一、技术名称：新型轮胎式集装箱门式起重机节能技术
二、适用范围：交通运输行业的港口、中转站装卸集装箱或件杂货等
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：
通用型轮胎式集装箱门式起重机(RTG)是集装箱港口的重要设备，在现代化港口集装箱堆场中占据主导地位。它可以大范围灵活调动，具有空间利用率高、生产率高和全堆场机动的特点。但通用型RTG使用柴油发电机组为整机提供动力，存在造价高、日常使用维护成本高、能源消耗大和废气排放污染、噪声污染等缺点。据统计，通用性RTG作业每标箱能耗为1.2～2.2升柴油。新型轮胎式集装箱门式起重机为大型机械设备，其生产过程的主要耗能是电。由于新型RTG为轻型化设备，整机重量降低约1/3，所以在生产过程中可以节约大量能源。
四、技术内容：
1.技术原理
1)采用“四卷筒”组合驱动技术在总体设计上，新型RTG采用四组钢丝绳卷筒装置，依靠卷筒的正、反转，收放钢丝绳实现货物的起升和横向移动。驱动装置和卷筒安装在门架底梁上，与通用型RTG(起升和小车运行机构都设置在小车上)相比，大幅降低小车质量和整机重心，优化了整机结构，实现了整机重量的轻型化。
2)采用电力驱动通用型RTG采用柴油发电机组提供动力，由于系统载荷是变化的、非线性的，因此通用型RTG在载荷较轻时，柴油机处于标定转速部分负荷运转，柴油发电机组效率较低。据统计，通用型RTG发动机启动后，用于装卸作业的时间不到50%，其它时间为空耗，一台通用型RTG每小时空耗的柴油约15升。新型RTG工作电机和照明均采用市电为动力，只配备小功率柴-电机组柴油机作为转场使用，满足RTG机动性要求。
3)电力驱动控制电动RTG采用变频调速、可编程控制器(PLC)和现场总线控制组成电力驱动控制系统，实现调速、控制一体化。整机的主要控制单元都以节点形式连接到总线上，实现数字信号通讯，具有快速、准确的特点。同时节省了各控制单元间的大量信号线，简化了硬件系统，降低了成本。
2.关键技术
1)总体参数的优化设计研究借鉴通用型RTG等港口装卸设备的技术特点，对起重量、起升高度、跨距、起升速度、大车运行速度、供电方式、轮压等总体参数进行优化设计研究，使各参数合理匹配，达到整机技术性能先进、适用，实现自重轻、轮压低、造价省、节能减排等目标。
2)整机结构轻型化与起升和小车运行一体化研究为减轻整机重量，该技术采用四卷筒驱动方案，用于货物起升的起升机构与小车运行机构共用一套驱动装置，驱动机构布置在结构底梁上，运行小车上不设置任何动力装置，小车重量大为降低，为整机结构的全面优化提供了前提。起升及小车运行机构采用四卷筒驱动方式。小车运行机构与起升机构共用同一套驱动装置，驱动机构固定安装在两侧底梁上，变频控制，分别驱动，通过两侧卷筒的不同转向对钢丝绳进行收放，配合特别设计的钢丝绳缠绕系统实现货物的升降和平移。在主梁轨道运行的小车上，只装有起升滑轮组、小车车轮和水平轮，不设驱动装置(小车重量仅相当于通用RTG的1/3左右)。
3)电力驱动系统结合通用型RTG与RMG的优点，对电力驱动技术进行研究，以电力驱动RTG完成集装箱装卸、搬运工作。新型RTG起升和小车共用驱动系统。起升/小车驱动机构采用带PG(编码器)
闭环矢量控制方式，从而有效实现全变频范围内的全转矩控制。对各驱动机构的交流变频驱动方式进行研究，使电机在各个工况下运行时充分利用其有效功率，保证在控制安全可靠的前提下节约能源。新型RTG采用Profibus总线控制方式，PLC分布模块和变频器作为节点串联在总线上，以数字信号通讯实现整机的一体化控制。在物理层上，各通信节点之间采用一根通信总线连接，省去了繁杂的控制线及信号线，节省了系统硬件的数量与投资以及安装、维护费用，提高了系统集成的可靠性。
