彭小東

（上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司，上海 200125）

在電力處于正常通電狀態(tài)時(shí)，采取油改電供電方式的輪胎吊均可實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲、無(wú)廢氣的工作，具有極強(qiáng)的環(huán)保優(yōu)勢(shì)?；诖?，對(duì)于港口集裝箱輪胎吊節(jié)能減排新途徑的探究有著重要意義。

1 港口集裝箱輪胎吊油改電

集裝箱輪胎吊在實(shí)際運(yùn)行進(jìn)程中，存在污染環(huán)境、噪聲大、油耗高的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)及企業(yè)自2010年開(kāi)始著手研究油改電運(yùn)行模式，綜合分析電纜卷筒、低架滑觸線、高架滑觸線等供電方式；其中，高架滑觸模式在安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、生產(chǎn)效率等方面展現(xiàn)顯著優(yōu)勢(shì)，能夠滿足國(guó)內(nèi)大部分現(xiàn)代化港口的作業(yè)要求，被港口企業(yè)廣泛應(yīng)用。

2 港口集裝箱輪胎吊油改電接電方式

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)圍繞集裝箱輪胎吊所采取的油改電供電模式主要包括以下幾種：第一，電纜卷筒，該種供電模式需要將供電選擇開(kāi)關(guān)、電纜插座、電纜插頭、電纜卷筒設(shè)置在輪胎吊上，在正常工作運(yùn)行期間，輪胎吊可實(shí)行市電供電模式；該種供電模式依靠電纜接電，實(shí)現(xiàn)取電作業(yè)；若集裝箱輪胎吊采用電纜卷筒，會(huì)在一定程度上提升單個(gè)設(shè)備造價(jià)，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，也會(huì)提升維修、保養(yǎng)價(jià)格。第二，低架滑觸線，該種供電模式是指將滑觸線、低架搭架、變壓器設(shè)置在地面上，將供電選擇開(kāi)關(guān)及電纜設(shè)置在輪胎吊上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輪胎吊供電；作為滑觸線節(jié)電模式，低架滑觸線是常用的移動(dòng)供電模式，其命名原因在于，相比高架滑觸線，其在輪胎吊的實(shí)際接電位置較低；通常情況下，低架滑觸線的塔架高度約為4m。第三，高架滑觸線，該種供電模式與低架滑觸線相似；由于滑觸線在集裝箱輪胎吊的電纜位置相對(duì)較高，因此，被稱為高架滑觸線；這種供電模式的優(yōu)點(diǎn)在于，開(kāi)展跨廠直線作業(yè)時(shí)不需斷電，有助于提升帶電作業(yè)的安全性；從節(jié)能減排角度對(duì)以上油改電的方式進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)三種供電模式具有幾乎相同的供電效率，但電纜卷筒模式隨著電纜長(zhǎng)度的增加，會(huì)提升功率損耗。與此同時(shí)，市電電源是三種供電方式的電力來(lái)源，在電力處于正常通電狀態(tài)時(shí)，三種油改電供電方式均可以實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲、無(wú)廢氣的工作，具有極強(qiáng)的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

三種油改電供電方式在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，受自身結(jié)構(gòu)的影響，分別具有不同的適用場(chǎng)景。以外高橋港口為例，為應(yīng)對(duì)堆場(chǎng)排水需求，港區(qū)會(huì)將排水明溝設(shè)置在堆場(chǎng)盲道內(nèi)；若在外高橋港口引入低架滑觸線或電纜卷筒等供電模式，則接電箱、鎖座基礎(chǔ)與排水明溝會(huì)產(chǎn)生交叉影響，不利于布置作業(yè)。與此同時(shí)，港區(qū)也很難解決輪胎吊跑偏后如何卷纜的問(wèn)題以及橫跨通道的電纜拖纜問(wèn)題。若在港口使用上述兩種油改電方式，則必須在港口縱向道路切斷低架滑觸線的電纜，不利于輪胎吊油改電系統(tǒng)的直線轉(zhuǎn)場(chǎng)，嚴(yán)重影響輪胎吊油改電系統(tǒng)在堆場(chǎng)間的橫向移動(dòng)效率?；诖?，若將油改電模式應(yīng)用于類似外高橋港口區(qū)域，即作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)堆場(chǎng)規(guī)整且使用率高的港口區(qū)域，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可結(jié)合堆場(chǎng)實(shí)際作業(yè)習(xí)慣與作業(yè)需求引入高架滑觸線供電模式，以提升堆場(chǎng)作業(yè)效率，提高油改電模式的可行性。

