关于集装箱码头装卸工艺改造的供电方案可行性研究
摘要:此文提出了“油改电”技改的升级版——“直流滑触线供电技术+节能降耗技术”在电动轮胎式集装箱门式起重机(ERTG)中的应用,通过对其节能方式、性能和节能效果的分析和探讨,找出一个切实可行的先进供电方式,供集装箱码头用户在实际应用中参考。
1、引言
轮胎式集装箱门式起重机(RTG)是世界各大集装箱专业化码头堆场的主力设备,它具有码头基础的投资成本低、机动灵活可转场作业、便于分期分批购置等优点,一直受到广大集装箱作业码头的欢迎。近几年“油改电”技改措施的大力推进,使得过去能耗大成本高的柴油式RTG已经普遍改为交流电驱动的ERTG。
以我院为广州集装箱码头有限公司(简称GCT)的集装箱码头装卸工艺系统做改造的可行性报告为例。限于当时的论证周期、业主指导思想等制约,我院为其做的“油改电”技改方案,主要从可靠性、维护保养的便捷性等传统的角度考虑,但是随着近几年的技术进步,许多当时看来不可靠、不经济的设备、方案,现在已经变得容易让人接受。因此,有必要结合当下新技术条件,重新思考下,为今后的工作提供一个与时俱进的新思路。
2、直流滑触线供电分析
起初我院按照传统可靠地方式为GCT“油改电”方案设计构思了一个传统供电的方案,简略构思如下:采用460V交流电源;采用3.5m高安全式交流滑触线为ERTG供电;在变电所内集中设置无功功率补偿柜。
整个方案中规中矩。但是,我们注意到,由于采用交流供电,在供电线路阻抗的影响下,变电所的供电半径非常有限。也就是说,在总供电功率一定的条件下,为了满足整个堆场的需要,我们不得不多设置几处变电所。这样一来势必会增加高压配电柜、高压电缆、变压器方面的投资,同时也占用了过多的堆场空间。
近几年,如果采用直流滑触线的形式供电,供电半径将扩大不少。但当时在做这个GTC“油改电”技改时,直流滑触线的安全性还达不到要求,只能做到6m高的高空滑触线。随着近年科学的发展,直流滑触线供电技术日趋成熟,以现今的技术已经可以做到3.5m高的安全型低空滑触线了,安全性也不再成为制约条件。
如果采用直流供电,那么将具备以下几点优势:
由于直流供电只需要考虑纯电阻性阻抗,供电半径将显著增大。
供电半径增大后,可以通过增大箱变容量的方式,减少箱变个数。降低整个高压供、配电环节的一次投资。
仅需要2条直流滑触线,与5条交流滑触线相比,明显节省投资成本。
用于直流供电,计入电网的功率因数相当高,实践中甚至达到95%以上,省去了低压集中电容补偿柜的投资。
但必须注意的是,与此同时,直流供电也需要在箱式变电站内增设1台整流柜,以便将交流电变成直流电,同时在ERTG上增加相应逆变装置。不过根据上海振华港机提供的数据显示,采用直流滑触线供电的后ERTG和滑触线的总投资额不会比传统交流ERTG大。
3、馈电式节能技术分析
油改电以后,设备对油的依赖减小了,但另一方面对电的需求却增大了。近年来,中国社会高速发展,高峰期用电缺口越来越大,电费也呈现逐年上涨的趋势。在这个前提下,怎样节约用电,如何节省一次投资成本以及运营成本,针对这些问题,我院近期研发出了一种新的节电技术,请看下面分析。
我们都知道当集装箱上升时,ERTG电机处于电动状态,电能转化为集装箱的势能;当集装箱下降时,ERTG电机处于制动状态,集装箱的势能转化为电能。过去这部分再生能量无法回馈,直接通过能耗电阻以发热的形式白白消耗掉。
若我们能够将这部分能量进行再利用,不仅可以实现节能,同时还可以弥补起升机构吊重载上升过程及各机构突然加速时的突加功率需求,从而使发动机可以工作在非过载状态,容易熄火的现象将不复存在,有效地提高了发动机的使用寿命,并达到良好的环保效果。解决这个问题的关键是要有一套储能和回馈装置,能够快速吸收再生能量,并在系统需要时立即投入使用。
近年来发展出了几种方式可利用这种因电机制动而回馈的电能,如下:
凡本网注明“来源:阿拉丁建筑电气网”的所有作品,版权均属于阿拉丁建筑电气网,转载请注明。