摘要：为解决集装箱轮胎吊高耗能、高污染等问题，提出为轮胎吊提供市电、代替原先的柴油发电机。介绍了自主开发的 油改电 方案 高空滑线轮胎吊供电方式，在满足港口现场条件下有效节能。改造后，经测试，效果明显。
  关键词：集装箱轮胎吊 节能减排 油改电
  l.前言
  振东分公司港区是上海国际港务(集团)股份有限公司的全资分公司，年集装箱吞吐量占上海港的20％以上，现拥有5个专业化集装箱泊位，岸边集装箱起重机26台，轮胎式集装箱门式起重机76台。据统计，振东分公司的RTG每年消耗柴油达7000t以上，占公司全部油耗的70％以上，是码头生产中用油大户。此外，大量使用柴油驱动的集装箱装卸设备，由于发动机不完全燃烧而产生的黑烟以及重物起升时发动机发出的噪声也与环保要求有一定的距离。目前全世界各大港口都投入大量资金用于RTG节能减排的研发。
  目前在国内港口已有两种方案：电缆卷筒和安全滑线的形式。前者是将电缆卷筒安装在RTG上，利用供电电缆将市电采集到RTG上，该方式在RTG跑道上需挖设电缆沟，以防止车辆或RTG压到供电电缆。后者是采用钢体滑触线作为RTG供电的导体，一般架设高度为2-3m，每隔3m必须由一个电线杆作为滑触线的支撑。由于码头轮胎吊必须满足机动性要求，即不改变现有集装箱码头操作工艺，不改变现行轮胎吊操作方式，而满足其转场需求。由此，在上海国际港务(集团)股份有限公司的领导下，振东集装箱码头分公司和上海海得公司联合研发和实施了具有自主专利技术的油改电方案 高空滑线轮胎吊供电方式，在满足转场需求条件下有效节能。
  2.高空滑线式轮胎吊
  本次RTG 油改电 项目场地供电系统的建造，采用自立铁塔、承重索、悬挂固定架及滑触线组成一个整体结构体系。为保证滑触线位于同一高度，铁塔每侧的两根承重索通过可调节高度的悬挂固定架与5根滑触线连接，同时在滑触线两端通过铁塔设置挂重。
  该项目从2007年3月开始施工，到2008年7月完成了7576.5m供电线路、48台轮胎吊的 油改电 改造。项目架设的铁塔间距为150m，两端配重水箱代替端塔。供电设施布置在中间位置，供电电压460V／AC。铁塔由无缝钢管构成，高度为35.5m(相对高度，以地面作为基准)：铁塔最上端为避雷索安装位置，高度为34m；中问为承重索安装位置高度为29m；最下端为滑触线安装位置，滑触线安装离地面高度为25.5m。每10m的滑触线安装吊线器，以保证滑触线基本水平；在滑触线端部设有端部配重横担，防止滑触线在室外温度随季节变化而导致的热胀冷缩引起的其下垂度的变化：同时设有防摇横担。保证在大风情况下尽量减少滑触线的摆动幅度。
  电源由变电所提供10kV电源，经过变压器，二次侧降压到460V／AC，电源供给设在当中的铁塔处，电源由底部电缆连接到双沟铜滑线上，可以确保每片场地上的电源能够供给2台RTG的正常工作。考虑以后的扩容需要，本次设计按3kV的标准设计，在需要扩容时可以随时提高电压等级，扩大装机容量。供电装置中的铜滑线和滑线导电器是关键：其中双沟铜滑线具有运行可靠、压降小、造价低、通用性强等多种优点，几根铜滑线水平放置，间距在400mm左右，截面积为185mm2；滑线导电器主要由导电头、调整支架、联接底座三部分组成，导电头与输电滑线接触，将滑触线上电能可靠地输送给轮胎吊。
  项目还需要对RTG进行改造,在RTG一侧设计安装一个平台，用于安装4个滑线导电器，平台高度为2m左右，以便人员检修和更换相应零件。使用柴油发电机供电时，必须用铁链将集电器固定住，保证供电系统的安全可靠。电源控制柜将电源分为两路，分别为纵向的两边堆场提供电源。每路电源都有刀开关、断路器、三相电源保护器(含过压、欠压、相序保护)、漏电保护，并装有三相电源电压表、三相电流表用于检测电源的情况。在RTG电气房内布置有三刀双掷刀开关，用于轮胎吊的电源切换，刀开关向上合上为柴油发电机电源．向下合上为滑触线电源，使得RTG的供电方式在柴油机供电和滑触线供电两种方式中任意切换。
  滑触线的摆动是直接影响RTG受电可靠的重要因素，而结构抗风能力是港口安全的重要保证，该项目设计保证整体结构能够抵御50年一遇的大风。经测量在六级东南风的情况下，滑能线摇摆度小于2cm(用经纬仪测量)，能够保证RTG在八级大风情况下正常工作，九级风下应急行走。
  同时考虑到RTG的运行实际，采用的集电器能够承受RTG启动的大电流冲击，同时集电器左右各有lm的摆动自由度，保证RTG在跑偏的状况下也能够可靠供电。
  另外，结合港区车辆多、车流大的特点，我们在每个铁塔的周围筑有防撞墙，防止集装箱卡车、工程车等发生撞击意外，对塔体的安全构成威胁。
  3.节能和减排效果及展望
  经过几个月的使用，改造后的轮胎吊用电较用柴油在费用上节省了79％，在能耗上节省了50.6％。同时我们还进行了用电电气参数测试，经测试功率因素为：空载0.53、重载0.95；谐波为5次和7次谐波。为2-3V左右；末端重载压降测量为0V。项目能有效抑制电网谐波干扰，稳定工作电压、电流，提高功率因素，是电力 绿色工程 。而且由于采用清洁的市电作为能源，彻底杜绝了柴油机排出的大量废气污染，并且没有柴油机发出的巨大噪音污染，真正做到了绿色环保。同时，采用高空滑线的供电方式可为RTG提供安全稳定的电源，不受露、霜、雪天影响。改造后的RTG，对驾驶和操作几乎不产生任何影响，驾驶员可保留原有的操作习惯，不需要为 油改电 限制驾驶速度，维修和故障也少；且在一条直线上，RTG可跨箱区作业，保持RTG纵向堆场 灵活转场 特性。总体运行性能稳定，较安全滑线方式在可靠性和机动性上有优势。
  高空滑线RTG油改电节能成效初显，公司计划对项目进行完善，检测架线的抗风抗灾能力，观察功率因素、系统对电网的影响，并取得实际应用数据；在改造的同时改进RTG能耗回馈装置；并且探索直流供电方案的可行性等等，以此进一步完善项目，为项目的推广实施提供便利。