摘要：隨著成組運(yùn)輸方式的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了集裝箱運(yùn)輸形式，而且得到了迅速發(fā)展，當(dāng)前已經(jīng)成為世界不同國家、不同地區(qū)之間進(jìn)行物資貿(mào)易與運(yùn)輸?shù)闹饕绞街?。隨著集裝箱運(yùn)輸方式的快速發(fā)展，人們要求集裝箱裝卸工藝必須達(dá)到高效節(jié)能，成為時(shí)代發(fā)展的必然要求，在港口碼頭運(yùn)輸中擔(dān)任著主要角色。

關(guān)鍵詞：港口；集裝箱；裝卸流程；節(jié)能優(yōu)化；成組運(yùn)輸方式 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U653 文章編號：1009-2374（2015）13-0093-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.13.046

1 港口集裝箱裝卸技術(shù)概述

應(yīng)用輪胎式門式起重機(jī)主要特點(diǎn)就是靈活性好，在集裝箱裝卸中發(fā)揮著重要作用，當(dāng)前在世界范圍內(nèi)得到了普遍應(yīng)用。RTG在集裝箱碼頭應(yīng)用范圍最廣，是過去較長時(shí)期內(nèi)一直應(yīng)用的堆場機(jī)械設(shè)備。但是，輪胎式起重機(jī)主要以柴油作為主要動力燃料，主要特點(diǎn)是消耗能源多、噪聲大，與目前國家提倡節(jié)能減排的要求不相適應(yīng)，并且輪胎式集裝箱門式起重機(jī)排放大量廢氣存在較大的噪聲污染，在建設(shè)綠色港口中不利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。目前大部分港口都進(jìn)行了RTG油改電技術(shù)改造，一些新建的碼頭之間使用ERTG技術(shù)。

其中RTG應(yīng)用“油改電”技術(shù)有多種方法，如高架滑觸線、剛性滑觸線、電纜卷筒供電等，每一種方式都具有每一種方式的優(yōu)點(diǎn)，分別可以應(yīng)用于不同的工作場合，如小規(guī)模的集裝箱港口較為適用電纜卷筒供電方案。而大型集裝箱碼頭則適用高低空滑觸線供電技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。上面提到的三種“油改電”技術(shù)主要應(yīng)用電能，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保。當(dāng)前，我國大部分港口都已實(shí)現(xiàn)了“油改電”改造，取得了較好的節(jié)能效果，使能源消耗下降了70%左右。在RTG中應(yīng)用“油改電”技術(shù)可以有效防止出現(xiàn)大氣污染達(dá)到節(jié)能減排的目的，不再過多依賴對石油的需求。在RTG中應(yīng)用“油改電”技術(shù)得到了人們的認(rèn)可，具有廣泛的發(fā)展

前景。

輪胎吊全名是輪胎式集裝箱門式起重機(jī)，RTG是世界各大集裝箱專業(yè)化碼頭堆場的主力設(shè)備，經(jīng)“油改電”后的RTG被稱為ERTG技術(shù)，采用了交流籠型異步電動機(jī)驅(qū)動和變頻調(diào)速技術(shù)，輸出轉(zhuǎn)矩恒定，起升機(jī)構(gòu)采用變頻閉環(huán)矢量控制模式。盡管這一技術(shù)提升了節(jié)能效率，但由于采用普通的變頻調(diào)速技術(shù)限制了將勢能轉(zhuǎn)換成電能并回饋給電網(wǎng)的過程，造成新的能源流失，因此還有必要進(jìn)一步探索其節(jié)能技術(shù)問題。