3 油改電節(jié)能減排的關(guān)鍵

3.1 高架滑觸線油改電

油改電供電模式中的高架滑觸線模式應(yīng)用最廣泛，因此，以高架滑觸線為例進(jìn)行分析，能夠明晰油改電模式的關(guān)鍵。該種供電模式具有以下幾種施工要求：第一，要求港口具有一定空間，需要占據(jù)一定地基面積，用于安裝滑觸線支撐架；通常會(huì)在堆場(chǎng)內(nèi)劃出五平方米左右的區(qū)域，布置支撐架地基。第二，由于高架滑觸線的塔架較高，很可能會(huì)受到港口周邊臺(tái)風(fēng)影響；因此，在開(kāi)展輪胎吊作業(yè)時(shí)，應(yīng)使滑觸線架空并始終保持其處于平直狀態(tài)；其中，平是指地面道路與滑觸線平行，直是指滑觸線能夠在八級(jí)橫風(fēng)條件下保持小于1m的單側(cè)擺動(dòng)。第三，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮氣候條件的影響，例如，冰雪天氣、雷電天氣，強(qiáng)化高架滑觸線的防電、防雷效能，保持供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第四，港口需要投資一定金額建設(shè)高架基礎(chǔ)設(shè)施，這也需要港口區(qū)域的堆場(chǎng)具有較高通過(guò)效率、較強(qiáng)的通過(guò)能力；同時(shí)，港口區(qū)域還需擁有較長(zhǎng)作業(yè)線與規(guī)整的功能劃分區(qū)域。第五，該類供電模式對(duì)于作業(yè)區(qū)的連續(xù)性具有較高要求，例如，港口區(qū)域需要能夠?qū)崿F(xiàn)直線轉(zhuǎn)場(chǎng)，但不會(huì)對(duì)港區(qū)堆場(chǎng)原有的作業(yè)模式進(jìn)行更改。

3.2 技術(shù)要點(diǎn)

油改電供電模式的技術(shù)要點(diǎn)具體包括以下幾方面：第一，在圍繞集裝箱輪胎吊開(kāi)展改造工程施工活動(dòng)時(shí)，應(yīng)結(jié)合輪胎吊的自身結(jié)構(gòu)，從電纜鋪設(shè)、指示燈、高壓鈉燈、機(jī)上限位、水密開(kāi)關(guān)、接線箱、電源切換箱、集成品安裝、取電平臺(tái)安裝、取電平臺(tái)制作等項(xiàng)目著手。第二，施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合港口實(shí)際地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)塔架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，例如，將拉梁設(shè)置在端塔處，引入樁基承臺(tái)模式，最終的塔架鋼結(jié)構(gòu)具體包括電線、掛鎖、避雷鎖、抗風(fēng)索、承重鎖、斜桿、橫桿、橫擔(dān)、塔柱、主體塔架，上述各鋼結(jié)構(gòu)承擔(dān)著重要功能，有助于提升塔架的抗風(fēng)性能。第三，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合港口實(shí)際的供電容量，設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的供電閾值，保障將充足的電力資源提供給港口，以強(qiáng)化油改點(diǎn)供電模式的有效性；同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合港區(qū)實(shí)際用電情況，在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，不斷完善供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如，結(jié)合電力供應(yīng)情況，將供電設(shè)施增設(shè)在堆場(chǎng)內(nèi)，以強(qiáng)化供電效果。第四，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格依照防雷設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)建筑物的具體要求，開(kāi)展高架滑觸線供電系統(tǒng)防雷與接地的設(shè)計(jì)活動(dòng)，不斷強(qiáng)化供電系統(tǒng)的防雷性能。第五，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合高架滑觸線各部分結(jié)構(gòu)的實(shí)際位置，比如，圍繞輸電鐵塔位置防撞警示標(biāo)志，結(jié)合輪胎吊的運(yùn)行情況，在堆場(chǎng)內(nèi)完善保護(hù)裝置，持續(xù)增強(qiáng)集裝箱輪胎吊的作業(yè)安全性。

4 節(jié)能減排效果

柴油發(fā)電機(jī)是集裝箱輪胎吊的動(dòng)力來(lái)源，主要工作模式為間歇式，相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，港口在啟動(dòng)輪胎吊發(fā)動(dòng)機(jī)后，柴油發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行進(jìn)程中，裝卸作業(yè)時(shí)間占比不到50%，大多數(shù)時(shí)間輪胎吊并不處于作業(yè)狀態(tài)，即進(jìn)入能源空耗狀態(tài)，每小時(shí)每臺(tái)集裝箱輪胎吊可空耗1.5升柴油，這使得集裝箱輪胎吊空耗大、污染重、運(yùn)行成本高、能耗大的問(wèn)題日益顯著。若輪胎吊能夠采用油改電供電模式，可大幅縮減營(yíng)運(yùn)成本；相比柴油驅(qū)動(dòng)模式的集裝箱輪胎吊，采用油改電模式的集裝箱輪胎吊只有33%的能源消耗；在正常運(yùn)行過(guò)程中，油改電模式集裝箱輪胎吊極少泄漏水油，也不易產(chǎn)生噪聲、廢氣，能夠符合港口能源節(jié)約需求，大幅降低環(huán)境污染程度。若將集裝箱輪胎吊轉(zhuǎn)為油改電供電模式開(kāi)展作業(yè)，則可使用市電供應(yīng)替代原有的柴油功能方式，使得貨物在裝卸過(guò)程中，設(shè)備不再排放有毒物質(zhì)，有助于滿足港口節(jié)能減排的環(huán)保目標(biāo)。以上文所述的外高橋港口區(qū)域?yàn)槔?，若該港區(qū)能夠改造堆場(chǎng)設(shè)備；即相比傳統(tǒng)集裝箱輪胎吊，采用油改電模式的集裝箱輪胎吊在操作1TEU時(shí)，能夠減少0.8kg左右的標(biāo)準(zhǔn)煤綜合能耗，顯著降低作業(yè)噪聲，基本不會(huì)排放廢氣，大幅提升輪胎吊作業(yè)的節(jié)能減排效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為切實(shí)改善傳統(tǒng)輪胎吊的能耗問(wèn)題，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)及相關(guān)企業(yè)深入研究油改電運(yùn)行模式，綜合分析電纜卷筒、低架滑觸線、高架滑觸線等供電方式；其中，高架滑觸線更適合國(guó)內(nèi)大部分現(xiàn)代化港口，其應(yīng)用更廣泛。