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弧ｋS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(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U653 文章編號(hào)：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(zhǎng)時(shí)期內(nèi)一直應(yīng)用的堆場(chǎng)機(jī)械設(shè)備。但是，輪胎式起重機(jī)主要以柴油作為主要?jiǎng)恿θ剂希饕攸c(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(chǎng)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(duì)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(chǎng)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shì)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(shì)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(shì)能；與之不同，在下放集裝箱過程中，集裝箱的勢(shì)能會(huì)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(shì)，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(jí)電容技術(shù)。岸橋與場(chǎng)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(chǔ)，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(duì)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(huì)突然增加，可以對(duì)電動(dòng)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(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)的使用壽命。利用超級(jí)電容技術(shù)不但可以儲(chǔ)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(duì)系統(tǒng)中的能量形成合理補(bǔ)充。超級(jí)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(zhǎng)、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(huì)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(dòng)機(jī)排放的尾氣要明顯好于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。LNG在低溫低壓狀態(tài)下完成存儲(chǔ)，安全性更高。而LNG拖掛車的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能與柴油發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)?？梢苑乐钩霈F(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(dòng)集裝箱吊具。液壓式集裝箱吊具主要?jiǎng)恿碜杂谝簤罕茫谘b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(dòng)集裝箱吊具沒有液壓動(dòng)力，主要?jiǎng)恿Σ粊碜杂谝簤罕秒姍C(jī)。在電動(dòng)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(dòng)力時(shí)只需啟動(dòng)相應(yīng)的電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)吊具也易于維護(hù)，使用壽命明顯長(zhǎng)于液壓吊具。在上面兩種吊具的比較中可以看出，全電動(dòng)集裝箱吊具具有明顯優(yōu)勢(shì)，在將來發(fā)展中一定會(huì)逐步代替液壓式吊具。而且全電動(dòng)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(huì)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(huì)在裝卸船效率較高的碼頭?？?，可以節(jié)省大量時(shí)間。因此對(duì)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(duì)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(huì)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(huì)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(dòng)力性能，使驅(qū)動(dòng)力接觸力和摩擦力有所下降，節(jié)省驅(qū)動(dòng)部件工作時(shí)所消耗的能量，可以有效延長(zhǎng)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(chǎng)橋等設(shè)備會(huì)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(dòng)吊具與液壓吊具的區(qū)別[J].港口科技，2010，（8）.

作者簡(jiǎn)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