2 港口集裝箱節(jié)能技術(shù)分析

2.1 ERTG節(jié)能技術(shù)

2.1.1 應(yīng)用能量回饋技術(shù)。在集裝箱裝卸過程中，不但發(fā)生著電能與勢能的相互轉(zhuǎn)化過程，在集裝箱起吊過程中，要消耗一定的電能而轉(zhuǎn)化為集裝箱的勢能；與之不同，在下放集裝箱過程中，集裝箱的勢能會越來越少而逐步轉(zhuǎn)化為電能。所以，要研究利用在此過程中產(chǎn)生的能源，防止機(jī)械散熱部件負(fù)荷的增加，應(yīng)用能量回饋技術(shù)可以有效處理這部分電能，使能源達(dá)到循環(huán)利用，同時(shí)可以有效節(jié)約集裝箱吊運(yùn)過程中生產(chǎn)的能耗。在集裝箱運(yùn)輸中應(yīng)用能量回饋技術(shù)可以節(jié)省33%的電能，因此廣泛應(yīng)用能量回饋技術(shù)可以大量節(jié)省電能，改善我國當(dāng)前供電緊張形勢，節(jié)省GDP能源消耗，不再依靠國際能源的供給，在維護(hù)能源安全中發(fā)揮著重要

作用。

2.1.2 應(yīng)用超級電容技術(shù)。岸橋與場橋能量回饋過程技術(shù)可以產(chǎn)生一定的能源，可以進(jìn)行存儲，而ERTG產(chǎn)生的再生能源可以達(dá)到全部作業(yè)循環(huán)所需能源的30%以上。對再生能源可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)應(yīng)用，不但可以大量節(jié)約能源，而且可以改善重載起升過程的工作狀況，保證功率不會突然增加，可以對電動機(jī)起到一定的保護(hù)作用，在運(yùn)行當(dāng)中防止出現(xiàn)熄火，延長了電動機(jī)的使用壽命。利用超級電容技術(shù)不但可以儲存一定數(shù)量的能源，而且可以應(yīng)用到系統(tǒng)功能不足狀態(tài)中，對系統(tǒng)中的能量形成合理補(bǔ)充。超級電容不同于普通電容，主要特點(diǎn)是電容高、充放電迅速、效率低、壽命長、不受溫度限制、安全等。

2.2 應(yīng)用LNG集裝箱拖掛車技術(shù)

當(dāng)前，國際上油料價(jià)格不斷上漲，而且應(yīng)用燃油過多也會污染環(huán)境，所以一定要尋找新的能源來取代燃油。而LNG拖掛車是國家新能源項(xiàng)目，主要特點(diǎn)是消耗能量少、無污染、排放少等，主要燃料是液化天然氣，可以減少廢氣污染排放80%以上，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。液化天然氣中沒有硫化物和鉛塵、苯類等物質(zhì)，而且主要燃料是液化天然氣的發(fā)動機(jī)排放的尾氣要明顯好于柴油發(fā)動機(jī)。LNG在低溫低壓狀態(tài)下完成存儲，安全性更高。而LNG拖掛車的天然氣發(fā)動機(jī)的工作性能與柴油發(fā)動機(jī)相同，在港口低速大扭矩生產(chǎn)中完全可以勝任，而且天然氣發(fā)動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。可以防止出現(xiàn)大氣污染、達(dá)到節(jié)能減排的目的，可以有效改善能源結(jié)構(gòu)、使人類不再依賴石油等燃料。

2.3 應(yīng)用先進(jìn)的集裝吊具

當(dāng)前集裝箱吊具主要有兩種類型：液壓集裝箱吊具和電動集裝箱吊具。液壓式集裝箱吊具主要動力來自于液壓泵，在裝卸集裝箱過程中，要求液壓泵不間斷地進(jìn)行工作，在全部過程中都要不間斷消耗能量。而電動集裝箱吊具沒有液壓動力，主要動力不來自于液壓泵電機(jī)。在電動集裝箱吊具的不同部位都安裝有電機(jī)。所以在不同部位需要提供動力時(shí)只需啟動相應(yīng)的電動機(jī)即可，如果不同部位不需要進(jìn)入工作狀態(tài)則沒有能量消耗。有數(shù)據(jù)顯示，全電動集裝箱吊具能量消耗只占液壓式集裝箱能量消耗的6%，具有明顯的節(jié)能效果。電動集裝箱吊具不同于傳統(tǒng)液壓式集裝箱吊具，不但可以有效節(jié)省能源，而且電動吊具也易于維護(hù)，使用壽命明顯長于液壓吊具。在上面兩種吊具的比較中可以看出，全電動集裝箱吊具具有明顯優(yōu)勢，在將來發(fā)展中一定會逐步代替液壓式吊具。而且全電動集裝箱吊具的性能與維修成本也明顯比液壓式集裝箱吊具有優(yōu)越得多，大量節(jié)省了運(yùn)營成本，達(dá)到節(jié)能減排的目的，因此這一技術(shù)模式一定會得到普遍推廣。

