對於節能工作的重要性,《國務院關於加強節能工作的決定》明確規定:為深入貫徹科學發展觀,落實節約資源基本國策,調動社會各方麵力量進一步加強節能工作,加快建設節約型社會,實現“十一五”規劃綱要提出的節能目標,促進經濟社會發展切實轉入全麵協調可持續發展的軌道,特作如下決定:(1)充分認識加強節能工作的重要性和緊迫性;(2)用科學發展觀統領節能工作;(3)加快構建節能型產業體係;(4)著力抓好重點領域節能;(5)大力推進節能技術進步;(6)加大節能監督管理力度;(7)建立健全節能保障機製;(8)加強節能管理隊伍建設和基礎;(9)加強組織領導。
shishizhengming,tongguojienengjishugaizao,shishixianshangshuguidingdezhongyaohuanjie,weiquebaoshehuikechixufazhandiandinglianghaodejichu。gangkouqizhongjishigangkouxingyeshengchanzhongyongnengdahu,qizhongbaokuoyongdianjiyongyou(主要指生產中的柴油),圖l為某個集裝箱碼頭的生產用能情況。圖1所示的能耗主要包括用電及用油耗用,其中的油耗占整個能耗的70%左右。在國家大力提倡用電能的條件下,如何降低油耗在整個生產中的比重顯得優為重要。在此占70%比重的用油大戶主要是指用於生產作業的輪胎式集裝箱龍門起重機(以下簡稱龍門吊):龍long門men吊diao用yong油you量liang的de減jian少shao可ke通tong過guo技ji術shu改gai造zao來lai實shi現xian。傳chuan統tong的de龍long門men吊diao因yin在zai碼ma頭tou堆dui場chang內nei作zuo業ye,自zi身shen配pei備bei有you柴chai油you發fa動dong機ji組zu作zuo為wei動dong力li能neng源yuan,滿man足zu了le作zuo業ye的de方fang便bian靈ling活huo性xing和he轉zhuan場chang的de需xu要yao,在zai堆dui場chang內nei不bu受shou供gong電dian的de局ju限xian,具ju有you良liang好hao的de機ji動dong性xing能neng。

圖1某集裝箱碼頭的生產用能表
大大提高了集箱裝裝卸效率。但其有以下缺點:
(1)耗油量大,成本高。以1台龍門吊1個月作業5000箱次,1年6萬箱次計算,每作業1箱次的耗油量約2L柴油,每年1台龍門吊用油量約100t,近60萬元人民幣;
(2)噪聲大、排放汙染嚴重;
(3)發動機組故障多,維修成本高。維修成本包含定期更換機油、三濾等費用,定檢及例檢的人丁費用,以及發動機運行大約15000h後的大修費用等.近幾年來,國內外各碼頭公司以及起重機製造廠商紛紛投入大量的人力物力進行龍門吊節能。降耗的技術改造項目研究。
混合動力方案
1. 超級電容方案
傳統的龍門吊工作狀況為:當(dang)起(qi)重(zhong)機(ji)吊(diao)起(qi)一(yi)個(ge)集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)時(shi),起(qi)升(sheng)電(dian)機(ji)需(xu)發(fa)動(dong)機(ji)供(gong)給(gei)足(zu)夠(gou)的(de)電(dian)能(neng),電(dian)機(ji)把(ba)電(dian)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)動(dong)能(neng),把(ba)集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)吊(diao)到(dao)所(suo)需(xu)高(gao)度(du),完(wan)成(cheng)動(dong)能(neng)到(dao)勢(shi)能(neng)的(de)轉(zhuan)變(bian)。當(dang)集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)下(xia)放(fang)時(shi),起(qi)升(sheng)電(dian)機(ji)處(chu)於(yu)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai),因(yin)龍(long)門(men)吊(diao)無(wu)反(fan)饋(kui)到(dao)電(dian)網(wang)及(ji)逆(ni)變(bian)的(de)裝(zhuang)置(zhi),此(ci)時(shi)的(de)電(dian)能(neng)就(jiu)消(xiao