轮胎式龙门起重机油电混合动力系统改造及应用效果

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装载机油改电技术方案

装载机油改电技术方案

装载机油改电技术方案装载机油改电技术方案是指将传统燃油驱动的装载机改为电动驱动的技术方案。

通过将装载机的发动机、燃料系统等相关部件替换为电动机、电池组等电动部件,实现装载机的电动化,并且能够通过电池组储存和释放电能,以满足装载机工作的动力需求。

一、技术方案分析1. 电动机替代发动机将装载机的传统发动机替换为电动机,电动机具有高效率、低噪音、低振动等优点,能够更好地适应装载机工作环境的要求。

2. 电池组储存电能为了满足装载机工作所需的大量电能,需要配备大容量的电池组来储存电能,并通过电池管理系统对电池组进行监控和管理,确保电池组的正常使用。

3. 充电设施建设安装充电桩等充电设施,方便对装载机进行充电。

4. 控制系统设计设计电动装载机的控制系统,包括控制电机运行、电池组管理、车辆传感器监测等,确保电动装载机的稳定、安全地运行。

二、技术方案优势与应用1. 环保节能电动装载机不需要燃油,减少了尾气排放,没有噪音和振动,减少了对环境的污染,符合现代社会的环保趋势,也有利于实现可持续发展。

2. 成本降低电动装载机免去了燃油消耗的成本,且由于电动机具有高效率,减少了能源的浪费,降低了使用成本。

3. 使用灵活电动装载机的电池组可以根据需求进行充电或更换,实现快速更换电池,从而实现24小时连续工作。

4. 应用广泛电动装载机适用于各种场地,如建筑工地、煤矿、港口等,可以用于物料搬运、装卸和堆放等场景。

三、技术方案的实施步骤1. 设计装载机改电方案,包括替换发动机为电动机、配备电池组等。

2. 购买电动机、电池组等电动部件,并进行安装。

3. 建设充电设施,包括充电桩等。

4. 优化控制系统,确保电动装载机的平稳、安全地工作。

5. 进行调试和测试,确保技术方案的可靠性和稳定性。

6. 推广应用,将改装完毕的电动装载机投入使用,并进行后续的维护和管理。

四、技术方案的前景展望随着环保意识的不断增强和电动技术的不断改进,装载机改电技术将会逐渐得到推广应用。

“油改电”轮胎式龙门吊电缆卷盘供电系统应用

“油改电”轮胎式龙门吊电缆卷盘供电系统应用

“油改电”轮胎式龙门吊电缆卷盘供电系统应用作者:楼桂龙来源:《集装箱化》2017年第08期据统计,目前全球使用的 6 500多台集装箱门式起重机中,轮胎式龙门吊(以下简称“轮胎吊”)占 90%以上,是集装箱码头堆场的主力设备,具有转场作业灵活、工程投资小等优点,广受港口码头的青睐;但是,轮胎吊存在能量转换效率低、单位能耗大、使用成本高等缺点,且柴油机易产生废气、废油、噪声等,对环境造成严重污染。

近年来,随着轮胎吊“油改电”技术的实施,传统柴油机组轮胎吊改用清洁、可靠的电力驱动,这是对传统柴油机组轮胎吊驱动方式的一项重大技术创新。

宁波梅山岛国际集装箱码头有限公司率先在宁波-舟山港大规模使用电缆卷盘式轮胎吊,不仅节约能源,降低运营成本,而且减少污染排放,改善作业环境,取得良好的经济效益和社会效益。

1 “油改电”轮胎吊供电方式目前,“油改电”轮胎吊供电方式主要有高架滑触线供电系统、低架滑触线供电系统以及电缆卷盘供电系统,三者自身要求和技术难点不尽相同,相互很难替代。

“油改电”轮胎吊供电技术方案的选取,既要考虑设备施工周期和施工费用,又要结合梅山港区处于雷暴区的实际情况,从而确保轮胎吊在雷暴、台风天气下安全可靠。

经过对国内集装箱码头“油改电”轮胎吊供电方式的考察,发现滑触线供电系统有以下不足:(1)高架滑触线供电系统的防雷、防风问题存在很大安全隐患;(2)滑触线及碳刷的维护费用较高;(3)低架滑触线较高架滑触线安全,但过场时需要人工操作,导致作业效率降低;(4)高架滑触线供电系统和低架滑触线供电系统的基础投资较大且施工周期较长。

