电所到场地跑道线间进行土建施工，电缆沟费用150米约10万元。另外，针对DPCMRTG上60HZ用电设备改造为50HZ用电设备的费用已经传真给ZPMC要求提供，但未答复。2. 电力费用变电所增容费用需进一步与电力公司沟通。八、 电RTG操作说明1. RTG正常堆跺作业时操作说明 油改电RTG在堆场进行堆跺作业之前，必须检查供电电缆在岸电箱处固定是否牢靠、供电电缆在导缆体、

12、电缆沟、导缆架及电缆卷筒上是否平滑过渡，各电源切换开关是否处在正确位置。确认一切正常后方可进行作业。 由于电缆卷筒供电对大车纠偏要求较高，大车运行中若发现走偏，应及时用左操作台纠偏小主令开关操作调整。2. RTG转场操作说明 RTG需转场作业时，为保证安全，必须严格按下述顺序进行操作：1）将RTG行驶到靠近岸电箱处；2）利用岸电箱电源开关切断岸电对RTG供电；3）在岸电箱上拔出供电电缆插头，解除电缆固定夹，将电缆从固定体及导缆体中移出；4）将RTG上电源切换箱中选择开关切换到柴油发电机组供电；5）起动柴油发电机组；6）在RTG上地面控制箱上点动电缆卷筒收缆，收缆结束后将插头及剩余电缆缠绕在RTG导缆架固定支架上，并固定牢靠；7）RTG实施转场；8）将RTG行驶到新堆场靠近岸电箱处；9）将电缆插头和剩余电缆从RTG固定出取下，点动电缆卷筒放缆；10）将电缆绕进导缆体及固定体，待插头与岸电箱