1 前言
近年来随着国际原油价格不断攀升集装箱码头运营成本也大幅提高。在这种情形之下国内许多港口在堆场设备节能减排方面做了很多卓有成效的工作。轨道龙门吊 （ＲＭＧ）、高架 （包括交流和直流 ）或低架滑触线电动轮胎式龙门吊 （Ｅ－ＲＴＧ）、电缆卷盘以及超级电容等为动力驱动的轮胎式龙门吊大量的在港口应用。宁波港北仑第2集装箱码头分公司根据周边码头 “油改电 ”的成功经验结合堆场的布局对堆场中间盲道宽度较小的码头低架滑触线电动轮胎式龙门吊 （Ｅ－ＲＴＧ）的大面积推广应用做了探索并取得了成功。
2 轮胎式龙门吊 （ ＲＴＧ）“ 油改电 ”方案的比选
目前轮胎式龙门吊 “油改电 ”有三种供电方式即电缆卷盘供电方式、低架滑触线供电方式、线供电方式。电缆卷盘供电方式 （图 1）采用地面电缆供电供电性能稳定但对龙门吊设备上的改动较多一般只改龙门吊的一侧目前在港口大面积使用不多；高架滑触线供电方式 （图 2）由于对龙门吊过转道没有影响使用较方便但对堆场的空间布置防风、防雷要求比较高而且造价也相对较高的。
低架滑触线供电方式 （图 3）是沿龙门吊行驶跑道外侧架设滑触线和集电小车轨道轨道上安装集电小车电源从地面供电点经滑触线*后通过集电小车输送到龙门吊集电小车跟随龙门吊移动实现移动供电。该方式对场地要求不高可海陆侧上电成本相对较低技术成熟但由于龙门吊过转道时需插拔供电插头在使用会不方便。
图 4是我公司堆场布置图。从图中可以看到堆场不是很规则长距离的高架滑触线的优势得不到体现而且 57块龙门吊箱区中大部分龙门吊堆场中间盲道宽度只有 3．6ｍ不能满足高架滑触线中间塔基础尺寸的要求。比较上述 3种供电方式考虑到公司龙门吊堆场的实际布局*终轮胎式龙门吊 “油改电 ”改造采用了低架滑触线供电方式。
3 轮胎式龙门吊低架滑触线供电方式的技术研究与实践应用
3．1 轮胎式龙门吊低架滑触线供电方式的技术研究
在 “油改电 ”项目实施过程中参考了其他公司的经验在技术上进行了进一步的研究和完善。通常在集电小车重量的长时间作用下集电小车轨道会出现不均匀的较大下沉影响小车的行走。为了提高小车轨道的刚性在滑触线钢结构上做了改进把滑触线钢结构设计成桁架形式集电小车轨道每跨长度一般为 6ｍ（图 5）。在现场安装时要注意集电小车轨道的平直度同时在结构上须考虑地基沉降带来的影响。龙门吊堆场的沉降将导致滑线钢结构不平以致集电小车不能正常运行。为解决该问题在钢结构底板螺栓结构和灌浆工艺上进行了调整。
为了解决堆场中间盲道宽度 （即龙门吊跑道间距 ）较小 （只有 3．6ｍ）引起的龙门吊与滑触线发生 擦 碰 （龙 门 吊 与 滑 线 的 * 小 距 离 只 有400ｍｍ）的问题利用激光测距技术专门设计了一套龙门吊防撞系统 （图 6）在龙门吊鞍梁的 4个角上安装激光测距限位并把限位联锁到 ＰＬＣ控制。该系统在龙门吊靠近滑线 200ｍｍ或远离滑线 200ｍｍ时自动停止大车行走防止龙门吊撞到滑线或拉断电缆。同时对龙门吊大车速度加以限制避免龙门吊跑偏后因速度过快导致碰擦。该方案有效地解决了箱区横向的龙门吊碰擦问题。
另外为防止龙门吊在连接滑触线供电电缆的情况下冲出堆场 （纵向拉断 ）在龙门吊海、陆两侧安装检测装置用于检测龙门吊的当前位置使龙门吊在堆场端部附近大车行走时自动降低速度。同时利用龙门吊 ＧＰＳ定位系统对大车在端部的行走进行了两次保护在用电情况下当龙门吊行走到端部时自动停止。
在供配电方面对集电小车电控箱内线路进行了改造。设计了接触器配合断路器的控制方式（图 7）该方案既利用断路器具有的过载、过流、接地等强保护功能同时用接触器进行电源的通断有效地解决了接触器安全保护不足与断路器通断次数少的矛盾使系统供电稳定可靠。考虑到龙门吊 “油改电 ”后对于龙门吊用电数据的统计需求借助原有的无线局域网在龙门吊上设计安装了一套远程电度抄表系统可以用办公室里的电脑远程读取安装在龙门吊上的电能计量度数便于用能分析管理。
3．2 轮胎式龙门吊低架滑触线供电方式的实践应用
为了更快地将改造好的龙门吊投入使用在较短时间内解决因操作司机和插拔人员不适应过转道时带来的额外操作而影响龙门吊效率的问题试用期考虑了先在前方装卸船的箱区投用－－－因在这些箱区进提箱的概率较小减少了转场的次数；同时在后来的大面积应用的早期采用了相对固定箱区的 Ｅ－ＲＴＧ加上数量较少的ＲＴＧ相结合的设备配置方法来满足装卸船和进提箱效率两个指标消除了操作部门怕影响效率和过多的过转道带来不便的后顾之忧。
另外为了使操作司机尽可能的多用 Ｅ－ＲＴＧ除了经济管理手段外公司利用并完善了原有的 “生产系统与设备可视化管理系统 ”的资源从龙门吊的 ＰＬＣ里读取定位信息和用电用油的状态信息通过 2．4Ｇ无线局域网传到办公大楼里的设备可视化系统中的后台软件把这些信息进行存储并显示在电子地图上。这样管理人员在办公室电脑里就可了解现场龙门吊的运行情况（图 8）不同的颜色代表不同的龙门吊状态－－－用油的用电的未作业的便于相关人员对 Ｅ－ＲＴＧ使用的管理。
4 ＲＴＧ“油改电 ”的应用效果及存在问题
经过几个月大面积的推广使用应该说低架滑触线供电方式的 Ｅ－ＲＴＧ项目技术上完全可行节能降耗效果明显。据保守估计 “电 ”ＲＴＧ较“油 ”ＲＴＧ节能达 50％以上考虑龙门吊发动机维修成本节约等因素“电 ”ＲＴＧ较 “油 ”ＲＴＧ节约成本至少 75％。
可见在现阶段进行龙门吊大面积 “油改电 ”改造不但明显降低了装卸生产能耗给企业带来极为可观的经济效益而且对于打造绿色港口改善司机操作环境都有非常重要的现实意义。
龙门吊 “油改电 ”后在使用过程中也暴露出一些问题还需进一步探讨解决。龙门吊的过转道次数问题对生产工艺的优化 （特别是堆场的组织 ）提出了新的课题；另外大量的龙门吊使用市电后产生的高次谐波对电网的污染等技术问题也不容忽视。
