輪胎式集裝箱門式起重機 （簡稱 ＲＴＧ－ＲｕｂｂｅｒＴｙｒｅｄＧａｎｔｒｙＣｒａｎｅ） 是集裝箱堆場的主力作業(yè)設備?是影響集裝箱作業(yè)效率及經(jīng)濟收益的關鍵因素?具有操作靈活、裝卸效率高、工程投資少等特點。ＲＴＧ傳統(tǒng)動力由柴油發(fā)電機組供給?能量轉換效率低、能耗大、成本高。柴油機氣體排放、噪聲、廢油水泄漏?是集裝箱堆場的主要污染源之一［1］。

ＲＴＧ作業(yè)過程的主要能耗發(fā)生在抓取箱及定向往復移動中?占設備作業(yè)總能耗的 90％以上。油改電技術旨在改變 ＲＴＧ抓取箱及往復移動過程中的供電方式?通過市政供電替代柴油發(fā)電機組（油改電 ）?解決柴油發(fā)電機帶來的高能耗、高成本、高污染、高噪聲、維護量大等缺點。該技術是現(xiàn)階段港口集裝箱裝卸領域開展節(jié)能減排工作的重要手段之一。

1 ＲＴＧ油改電改造原理及具體改造措施

1?1 ＲＴＧ油改電的改造原理

ＲＴＧ油改電技術改造通過在設備與市政供電系統(tǒng)之間增加 1套供電系統(tǒng)?實現(xiàn)市電上機?替代原有柴油發(fā)電機組供電。市電與柴油發(fā)電機組具有系統(tǒng)轉換功能?當設備進行堆取箱作業(yè)時?關閉機上柴油發(fā)電機組采用市政供電；當設備需要轉場時?分離市政供電?采用發(fā)電車或機上柴油發(fā)電機組實現(xiàn)轉場作業(yè)。常用的 ＥＲＴＧ供電系統(tǒng)改造有剛性滑觸線、高架滑觸線和電纜卷筒 3種。3種改造方式的前提均為不改變原有設備的功能、性能?改造原理相同。

1?2 ＲＴＧ油改電具體改造措施

（1） 剛性滑觸線 在相鄰的 ＲＴＧ作業(yè)堆場結合部架設剛性滑觸線安裝立樁及剛性滑觸線供電線路，市電由特殊設計的集電車從滑觸線輸送到ＲＴＧ。集電車則通過柔性牽引裝置在 ＲＴＧ牽引下沿滑觸線移動?使 ＲＴＧ實現(xiàn)對供電線路內(nèi)集裝箱箱區(qū)的工作覆蓋。轉場作業(yè)時切斷市電?改由柴油發(fā)電機組或發(fā)電車供電。此種改造方式采用大功率、具有自動斷電功能的電力快速接頭實現(xiàn)動力安全、快速切換?主要改造部位在 ＲＴＧ底部。

常用的剛性滑觸線布置方式有 3種：單層 4線布置、雙層 2＋2布置及雙層 3＋1布置?見圖 1。

（2） 高架滑觸線 通過在集裝箱堆場設置大跨距支撐鐵塔、懸掛雙溝銅滑線并輔以張緊配重、防擺橫擔等措施實現(xiàn)供電線路架設?；€導電器以 ＲＴＧ頂部主梁上的供電平臺為支撐?在 ＲＴＧ牽引下沿銅滑線做往復運動。ＲＴＧ作業(yè)時采用類似城市無軌電車的方式通過滑線導電器作為銜接環(huán)節(jié)從銅滑線獲取電源。高架滑觸線采用高架、懸臂外伸懸掛雙溝銅滑線的布置方式使 ＲＴＧ作業(yè)時實現(xiàn)跨箱區(qū)作業(yè)而無需中途轉場?由此可徹底摒棄柴油發(fā)電機組。由于采用高空架設供電線路?對高空滑觸線架線技術、防擺技術、滑觸線平整度保證技術等提出了較高要求。布置方式見圖 2。

（3） 電纜卷筒 通過對堆場鋪設面進行改造，在集裝箱堆場邊將電纜槽鋪設在電纜卷筒行程的正下方。電纜通過電纜槽一端與 ＲＴＧ的整機供電回路連接?另一端連接至相應的市政電網(wǎng)。ＲＴＧ作業(yè)時，電纜通過電纜卷筒的伺服機構，根據(jù)ＲＴＧ行走的速度沿電纜槽實現(xiàn)收纜或放纜。轉場作業(yè)時 ＲＴＧ行走到接電位置切斷市電電源，將電纜全部盤卷后由柴油發(fā)電機組或發(fā)電車供電實現(xiàn)ＲＴＧ的轉場作業(yè)。電纜卷筒及導向裝置則需要根據(jù) ＲＴＧ的現(xiàn)狀安裝在合適的位置。電纜卷筒需與設備保持同步，避免 ＲＴＧ運行過程中出現(xiàn)扯線、軋線等情況。電纜卷筒的安裝高度及電壓的選擇也是影響電纜卷筒使用性能的關鍵技術點。