3.工艺流程新型轮胎式集装箱门式起重机是电力驱动的、应用四卷筒组合控制技术的电动轻型轮胎式集装箱门式起重机。其装卸工艺流程同通用型RTG，只是设备的起升和小车的运行原理不同，见图1。实现了轻型化和节能。设备结构见图2。
五、主要技术指标：
主要技术指标见表1。
六、技术应用情况：
该项技术应用四卷筒控制为基础的起升与小车运行一体化技术，显著实现结构轻型化，经济性显著提高，是对通用型RTG的重大技术变革，在国内外尚属首次应用，处于国际先进水平。2007年，该项技术通过交通部科技司组织的技术鉴定。经过3年多的使用，目前已在国内多个港口集装箱码头得到使用。该技术设备自重和投资仅为通用型RTG的60%，单箱操作能耗降低约64%，堆场基础投资降低约1/3，运行情况良好，实现了经济性、先进性、实用性和环保性的目标。
七、典型用户及投资效益：
典型用户：广州鱼珠木材有限公司、肇庆港务有限公司、广东佛山南港码头有限公司建设规模：集装箱码头年通过能力40万TEU。主要技改内容：在原有件杂货堆场基础上进行扩建，新购置RTG设备，对堆场设备进行更新。节能技改投资额2322万元，建设期3年。每年可节能1606tce，年节能经济效益847万元，投资回收期4年。
八、推广前景和节能潜力：
新型RTG是对通用型RTG的重大技术创新，是对港口装卸设备轻型化、节能减排的成功尝试，可在我国集装箱码头，特别是支线港口中、小集装箱码头或中转站应用。该技术的成功实施，对于轻型化、节能型港口装卸设备设计和制造具有很好的借鉴意义。新型RTG造价低、能耗小(至少能够实现节能30%以上)，特别适合集装箱码头和货站堆场(特别是中小集装箱码头)。目前，我国集装箱运输业发展迅速，据预测，未来10年集装箱运输能够保持10%的增长速度。按照港口现有港机配套条件，国内港口码头每年需要新增RTG在200台以上。新型RTG技术具有优良的经济性、先进性、实用性以及节能环保特点，具有广阔的市场发展前景。预计到2015年可在全国港口推广20%，年节能能力可达10万tce。
二、适用范围：交通运输行业的港口、中转站装卸集装箱或件杂货等
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：
通用型轮胎式集装箱门式起重机(RTG)是集装箱港口的重要设备，在现代化港口集装箱堆场中占据主导地位。它可以大范围灵活调动，具有空间利用率高、生产率高和全堆场机动的特点。但通用型RTG使用柴油发电机组为整机提供动力，存在造价高、日常使用维护成本高、能源消耗大和废气排放污染、噪声污染等缺点。据统计，通用性RTG作业每标箱能耗为1.2～2.2升柴油。新型轮胎式集装箱门式起重机为大型机械设备，其生产过程的主要耗能是电。由于新型RTG为轻型化设备，整机重量降低约1/3，所以在生产过程中可以节约大量能源。
四、技术内容：
1.技术原理
1)采用“四卷筒”组合驱动技术在总体设计上，新型RTG采用四组钢丝绳卷筒装置，依靠卷筒的正、反转，收放钢丝绳实现货物的起升和横向移动。驱动装置和卷筒安装在门架底梁上，与通用型RTG(起升和小车运行机构都设置在小车上)相比，大幅降低小车质量和整机重心，优化了整机结构，实现了整机重量的轻型化。
2)采用电力驱动通用型RTG采用柴油发电机组提供动力，由于系统载荷是变化的、非线性的，因此通用型RTG在载荷较轻时，柴油机处于标定转速部分负荷运转，柴油发电机组效率较低。据统计，通用型RTG发动机启动后，用于装卸作业的时间不到50%，其它时间为空耗，一台通用型RTG每小时空耗的柴油约15升。新型RTG工作电机和照明均采用市电为动力，只配备小功率柴-电机组柴油机作为转场使用，满足RTG机动性要求。
3)电力驱动控制电动RTG采用变频调速、可编程控制器(PLC)和现场总线控制组成电力驱动控制系统，实现调速、控制一体化。整机的主要控制单元都以节点形式连接到总线上，实现数字信号通讯，具有快速、准确的特点。同时节省了各控制单元间的大量信号线，简化了硬件系统，降低了成本。