)耗(hao)在(zai)直(zhi)流(liu)母(mu)排(pai)上(shang)的(de)能(neng)耗(hao)電(dian)阻(zu)上(shang),電(dian)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)熱(re)能(neng)消(xiao)耗(hao)掉(diao)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)的(de)作(zuo)法(fa)為(wei):增加超級電容作為儲能裝置並人上述直流母排電路中,利用其大電流、快速充放電的特性,當集裝箱下降時,吸收電動機所發出的電能並儲存起來;當(dang)起(qi)重(zhong)機(ji)要(yao)吊(diao)起(qi)集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)時(shi),超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)釋(shi)放(fang)電(dian)能(neng),以(yi)補(bu)充(chong)電(dian)路(lu)所(suo)需(xu)的(de)能(neng)量(liang),起(qi)到(dao)降(jiang)低(di)發(fa)動(dong)機(ji)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)能(neng)。從(cong)而(er)使(shi)龍(long)門(men)吊(diao)能(neng)有(you)效(xiao)的(de)重(zhong)複(fu)利(li)用(yong)再(zai)生(sheng)能(neng)量(liang),成(cheng)功(gong)地(di)實(shi)現(xian)環(huan)保(bao)要(yao)求(qiu),取(qu)得(de)了(le)良(liang)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。
加裝超級電容後形成混合動力係統的優點:
(1)有一定的減排效果,據測試,柴油機排放的煙氣黑度為林格曼黑度0級,即RTG每1次加載啟動時柴油機.排氣管不再冒汙染環境的黑煙;
(2)突加載荷時柴油機噪聲降低4~5dB;
(3)能耗下降,燃油節省約30%~40%;
(4)柴油發動機組的功率選型可降低;
(5)柴油機工作平穩性提高,可延長使用。
超級電容係統具有的缺點:
(1)電容的使用壽命為4~5年,需定期養護;
(2)平常需例行檢查,保養項目包括電容外表清潔、接線柱緊固檢查、檢查電腦自動記錄運行參數;
(3)電容供應商每年需進行1次例行保養;
(4)由電容供應商每3年進行1次大修;
(5)dianrongdezhiliangshijuedingchaojidianrongxitonghaohuaidezuidayinsu,kerongxuchongfangdiancishujipinlvshijuedingshiyongshoumingdechangduan。muqian,guoneishengchandechaojidianrongdezhilianghaiyoudaiyujinyibutigao。
2. 鋰電池方案
鋰是一種銀白色、十分柔軟的金屬元素,化學性能活潑,在金屬中是最輕的。它除了應用於原子能工業外,可製造特種合金、特種玻璃(電視機上用的熒光屏玻璃)及鋰電池。在鋰電池中它用作電池的陽極,鋰電池的最大特點是比能量高,相同體積的鋰一二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的3.75倍。
采用鋰電池混合動力方案的工作原理與超級電容相似,也是在直流母排中接入充、放電用的鋰電池組。鋰電池的充、放電工作是通過充放電控製器加以控製,電池的充電量一般控製維持在35%~45%間,因為35%~45%的de充chong電dian量liang有you利li於yu延yan長chang鋰li電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming。鋰li電dian池chi的de儲chu存cun能neng量liang一yi般ban靠kao起qi重zhong機ji機ji下xia降jiang時shi反fan饋kui的de電dian能neng給gei予yu充chong電dian,當dang不bu在zai此ci工gong況kuang而er鋰li電dian池chi本ben身shen的de電dian量liang少shao於yu35%時(shi),來(lai)自(zi)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)的(de)電(dian)能(neng)將(jiang)給(gei)予(yu)補(bu)充(chong)。