2 ＲＴＧ油改電的關鍵技術

油改電的關鍵點在于設備如何能夠實現(xiàn)安全供電、安全運行、安全操作以及安全轉場等功能。不同的改造方式其各自的要求和側重點不同?因此關鍵技術也相差甚遠。目前?3種改造方式在國內(nèi)港口都有成功應用的案例?其中電纜卷筒已廣泛應用于各大港口及大型裝卸設備中，屬成熟技術，本文不再贅述。

2?1 剛性滑觸線的關鍵技術

采用低空剛性滑觸線架線技術，對集電器與滑觸線之間的相對位置要求嚴格。其固定支架與滑觸線之間的橫向偏移不得超過 ±15ｍｍ，縱向偏移不得超過 ±20ｍｍ，對集電車的牽引技術要求較高，設備與剛性支架之間的距離必須能夠保證實時監(jiān)控，禁止發(fā)生碰撞，關鍵技術有：

（1） 集電車采用軌道式、柔性牽引技術，行走輪、導向輪采用防水免維護、防墜落設計。確保集電車在設備誤差允許范圍內(nèi)安全、可靠運行。

（2） 基于超聲波測距技術的自動糾偏與防碰撞安全裝置，實現(xiàn)了大車行走的自動糾編或自動停機，精度可根據(jù)需要設定。

（3） 大功率、自動斷電功能的電力快速接頭技術，確保操作人員安全，實現(xiàn)了動力的快速切換，為設備轉場作業(yè)提供便利。

（4） 箱區(qū)末端無電段設計，可強制斷電，確保 ＥＲＴＧ不會沖出箱區(qū)。

2?2 高架滑觸線的關鍵技術

高架滑觸線采用雙鉤銅滑線大跨距、高空、柔性架設。受跨距及重力下垂等因素影響?銅滑線的擺動及平整度較難控制。此外?供電線路的防跑偏、防臺、防雷功能也較為重要。該方法對高空滑觸線架線技術、防擺技術、滑觸線平整度保證技術及防跑偏功能等要求較高?關鍵技術有：

（1） 集電器穩(wěn)定性技術，保證供電系統(tǒng)能夠承受 ＲＴＧ啟動的大電流沖擊。

（2） 集電器防跑偏技術，集電器左右各有1ｍ的擺動自由度，保證 ＲＴＧ在跑偏的狀況下也能夠可靠的供電，類似城市無軌電車的供電方式，確保了設備轉場靈活。

（3） 超高銅滑觸線防雷、防臺風、防大雨漏電安全保護技術?實現(xiàn)了設備安全供電?安全作業(yè)。

（4） 長距離、大跨度銅滑觸線平整度保證技術，采用吊線器均布和不等長安裝的方式?使銅滑線基本保持水平?吊線器的間隔距離則不宜過長。

（5） 大跨距、超高銅滑線防擺技術，采用端部設置配重橫擔?中部間隔設置防搖橫擔的方式減少滑觸線高空搖擺。防搖橫擔確保了相鄰滑觸線之間的距離保持不變，端部配重橫擔則能夠使各滑觸線的張緊力趨于相等。

3 供電方式綜合性能分析

在部分進行油改電工作的港口中，深圳招商港務有限公司采用的是電纜卷筒式，青島港采用的是剛性滑觸線式，上海滬東集裝箱碼頭公司則分別進行了電纜卷筒及高架滑觸線的油改電工作［2］。通過工程實際運行?項目實施后，基本可實現(xiàn)尾氣 0排放，設備運行成本節(jié)約超過 60％，噪聲污染降低 50％，并能夠提高設備利用率，降低故障率，取得了良好的社會及經(jīng)濟效益［3］。不同改造方式具有自身特點，對 3種改造方式的適用性及局限性具體分析見表 1。

通過對比，剛性滑觸線油改電方式安全、可靠、工程量小、投資省，但受滑觸線剛性立柱影響設備轉場不方便。高架滑觸線可實現(xiàn)跨箱區(qū)無轉場作業(yè)，更加適合專業(yè)化集裝箱碼頭使用?但其受架設高度、場地、自然條件及建設規(guī)模影響較大。電纜卷筒1機1線，改造復雜、成本高?適合小規(guī)模堆場使用，需要頻繁轉場的大型專業(yè)化集裝箱堆場不宜采用。

4 結束語

我國集裝箱裝卸發(fā)展迅猛?2007年?國內(nèi)港，集裝箱吞吐量達 1?14億 ＴＥＵ?沿海港口完成1?05億 ＴＥＵ。按照 ＥＲＴＧ應用的節(jié)能數(shù)據(jù)推算，油改電技術在集裝箱作業(yè)中的推廣應用，可大幅降低集裝箱裝卸的設備能耗，優(yōu)化集裝箱裝卸運營成本。通過對油改電關鍵技術的不斷完善及其在新產(chǎn)品開發(fā)、設計中的使用將會更加有效的促進港口裝卸設備的技術升級，改善港口作業(yè)環(huán)境，對建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型水路交通具有重要意義。