经过充分调研、论证,电缆卷盘供电系统具有以下优点:(1)防风、防雷安全系数高;(2)供电稳定;(3)日常维护费用低;(4)过场时无须人工操作,作业效率较高;(5)基础设施建设较为简单,改造费用远低于滑触线供电系统。

2 “油改电”轮胎吊电缆卷盘供电系统构成电缆卷盘供电系统工作原理如下:(1)在轮胎吊门架上安装电缆卷盘;(2)将电缆卷绕在卷盘上,电缆一端连接轮胎吊并形成整体供电回路,另一端沿轮胎吊行走轨道连接箱区地面供电箱;(3)当轮胎吊行走时,电缆卷盘自动收放电缆;(4)当轮胎吊沿大车跑道梁行走时,电缆卷盘能够实现正反转,电缆长度应选择“400 m”模式以覆盖左右堆场。

轮胎吊高架滑触线供电安全系统的应用

轮胎吊高架滑触线供电安全系统的应用

轮胎吊高架滑触线供电安全系统的应用作者:曹仪明来源:《集装箱化》2011年第04期在当前科学发展、节能降耗的大背景下,国内港口纷纷对轮胎式集装箱龙门起重机(以下简称轮胎吊)实施油电切换技术改造。

改造后的轮胎吊新增岸电供电模式,能够通过受电器接收来自高架滑触线的市电。

与柴油发电机组供电模式相比,岸电供电模式具有能耗低、效率高的优点;但油改电轮胎吊在生产过程中也暴露出一些安全隐患,需要采取针对性措施加以解决,以免造成安全事故。

1轮胎吊高架滑触线供电安全隐患1.1大车行走超限及转向油电切换采用岸电供电模式后,轮胎吊大车行走范围受到滑触线长度的限制,特别是当大车行至滑触线两端时,如果司机操作不慎,轮胎吊很容易超出滑触线的范围,从而引发安全事故:轻则造成受电器损坏,影响轮胎吊的正常使用;重则造成滑触线损坏,影响整条供电线路上的轮胎吊正常运作。

此外,若司机在大车转向时未进行油电切换,也可能对滑触线和受电器造成损坏。

1.2受电器跳槽大车快速行走或起吊重箱时,可能导致轮胎吊上的受电器跳出高架滑触线,引发设备断电。

跳出的受电杆可能接触其他相线上的滑触线,造成短路,影响轮胎吊的正常作业。

1.3滑触线供电设施遭雷击集装箱码头堆场安装的高压滑触线铁塔高达,在雷雨季节极易受到雷电袭击,造成整条滑触线断路。

此外,轮胎吊上的受电器也经常遭到雷击。

1.4滑触线供电设施遭撞击箱区内流动机械工作频繁,夜间作业时可能与处于堆场道路中央的滑触线铁塔和变电站发生碰撞,导致设备受损。

2轮胎吊高架滑触线供电安全系统针对上述安全隐患,利用科技手段开发轮胎吊高架滑触线供电安全系统。

该系统主要由轮胎吊大车行走终点保护装置、轮胎吊安全运行保护装置、高架滑触线供电设施防雷装置、高架滑触线输电铁塔防撞警示装置等组成。

2.1轮胎吊大车行走终点保护装置在岸电供电模式下,轮胎吊大车行走范围限制在悬挂高架滑触线的2座端塔之间,这就要求轮胎吊大车行走终点保护装置既能自动识别端塔,又能自动识别岸电供电模式和柴油发电机组供电模式,从而确保岸电供电模式下轮胎吊大车安全行走。