當(dang)起(qi)吊(diao)集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)上(shang)升(sheng)時(shi),鋰(li)電(dian)池(chi)放(fang)電(dian),有(you)效(xiao)地(di)補(bu)充(chong)了(le)起(qi)重(zhong)機(ji)所(suo)需(xu)的(de)峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv),使(shi)發(fa)動(dong)機(ji)組(zu)輸(shu)出(chu)的(de)功(gong)率(lv)平(ping)穩(wen)過(guo)渡(du),有(you)效(xiao)地(di)保(bao)障(zhang)了(le)瞬(shun)時(shi)所(suo)需(xu)的(de)峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv),見(jian)圖(tu)2。

圖2集裝箱工況示意圖
1.發動機組輸出電流曲線2.起升點所需的總電流曲線3.鋰電池供給的電流曲線
鋰電池的優點有:放電電壓穩定、工作溫度範圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應及無公害等;鋰電池的缺點有:價格較貴,目前尚不能普遍應用;用於龍門吊直流母排充放電用的鋰電池壽命約4~5年。用鋰電池混合動力方案,發動機的節油量約為40%~50%,且可以減小發動機功率配備,當龍門吊起吊額定載荷時,發動機幾乎無黑煙排出,滿足節能減排要求。
3. 完全用市電的E—RTG方案
1. 電纜卷筒輸電方案
dianlanjuantongshudianfanganzhideshizailongmendiaoshangjiazhuangdianlanjuantongjigou,tongguodianlanjuantongkongzhixitong,daidongchanyougongdiandianlandedianlanjuantongsuidacheyiqixingzou,gongdiandianlanshishidichuyuzhangjinzhuangtai、隨著電纜卷筒的轉動需自動地收放,從而實現用市電供電的模式。一般從供電站引一條高壓電纜把高壓電如1OkV引到現場的變壓器,經現場變壓器(10kV/63V)變壓後到市電接線箱,因考慮電纜卷簡上供電纜的壓降及盡量減小此電纜的直徑,故市電接線箱的電壓取630~960V,經電纜卷筒到龍門上後經2次變壓為龍門吊所需的電壓如440V,保bao證zheng供gong電dian質zhi量liang。電dian纜lan卷juan筒tong輸shu電dian方fang案an因yin在zai岸an橋qiao及ji門men機ji均jun有you使shi用yong故gu此ci技ji術shu已yi非fei常chang成cheng熟shu。根gen據ju碼ma頭tou自zi身shen的de需xu要yao可ke以yi設she置zhi電dian纜lan溝gou,以yi保bao護hu電dian纜lan免mian受shou外wai界jie的de破po壞huai。
此供電方案的特點為:
(1)卷簡裝置不占地麵空間,電纜存貯於纜槽中,利於上部電纜保護;
(2)龍門吊的機動靈活性能較好;
(3)防雨性能較好,一般下雨天不進行電纜插頭插拔作業;
(4)longmendiaoyingyoulianghaodedachexingzoujiupiannenglitongshiyingzaidacheyunxingguidaoshanghuashanghuangxianxianzhiquyu,baozhengdachebupaochuguidingdezuoyequyu,jinyibubaozhengledianlandeanquan;
(5)電纜在換向時應做有過渡圓筒,以保護電纜的彎曲不受損壞,及換向作業時不需重新插拔插頭;
(6)龍門吊改動大,配置複雜,投資成本較高,一套電纜卷筒輸電係統約需50萬元。
電纜卷筒輸電方案的缺點有:
(1)整套電纜卷筒係統約重8t,對輪胎的輪壓有一定的影響;
(2)在換箱區或過河作業時電纜的保護尤為重要,同時存在被拖車碰撞的隱患;
(3)電纜在場地上拖動,可能損壞,同時易引起事故,需定期檢查;
(4)電纜越長,產生的壓降越大;
(5)操作性能及安全性能有待提高。電纜卷筒輸電方案的優點有:
(1)節省能源成本,用電比用燃油費用節省60%~70%;
(2)節省維護成本,主要指節省原來發動機的維護維修成本;
(3)改善操作環境,去除了發動機原有的噪聲;