當(dāng)前，集裝箱船舶越來越大，集裝箱船舶選擇航道越來越深，而且大多都會在裝卸船效率較高的碼頭?？?，可以節(jié)省大量時(shí)間。因此對岸橋的要求越來越嚴(yán)格。要求集裝箱吊具實(shí)現(xiàn)速度快、高度大、重量高的特點(diǎn)。如每次起吊2個(gè)或3個(gè)集裝箱需要消耗的能量比每次起吊1個(gè)集裝箱需要消耗的能量要節(jié)約很多。利用集裝箱雙吊可以在短時(shí)間內(nèi)完成裝卸任務(wù)，集裝箱雙吊具裝卸效率比單吊要提高60%以上，集裝箱雙吊的主要吊運(yùn)方式是并肩式，有效提高了裝卸效率，平均單吊運(yùn)耗時(shí)60s。在集裝箱裝卸過程中，集裝箱吊具的選擇對集裝箱裝卸效率具有直接影響。在上面論述中可以看出，集裝箱雙吊運(yùn)模式要明顯優(yōu)于單吊具吊運(yùn)模式。港口集裝箱作業(yè)量大量提升，而集裝箱碼頭要求集裝箱吊具的性能更優(yōu)、效率更高、可靠性更強(qiáng)，因此，集裝箱雙吊具一定會在將來的運(yùn)行中得到普遍應(yīng)用。

2.4 應(yīng)用港口集裝箱機(jī)械輕型化技術(shù)

港口集裝箱機(jī)械化輕型化技術(shù)就是指應(yīng)用的機(jī)械零部件和整機(jī)質(zhì)量大量減少，在制造過程中應(yīng)用最優(yōu)質(zhì)的材料和最先進(jìn)的制造方法，可以使性能最優(yōu)、達(dá)到節(jié)能減排的目的，可以節(jié)省裝卸資金的技術(shù)。集裝箱機(jī)械輕型化技術(shù)應(yīng)用最少的鋼材，所以在生產(chǎn)機(jī)械過程中可以大量減少碳排放，在生產(chǎn)過程中也可以有效減少能量消耗與尾氣排放，并且也不會產(chǎn)生大量的噪聲，使材料利用率達(dá)到最佳。集裝箱機(jī)械輕型化技術(shù)不但提高了集裝箱機(jī)械的動力性能，使驅(qū)動力接觸力和摩擦力有所下降，節(jié)省驅(qū)動部件工作時(shí)所消耗的能量，可以有效延長整機(jī)的使用壽命。應(yīng)用集裝箱機(jī)械輕型化技術(shù)可以有效防治港區(qū)大氣污染、達(dá)到節(jié)能減排的目的、有利于實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、不再過多依賴石油。

3 結(jié)語

總之，本文分析了當(dāng)前集裝箱裝卸運(yùn)輸當(dāng)中不同裝卸運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備的不同特點(diǎn)，指出應(yīng)用岸橋、集卡、場橋等設(shè)備會產(chǎn)生大量空氣污染、消耗大量能源、排放大量廢物等，接著論述了一些先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)降低能源消耗、防治大氣污染、使排放量達(dá)到最低的目的，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排技術(shù)的最佳組合。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫偉青.淺談集裝箱電動吊具與液壓吊具的區(qū)別[J].港口科技，2010，（8）.

作者簡介：李宗良（1982-），女，湖南望城人，中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司工程師，碩士，研究方向：節(jié)能技術(shù)咨詢與推廣。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）endprint