新型輪胎式集裝箱門式起重機節能技術

新型輪胎式集裝箱門式起重機節能技術

交通運輸行業的港口、中轉站裝卸集裝箱或件雜貨等

通用型輪胎式集裝箱門式起重機（RTG）是集裝箱港口的重要設備，在現代化港口集裝箱堆場中佔據主導地位。它可以大範圍靈活調動，具有空間利用率高、生產率高和全堆場機動的特點。但通用型RTG使用柴油發電機組為整機提供動力，存在造價高、日常使用維護成本高、能源消耗大和廢氣排放污染、噪聲污染等缺點。據統計，通用性RTG作業每標箱能耗為1.2～2.2升柴油。新型輪胎式集裝箱門式起重機為大型機械設備，其生產過程的主要耗能是電。由於新型RTG為輕型化設備，整機重量降低約1/3，所以在生產過程中可以節約大量能源。

（1）採用“四捲筒”組合驅動技術

在總體設計上，新型RTG採用四組鋼絲繩捲筒裝置，依靠捲筒的正、反轉，收放鋼絲繩實現貨物的起升和橫向移動。驅動裝置和捲筒安裝在門架底樑上，與通用型RTG（起升和小車運行機構都設置在小車上）相比，大幅降低小車質量和整機重心，優化了整機結構，實現了整機重量的輕型化。

（2）採用電力驅動

通用型RTG採用柴油發電機組提供動力，由於系統載荷是變化的、非線性的，因此通用型RTG在載荷較輕時，柴油機處於標定轉速部分負荷運轉，柴油發電機組效率較低。據統計，通用型RTG發動機啓動後，用於裝卸作業的時間不到50%，其它時間為空耗，一台通用型RTG每小時空耗的柴油約15升。新型RTG工作電機和照明均採用市電為動力，只配備小功率柴-電機組柴油機作為轉場使用，滿足RTG機動性要求。

（3）電力驅動控制

電動RTG採用變頻調速、可編程控制器（PLC）和現場總線控制組成電力驅動控制系統，實現調速、控制一體化。整機的主要控制單元都以節點形式連接到總線上，實現數字信號通訊，具有快速、準確的特點。同時節省了各控制單元間的大量信號線，簡化了硬件系統，降低了成本。

（1）總體參數的優化設計研究借鑑通用型RTG等港口裝卸設備的技術特點，對起重量、起升高度、跨距、起升速度、大車運行速度、供電方式、輪壓等總體參數進行優化設計研究，使各參數合理匹配，達到整機技術性能先進、適用，實現自重輕、輪壓低、造價省、節能減排等目標。

（2）整機結構輕型化與起升和小車運行一體化研究為減輕整機重量，該技術採用四捲筒驅動方案，用於貨物起升的起升機構與小車運行機構共用一套驅動裝置，驅動機構佈置在結構底樑上，運行小車上不設置任何動力裝置，小車重量大為降低，為整機結構的全面優化提供了前提。起升及小車運行機構採用四捲筒驅動方式。小車運行機構與起升機構共用同一套驅動裝置，驅動機構固定安裝在兩側底樑上，變頻控制，分別驅動，通過兩側捲筒的不同轉向對鋼絲繩進行收放，配合特別設計的鋼絲繩纏繞系統實現貨物的升降和平移。在主樑軌道運行的小車上，只裝有起升滑輪組、小車車輪和水平輪，不設驅動裝置（小車重量僅相當於通用RTG的1/3左右）。

（3）電力驅動系統結合通用型RTG與RMG的優點，對電力驅動技術進行研究，以電力驅動RTG完成集裝箱裝卸、搬運工作。新型RTG起升和小車共用驅動系統。起升/小車驅動機構採用帶PG(編碼器)閉環矢量控制方式，從而有效實現全變頻範圍內的全轉矩控制。對各驅動機構的交流變頻驅動方式進行研究，使電機在各個工況下運行時充分利用其有效功率，保證在控制安全可靠的前提下節約能源。新型RTG採用Profibus總線控制方式，PLC分佈模塊和變頻器作為節點串聯在總線上，以數字信號通訊實現整機的一體化控制。在物理層上，各通信節點之間採用一根通信總線連接，省去了繁雜的控制線及信號線，節省了系統硬件的數量與投資以及安裝、維護費用，提高了系統集成的可靠性。

新型輪胎式集裝箱門式起重機是電力驅動的、應用四捲筒組合控制技術的電動輕型輪胎式集裝箱門式起重機。其裝卸工藝流程同通用型RTG，只是設備的起升和小車的運行原理不同，實現了輕型化和節能。 ^[1] 

該技術入選國家重點節能技術推廣目錄（第四批）；該批次技術共有22條，如下： ^[1]