2.关键技术
1)总体参数的优化设计研究借鉴通用型RTG等港口装卸设备的技术特点，对起重量、起升高度、跨距、起升速度、大车运行速度、供电方式、轮压等总体参数进行优化设计研究，使各参数合理匹配，达到整机技术性能先进、适用，实现自重轻、轮压低、造价省、节能减排等目标。
2)整机结构轻型化与起升和小车运行一体化研究为减轻整机重量，该技术采用四卷筒驱动方案，用于货物起升的起升机构与小车运行机构共用一套驱动装置，驱动机构布置在结构底梁上，运行小车上不设置任何动力装置，小车重量大为降低，为整机结构的全面优化提供了前提。起升及小车运行机构采用四卷筒驱动方式。小车运行机构与起升机构共用同一套驱动装置，驱动机构固定安装在两侧底梁上，变频控制，分别驱动，通过两侧卷筒的不同转向对钢丝绳进行收放，配合特别设计的钢丝绳缠绕系统实现货物的升降和平移。在主梁轨道运行的小车上，只装有起升滑轮组、小车车轮和水平轮，不设驱动装置(小车重量仅相当于通用RTG的1/3左右)。
3)电力驱动系统结合通用型RTG与RMG的优点，对电力驱动技术进行研究，以电力驱动RTG完成集装箱装卸、搬运工作。新型RTG起升和小车共用驱动系统。起升/小车驱动机构采用带PG(编码器)
闭环矢量控制方式，从而有效实现全变频范围内的全转矩控制。对各驱动机构的交流变频驱动方式进行研究，使电机在各个工况下运行时充分利用其有效功率，保证在控制安全可靠的前提下节约能源。新型RTG采用Profibus总线控制方式，PLC分布模块和变频器作为节点串联在总线上，以数字信号通讯实现整机的一体化控制。在物理层上，各通信节点之间采用一根通信总线连接，省去了繁杂的控制线及信号线，节省了系统硬件的数量与投资以及安装、维护费用，提高了系统集成的可靠性。
3.工艺流程新型轮胎式集装箱门式起重机是电力驱动的、应用四卷筒组合控制技术的电动轻型轮胎式集装箱门式起重机。其装卸工艺流程同通用型RTG，只是设备的起升和小车的运行原理不同，见图1。实现了轻型化和节能。设备结构见图2。
五、主要技术指标：
主要技术指标见表1。
六、技术应用情况：
该项技术应用四卷筒控制为基础的起升与小车运行一体化技术，显著实现结构轻型化，经济性显著提高，是对通用型RTG的重大技术变革，在国内外尚属首次应用，处于国际先进水平。2007年，该项技术通过交通部科技司组织的技术鉴定。经过3年多的使用，目前已在国内多个港口集装箱码头得到使用。该技术设备自重和投资仅为通用型RTG的60%，单箱操作能耗降低约64%，堆场基础投资降低约1/3，运行情况良好，实现了经济性、先进性、实用性和环保性的目标。
七、典型用户及投资效益：
典型用户：广州鱼珠木材有限公司、肇庆港务有限公司、广东佛山南港码头有限公司建设规模：集装箱码头年通过能力40万TEU。主要技改内容：在原有件杂货堆场基础上进行扩建，新购置RTG设备，对堆场设备进行更新。节能技改投资额2322万元，建设期3年。每年可节能1606tce，年节能经济效益847万元，投资回收期4年。
八、推广前景和节能潜力：
新型RTG是对通用型RTG的重大技术创新，是对港口装卸设备轻型化、节能减排的成功尝试，可在我国集装箱码头，特别是支线港口中、小集装箱码头或中转站应用。该技术的成功实施，对于轻型化、节能型港口装卸设备设计和制造具有很好的借鉴意义。新型RTG造价低、能耗小(至少能够实现节能30%以上)，特别适合集装箱码头和货站堆场(特别是中小集装箱码头)。目前，我国集装箱运输业发展迅速，据预测，未来10年集装箱运输能够保持10%的增长速度。按照港口现有港机配套条件，国内港口码头每年需要新增RTG在200台以上。新型RTG技术具有优良的经济性、先进性、实用性以及节能环保特点，具有广阔的市场发展前景。预计到2015年可在全国港口推广20%，年节能能力可达10万tce。