磷酸铁锂电池在集装箱轮胎式龙门起重机上的应用前景

磷酸铁锂电池在集装箱轮胎式龙门起重机上的应用前景
子 L +通过 隔膜 向 正极 迁 移 。锂 离 子 电池 因 锂 离 i
( )耐高 温 磷 酸铁锂 电热峰值 可达 3 0℃ ~ 4 5
50o ; 0 C
子在充 放 电时来 回迁移 而命 名 。
( )稳定 性 高 包 括 高 温 充 电 的容 量 稳 定 性 5 好 ,储存 性 能好 ;
放 电单元 ,总 重量 不会 超过 6 0k 。再 加上 箱体 和 0 g 变频 电源 的所 有总重 量 有 1t 左右 。但 取 消 了 1台 柴 油 发 动 机组 ,其 使 用 、维 护 方 面 的优 越 性 和达 到 的 节 能 、 环 保 效 果 是 柴 油 发 电 机 组 不 能 相
《 起重运输机械》 2 1 ( ) 0 0 9
为保持 龙 门 吊 的 灵 活性 特 点 ,一 种 新 的全 自

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动 接 电和断 电 的安 全 滑 触 线 集 电器 已经 由德 国法 勒 移动供 电公 司和 康 达 一稳 孚勒 开 发成 功 。该 装 置 不需地 面人 员 协 助 ,完 全 由司机 在 司 机 室 内操
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轮胎式龙门起重机全自动纠偏方法

轮胎式龙门起重机全自动纠偏方法

轮胎式龙门起重机全自动纠偏方法当前,成熟的码头自动化方案均是基于轨道式集装箱龙门起重机(简称轨道吊,RMG),需要钢筋混凝土地基以及轨道作为基础,因此往往用在新建码头,其动工较大,成本高,影响原有码头作业[1]。

而占有港口90%市场的是传统的轮胎式装箱龙门起重机(简称轮胎吊,RTG),重要靠人工操作。

对RTG的自动化改造是当前港口自动化的紧要机遇和挑战,其关键是解决大车直线行走纠偏问题。

由于RTG没有轨道,地面没有限制,简单发生轨迹偏离,胎压、负重、小车位置、甚至机械刚度都会影响其大车的直线行走。

另一方面,大车朝着大跨距、大起重量的方向进展,单纯的依靠人工来驾驶定位难度不断增大,而且为了能够限度的使用场区空间,提高堆场利用率,集装箱的排列比较紧密,集装箱两侧留给起重机的偏移距离比较小,假如掌控不够精准,极有可能发生碰撞事故。

1轮胎吊纠偏常用方法当前,无自动化的RTG纠偏采纳目测法,即通过驾驶员察看运行线路上提前规划好的标志线来掌控大车行进,使用这种方法的缺点是受天气条件限制比较大,而且驾驶员长时间察看标志线简单产生疲乏驾驶,会导致停车位置不精准明确[2]。

为了适应港口自动化近年来显现了很多新的大车直线纠偏的技术方案。

可分为如下几类:1)差分定位纠偏法[3-4]。

定位系统包含了GPS、北斗、GLNOSS。

差分定位可以供给厘米级别精度。

但是定位系统对于四周环境要求较高,要避开高楼遮挡、电磁干扰,对于卫星遮挡时间要进行多而杂处理。

2)图像识别纠偏法[5]。

通过在大车行进方向上画参考线,并通过多摄像头识别确定当前大车是否跑偏。

但该法易受雨、雪等天气影响。

3)电磁感应纠偏法。

通常在运行方向上,埋设磁钉(如厦门远海集装箱码头)或感应电缆,通过电磁感应确定位置[6]。

这种方式易受干扰,对感应距离有要求。

4)光电测距、超声波测距纠偏法[7]。

光电测距法通常需要激光测距传感器或激光扫描传感器,在大车两侧设置隔板,依据传感器测出大车和隔板之间的距离来判定是否跑偏。

轮胎式龙门起重机大车自动纠偏的应用

轮胎式龙门起重机大车自动纠偏的应用

轮胎式龙门起重机大车自动纠偏的应用摘要:轮胎式集装箱龙门起重机(以下简称RTG)是广泛应用于集装箱码头堆场的集装箱装卸设备。

RTG大车采用的是橡胶轮胎,其灵活性好,也可以从一个堆场转场至另一个堆场。

但实际RTG的运行跑道一般较窄,如果跑偏严重的话RTG将会跑出跑道甚至撞箱。

而单纯依靠人工操作来纠偏的话受外围因素影响很大,所以配备自动纠偏的RTG将会越来越多,且与码头堆场的自动化潮流相融合。

关键词:RTG;自动纠编;堆场;撞箱;跑道1 引言在码头堆场的集装箱的装卸过程中,RTG扮演了极其重要的角色。

由于RTG只能沿着直线的跑道作业,其跑道左右两侧一般都有集装箱,而另一方面,RTG朝着大跨距的方向发展,单纯的依靠人工来操作定位难度不断增大,而且为了能够最大限度的提高码头堆场利用率,相邻箱区的间距都比较小,因此留给RTG运行作业的跑道空间就更小,如果大车控制不够准确,很有可能发生碰撞事故,从而造成巨大的经济损失,甚至会造成人员伤亡。