(4)沒有發動機的廢氣排放,減少對工作區域環境汙染。
2. 低空滑觸線輸電方案
滑觸線輸電工作原理為:在(zai)集(ji)裝(zhuang)箱(xiang)堆(dui)場(chang)架(jia)設(she)由(you)城(cheng)市(shi)電(dian)網(wang)供(gong)電(dian)的(de)滑(hua)觸(chu)線(xian)供(gong)電(dian)線(xian)路(lu),當(dang)龍(long)門(men)吊(diao)在(zai)箱(xiang)區(qu)內(nei)作(zuo)業(ye)時(shi),關(guan)閉(bi)自(zi)帶(dai)的(de)柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu),所(suo)需(xu)電(dian)力(li)由(you)滑(hua)觸(chu)線(xian)供(gong)給(gei),龍(long)門(men)吊(diao)沿(yan)滑(hua)觸(chu)線(xian)移(yi)動(dong),實(shi)現(xian)對(dui)整(zheng)個(ge)箱(xiang)區(qu)的(de)工(gong)作(zuo)覆(fu)蓋(gai)。當(dang)龍(long)門(men)吊(diao)需(xu)轉(zhuan)場(chang)到(dao)另(ling)一(yi)箱(xiang)區(qu)作(zuo)業(ye)時(shi),則(ze)拔(ba)下(xia)插(cha)頭(tou)切(qie)斷(duan)電(dian)源(yuan)與(yu)龍(long)門(men)吊(diao)的(de)聯(lian)係(xi),改(gai)由(you)小(xiao)功(gong)率(lv)柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)供(gong)電(dian)並(bing)實(shi)現(xian)轉(zhuan)場(chang)。轉(zhuan)到(dao)指(zhi)定(ding)堆(dui)場(chang)後(hou),柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo),插(cha)上(shang)插(cha)頭(tou)動(dong)力(li)重(zhong)新(xin)切(qie)換(huan)為(wei)滑(hua)觸(chu)線(xian)供(gong)電(dian)。供(gong)電(dian)的(de)線(xian)路(lu)走(zou)勢(shi)是(shi):從供電站引高壓電源如10kV至現場堆場,經堆場內變壓器變成龍門吊所需的電壓如440V到各條滑觸線前的電源櫃內,電源櫃內一般設有用於保護的斷路器,經斷路器直接接到架設於立架上的銅滑線上供3相4線(xian)電(dian)源(yuan),經(jing)集(ji)電(dian)小(xiao)車(che)和(he)供(gong)電(dian)電(dian)纜(lan)供(gong)電(dian)到(dao)龍(long)門(men)吊(diao),龍(long)門(men)吊(diao)大(da)車(che)上(shang)設(she)置(zhi)牽(qian)引(yin)裝(zhuang)置(zhi),牽(qian)引(yin)著(zhe)滑(hua)觸(chu)小(xiao)車(che)隨(sui)龍(long)門(men)吊(diao)大(da)車(che)一(yi)起(qi)滑(hua)走(zou),以(yi)實(shi)現(xian)龍(long)門(men)吊(diao)滑(hua)觸(chu)供(gong)電(dian)方(fang)式(shi)。滑(hua)觸(chu)線(xian)輸(shu)電(dian)方(fang)式(shi)類(lei)似(si)於(yu)城(cheng)市(shi)無(wu)軌(gui)電(dian)車(che)方(fang)式(shi)。目(mu)前(qian),低(di)空(kong)滑(hua)觸(chu)線(xian)高(gao)度(du)的(de)設(she)置(zhi)一(yi)般(ban)有(you)2種:一種高度約為3.5m左右,主要考慮的是安全需要;另一種高度約為2.5m左右,主要考慮到維修的方便性;2種高度各有利弊,主要是適合於各自碼頭自身的需要。此外,滑觸線的布置方式也有2種:1種為單排的供電方式,即立架上隻設一排的滑觸線供電;另1種為雙排的供電方式,即立架上設左右2排的滑觸線供電,每一排都裝設3相4線的銅滑線,以供2倍數量的龍門吊工作,此種龍門吊的工作狀態熟稱“背靠背”工作方式。
低空滑觸線輸電工作方<
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