所以自动纠偏在RTG中的应用将显得越来越重要。

RTG 大车自动纠偏系统可实现 RTG 大车在行走过程中,车轮中心线与场地跑道线偏差的自动修正功能,提升 RTG 作业中的安全及效率。

该系统使 RTG 像在轨道上行驶一样,无需人工纠正行进方向,减轻司机的劳累程度,使司机更多精力关注车道上障碍物及其他突发情况,有效提高大车行进的安全性,提高 RTG作业效率。

2自动纠偏系统的选型当前用户市场上应用的比较多的RTG自动纠偏系统有以下几类:1)差分全球定位自动纠偏。

全球定位系统包含了GPS、GLNOSS和北斗。

差分全球定位技术其精度可达到厘米级。

但是全球定位系统对于周边环境要求较高,码头中有些设施高于RTG,如QC和灯塔等。

如果RTG靠其太近,遮挡物会严重影响GPS的收星、影响定位精度。

其优点是差分全球定位纠偏可以全天候的运行,受天气情况的影响不大,不需要依赖场内参照物。

2)电磁感应自动纠偏。

油电混合动力轮胎吊应用

油电混合动力轮胎吊应用

油电混合动力轮胎吊应用轮胎式集装箱龙门起重机(以下简称“轮胎吊”)是专业化集装箱码头堆场的主力设备,其在用数量占在用场桥总数量的85%左右。

与轨道吊相比,轮胎吊具有价格较低和机动性较强的优势,因而受到各大集装箱码头的青睐。

按照供能方式的不同,轮胎吊分为市电轮胎吊、柴油发动机轮胎吊和油电混合动力轮胎吊。

市电轮胎吊通过电缆卷盘或滑触线供电,使用成本较低;但其机动性较差,不能满足转场作业需求。

柴油发动机轮胎吊由设备自带的柴油发动机带动发电机组为设备供电,转场机动性较强;但为了满足轮胎吊起升、小车、大车等机构满载运行时的峰值功率,需要配置大功率柴油发动机,使得其使用成本高昂。

一方面,在实际作业过程中,轮胎吊很少全功率运行,小车和大车的实际运行功率仅70~90 kW,同时起升吊箱也不会经常满载,这使得柴油发动机轮胎吊在实际运行过程中功率过剩,从而产生能源浪费;另一方面,柴油发动机无法回收起升机构下降和各机构减速过程中的多余能耗,這使得轮胎吊排放超标。

在此背景下,油电混合动力轮胎吊应运而生,有效避免市电轮胎吊机动性差和柴油发动机轮胎吊能耗高、污染大等问题,具有较高的推广应用价值。

1 油电混合动力轮胎吊结构油电混合动力轮胎吊配备超级电容、飞轮或蓄电池等储能单元,遵循能量守恒定律,利用能量反馈回收机制给储能单元蓄电,以储能单元中的电能为动力来源,节能效果十分明显。

[1]本文涉及的油电混合动力轮胎吊配备安川电控系统和东芝锂电池储能装置。

与柴油发动机轮胎吊相比,油电混合动力轮胎吊增设电池房。

电池房内装配3组共135 A h东芝锂电池组、安川D1000整流器、恒压恒频逆变器、滤波器及可编程逻辑控制器模块等。

锂电池组由23个Type3-23电池模块串联组成,提供660 V直流电压;每个电池模块有独立的通信接口,以便将电池状态反馈给电控系统。

此外,油电混合动力轮胎吊配备东风康明斯120 kW柴油发动机来替代传统柴油发动机轮胎吊的大功率柴油发动机,同时配备较小功率发电机,发电机输出功率为106 kW。

油改电龙门吊司机操作注意事项

油改电龙门吊司机操作注意事项

油改电项目司机操作注意事项:
1.“油改电”场桥进入滑触线堆场时,大车0度进入堆场轮胎要求在龙道中间(50mm/-50mm范围)行走。

2. “油改电”场桥进入滑触线堆场到RTG对位区时,确认大车无走偏后,行走要求10%速度(即大车手柄一档速度)进入堆场。

3. “油改电”场桥进入滑触线转换好市电后,要求司机熄火柴油机。

4. “油改电”场桥进入新滑触线作业时,大车要求在50%速度行走(即大车手柄四档速度)。

5.“油改电”场桥在柴市状态下,取电小车“伸出/缩回”指示灯要求有一盏亮,司机室选择开头要打到对应位置,不然大车无动作。

6.市电场桥在停机保养或停机检修时,要求停放在市电堆场的指定区域,并把取电小车进入滑触线取电,司机室右联动台电源选择开关打到柴市状态。

7.大车在对位区才可以对操作取电小车伸出缩回,其他位置不允许操作伸出缩回开关.。

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轮胎式龙门起重机油电混合动力系统改造及应用效果作者:许升元潘明德颜飞来源:《集装箱化》2019年第04期轮胎式龙门起重机(rubber-tyred gantry crane ,RTG )具有作业灵活、占地面积小、工作效率高等优点,是当前多数集装箱码头堆场作业主要设备。

传统RTG 通过大功率柴油发电机组发电提供动能,存在油耗高、污染严重等问题。

对RTG 进行油电混合动力系统改造,以“大容量锂电池组+小功率柴油发电机组”替代原大功率柴油发电机组,使RTG 依靠锂电池组储存的电量工作,并通过能量回馈,将起升机构下降及各机构减速过程中产生的再生能量回馈至锂电池组,从而实现降低能耗和码头运营成本的目的。

1 RTG油电混合动力系统改造RTG油电混合动力系统改造采用大容量钛酸锂电池组和小功率柴油发电机组作为RTG供电系统。

锂电池组容量为120 A h,电压为525 V,可为RTG转场提供电源;锂电池组直接向RTG整机变频器上的直流母排提供工作电源,同时势能可回馈至锂电池组。

此外,增加恒压恒频辅助逆变电源系统,将直流母排上的直流电源逆变成三相交流电源,作为辅助电源供整机照明、控制等使用。

锂电池组的充电电源为80 kW柴油发电机组或外部电源。

柴油发电机组控制配电箱中设有柴油发电与市电充电切换开关;供电系统动力房内配有200 A、400 V三相航空插座,方便使用岸电快速充电。

1.1 锂电池组供电系统硬件构成锂电池组供电系统(见图1)包括柴油发电机组、可控整流单元模块、DC-DC变换器、电池储能单元、辅助电源逆变器、正弦波滤波器等。

1.1.1 柴油发电机组锂电池组供电系统使用80 kW小功率柴油发电机组替代原大功率柴油发电机组为锂电池储能单元充电。

当锂电池组发生故障时,可切换至柴油发电机组直接供电,满足大车、小车和起升机构慢速运行用电需求和空调、照明、通信等辅助用电需求。

本项目柴油发电机组中的柴油发动机和发电机分别选用康明斯柴油发动机和斯坦福发电机。

1.1.2 可控整流单元模块将起升变频器二极管整流部分改造为可控整流单元模块,使其具有整流、限流、升压和稳压作用,具体表现为:将柴油发电机组输出的400 V交流电源整流成所需的直流电源;将电压提升至所需电压并保持电压稳定;限制电流,防止在起升机构重载上升时发电机组过载熄火,使发电机组始终处于最佳工作状态,从而提高发电效率。

本项目可控整流单元模块选用VACON 品牌、400 V主动前端整流器和LCL滤波器。

1.1.3 DC-DC变换器DC-DC变换器采用双向架构,其作用在于维持并稳定直流母线电压,限制充放电电流,防止电池过充电或过放电,从而延长电池使用寿命,增强系统灵活性。

本项目DC-DC变换器选用市场上广泛使用的优质品牌,电池侧额定电流为675 A,电池侧电压为400~600 V,母线侧电压为500~720 V,输出功率为300 kW。

1.1.4 电池储能单元电池储能单元采用钛酸锂电池,在为RTG整机提供动力源的同时,还能将起升机构下降时产生的勢能转换为动能。

当电池管理系统检测到电池电量低时,可编程逻辑控制器启动整流单元和柴油发电机组,为电池储能单元充电。

本项目电池储能单元选用日本东芝原装进口钛酸锂电池和电池管理单元,锂电池组容量为120 A h,电压为525 V。

1.1.5 辅助电源逆变器辅助电源逆变器将直流电源逆变成三相交流电源,为可编程逻辑控制器、照明设备等提供辅助电源。

本项目采用VACON品牌110 kW、400 V辅助电源逆变器。

1.1.6 正弦波滤波器正弦波滤波器的作用是过滤逆变器所输出三相电源的谐波,使其更接近三相正弦波交流电源,从而消除谐波电压对电子控制设备的影响,提高辅助供电质量。

本项目选用国内某知名品牌额定电流为200 A的滤波器。

1.2 锂电池组供电系统动力房布置如图2所示:锂电池组供电系统动力房布置在RTG原动力房安装位置;在改造安装平台内设置可收放维修平台,收放机构操作简便,并且不干涉其他装置。

RTG原发电机房外侧留有宽800 mm左右的走道,在朝内一侧设置可收放维修平台。

新改造的80 kW柴油发电机房尺寸为2 600 mm€?280 mm€?2 600 mm,质量为2.3 t,自带平台和可收放维修通道。

新动力房安装在原动力房平台梁的中央,长度方向中心线与平台梁中心线平齐,确保负载平衡。

原动力房宽约2.00 m,新动力房平台宽1.28 m,未超出原来的范围空间。

锂电池组供电系统动力房改造后,RTG的轮压估算如下。

(1)80 kW小型柴油发电机房及其平台总质量约2.8 t。

(2)混合动力电池房总质量约4.85 t,包括:3个电池柜的质量为1 500 kg;变频器柜的质量为600 kg;控制柜的质量为500 kg;其他装置的质量为250 kg;电池房自重为2 t。

(3)动力房平台加辅料的总质量约1 t。

(4)改造完成的锂电池组供电系统总质量(包括发电机房及其平台、电池房及其平台、电池等元件)约为8.65 t。

(5)根据RTG结构计算书中的数据,原动力房的质量约为9 t。

从以上计算结果可见:锂电池组供电系统装置的总质量与原大型柴油发动机RTG动力房的质量相当,改造后不会增加RTG轮压。

1.3 锂电池组供电系统控制(1)锂电池组供电系统控制电源取RTG控制系统控制电源,为锂电池组供电系统可编程逻辑控制器、智能电池管理系统、AC-DC整流器、DC-DC变换器和辅助电源逆变器等提供控制电源。

(2)锂电池组供电系统可编程逻辑控制器通过控制器局域网络(controller area network,CAN)总线与智能电池管理系统通信,并读取智能电池管理系统数据,控制柴油发电机组运行和停止。

(3)锂电池组供电系统可编程逻辑控制器检测柴油发电机组状态(故障、油位、油温和运行等)、AC-DC整流器状态(故障、运行)、DC-DC变换器状态和辅助电源逆变器状态,并控制柴油发电机组、AC- DC整流器、DC-DC变换器和辅助电源逆变器运行。

(4)锂电池组供电系统可编程逻辑控制器通过RS485接口或输入输出端口与RTG电气控制系统可编程逻辑控制器通信,并发送锂电池组供电系统故障、运行等状态信息至RTG电气控制系统可编程逻辑控制器,控制RTG运行。

当RTG电气控制系统可编程逻辑控制器收到锂电池组供电系统故障信号时,RTG紧急制动。

(5)当锂电池组供电系统可编程逻辑控制器收到智能电池管理系统发出的电池电量低的信号时,立即启动柴油发电机组运行;当锂电池组供电系统可编程逻辑控制器收到柴油发电机组正常运行的信号时,启动AC-DC整流器运行,DC-DC变换器开始对锂电池组充电;当锂电池组供电系统可编程逻辑控制器收到智能电池管理系统发出的电池电量高的信号时,停止AC-DC整流器和柴油发电机组工作。

在锂电池组供电系统正常运行的过程中,DC-DC变换器和辅助电源逆变器一直处于工作状态。

当锂电池组供电系统停止运行时,柴油发电机组、AC-DC 整流器、DC-DC变换器和辅助电源逆变器均停止工作,以降低能耗。

锂电池组供电系统可编程逻辑控制器接收智能电池管理系统的状态信息,包括所有电池的电压、温度等信息。

(6)在RTG司机室联动台上设置锂电池组供电系统状态指示灯、锂电池组供电系统启停开关。

1.4 智能电池管理系统智能电池管理系统采用东芝原装进口电池原配监控系统,具有锂电池状态实时监控、数据处理、故障分析和定位、电池荷电状态和电池健康状态估算、数据传输、充放电控制、运行数据存储等管理功能,例如:估测锂电池组的荷电状态,实时显示剩余电量或荷电状态,从而将剩余电量维持在合理的范围内,防止因过充电或过放电而使电池受损;计算、比较、记忆和报告电池在不同负荷条件下的充放电状态,电池容量检测误差小于5%;监控和报告不同电池模块的温度和电压;判断故障电池模块,并向主系统可编辑逻辑控制器发出故障停机信号。

智能电池管理系统与主系统可编程逻辑控制器间采用CAN2.0B国际标准通信协议,具有通信可靠、数据交换方便等优点。

电池组可24 h连续工作,无须单独停机或启动柴油发电机组;由可编程逻辑控制器控制实现电池组自动平衡功能,一旦检测到电芯压差大于10 mV,立即触发平衡功能,确保系统在长期充放电状态下仍能正常启动。

2 RTG油电混合动力系统应用效果2.1 RTG油电混合动力系统应用司機上机将发动机房内电瓶切换开关转至合闸(“ON”)位置(见图3),并对发动机油、水、电进行常规检查;司机室右联动台上设有混动按钮功能键,司机操作主要涉及送电和断电,其他操作与传统柴油发动机RTG操作一致。

RTG油电混合动力系统具体操作步骤如下。

(1)混合动力合闸送电:按下“24 V电源合闸” 按钮(见图4),指示灯亮90 s后按下“混动合闸” 按钮(见图5),30 s后“混动合闸”指示灯亮起,随即系统控制电源合闸,开始作业。

(2)混合动力分闸断电:系统控制电源分闸;按下“混动分闸“按钮(见图6);下机前,将电瓶切换开关转至分闸(“OFF”)位置。

RTG油电混合动力系统操作说明:(1)按下“电源合闸”按钮后,绿色指示灯亮起90 s,待系统启动后,方可操作混动合闸 ;(2)混动合闸指整机电源供电,合闸后整机有电,且司机室内的指示灯、照明和空调等设备有电;(3)混动分闸指整机电源断电;(4)系统控制电源合闸和系统控制电源分闸指RTG电气系统控制分合闸,合闸后起升、大车、小车各机构动作,分闸后各机构停止动作;(5)在电源合闸状态下,当电池电量低需要对电池充电时,可以手动启动柴油发电机组对电池充电;(6)“混动故障”指示灯用于提示混合动力系统故障,“混动故障复位”按钮用于复位故障混合动力系统。

2.2 RTG油电混合动力系统节能效果大连集装箱码头有限公司RTG油电混合动力系统改造项目于2018年6月19日完成,为验证该系统应用效果,在正式投入使用前对其进行节能测试。

YC41号、YC42号、YC43号、YC44号和YC45号RTG为同品牌、同批次采购和投产的传统柴油发动机RTG,对YC44号RTG实施油电混合动力系统改造后,比较其与YC41~43号及YC45号RTG的作业箱量和单箱油耗(见表1)。

通过对比可见,YC44号油电混合动力RTG比传统柴油发动机RTG节能63.5%,达到预期效果。

3 结束语在传统大功率柴油发动机RTG无法满足日益严格的环保要求的背景下,低能耗油电混合动力RTG已成为当下RTG技术发展趋势。

RTG油电混合动力系统改造保留原柴油发动机RTG作业灵活的优点,无须改造码头堆场设施,投资较少,且节能63%左右,有利于降低码头运营成本。

此外,传统大功率柴油发动机RTG的维保费用高昂,RTG油电混合动力系统改造有利于降低码头设备技术维护成本。

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