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1、现代港口起重机高效节能新技术及应用,主 要 内 容,1、起重机节能减排状况概述,2、港口起重机节能新技术,3、港口起重机节能新技术应用,4、起重机节能技术应用前景,一、起重机节能减排状况概述,1、国内能源利用现状我国单位GDP的能耗是美国的6倍，是日本的7倍,甚至是印度的2.8倍。大气环境污染严重，环境保护和二氧化碳排放面临巨大的压力，2020年我国碳排放的减排要达到2005年的40%45%。我国在用的起重机械有四百多万台套，基本没用采用节能系统或装置，其能源利用率不足30%。,一、起重机节能减排状况概述,2、国外起重机节能状况欧盟、特别是德国在通用起重机上都有节能系统或装置，其能耗不到我国同
2、类产品的50%。日本是世界上最重视节能的国家。在起重机能量回收、控制和管理技术方面处于世界领先。如住友重机、三菱重工、安川电气等公司均各自开发了节能系统。住友轮胎式集装箱起重机的能量回收效率可达到65%，专用储能电池的寿命可达6年以上。,一、起重机节能减排状况概述,3、国内起重机节能状况我国针对起重机械的节能研究以企业为主，在技术上长期没有取得根本的突破。没有针对起重机械工作要求的专用能量回收储存装置，通用产品寿命较低。能量控制和管理系统技术相对落后，针对性的研究工作开展不多。,1、港口起重机节能类型 现代港口起重机的节能主要分为三大类：起重机工作过程中的能量回收 将起重机在工作过程中释放的再
3、生能量回收、储 存及再利用。起重机工作过程中的能量回馈 针对电网供电的起重机将起重机在工作过程中释 放的再生能量回馈给电网。起重机工作的能源替代 对于内燃驱动的起重机，采用油改气或油改电。,二、港口起重机节能新技术,2、起重机能量回收及利用技术起重机的驱动方案：直流驱动由直流发电机供电或整流供电；交流驱动由电网直接供电或交流发电供电。能量回收方案：由驱动电机发电，燃料电池回收储存（直流电）由驱动电机发电，通过逆变回馈电网（交流电）能量利用方案：能量的供给：正常能量的供给和回收能量的供给 能量的分配：回收能量向不同工作机构的分配,二、港口起重机节能新技术,二、港口起重机节能新技术,2、起重机能量
4、回收及利用技术能量储存装置：采用超级电容-释放电流功率大、存储能量大；采用锂电池寿命长、发展方向，充放电复杂。能量储存装置能在不同电压和电流工况下实现电流快充快放。能量储存装置寿命应能正常工作5年以上。,2、起重机能量回收及利用技术 能量回收系统控制和管理：能量回收的控制管理：实现再生能量的高效回收。能量的供给与分配的控制管理：实现能量的合理分配和高效利用。系统的安全控制管理：保证在能量的回收和利用过程中系统的安全。系统的可靠性管理：保证具有能量回收利用功能的系统工作可靠。,二、港口起重机节能新技术,3、起重机能量回馈技术 变频技术的发展推动了能量回馈节能技术的实现。门座起重机的典型作业循环图
5、：在负载满载下放或空载下放阶段都有势能的释放并可以通过电动机发电形成再生电能。,二、港口起重机节能新技术,3、起重机能量回馈技术 对于采用变频驱动的起重机工作机构的传动方式为 外电网变频器电动机工作机构 在负载下降过程中产生的电能可以有两个去向：1）通过变频器制动单元导通制动电阻将电能转换为热能消耗掉。2）通过变频器的逆变部分对直流母线进行充电使得变频器直流母线电压升高而将该电能回馈电网。要实现再生电能的回馈，只需在原有的变频器中增加一套可控的能量回馈装置，将再生能量逆变为标准的交流电即可。,二、港口起重机节能新技术,4、起重机能源替代技术 起重机能源代替的意义在于降低能源使用成本，减少作业场
6、所的排放，对于以燃油作为动力源的流动式起重机，能源的替代方案主要有两种：1）油改气 用液化石油气或天然气代替原油，可实现一定的减排并降低原料使用成本。其主要技术在于对内燃机的改造。2）油改电 通过电网供电取代内燃机发电，实现工作场所的减排和降低能源使用成本。,二、港口起重机节能新技术,三、港口起重机节能新技术应用,1、集装箱轮胎龙门起重机能量回收系统应用,PLC,蓄电池,充/放电,升压,起升变频器,小车变频器,大车1变频器,大车2变频器,制动单元,整流,发电机或市电,直流母线,三、港口起重机节能新技术应用,1）锂电池能量回收系统实施方案,在RTG上加装锂电池节能系统，既可以通过柴油发电系统充电
7、，又可以通过外部充电。安装该系统后仍能保持RTG的灵活性。,三、港口起重机节能新技术应用,2）锂电池能量回收系统实施效果,节能测试结果,试验节能轮胎吊参数 起升电机：170kw 起升速度：23/46 M/mi起升高度：18M 小车电机：15kw x 2,三、港口起重机节能新技术应用,3）其它优点,三、港口起重机节能新技术应用,2、港口轮胎起重机能量回收系统应用,三、港口起重机节能新技术应用,1）超级电容混合动力节能系统实施方案,三、港口起重机节能新技术应用,2）超级电容混合动力节能系统实施效果,常规驱动30t轮胎吊参数 起升电机：60kw；变幅电机：37kw柴油发动机：151kw,节能型30t
8、轮胎吊参数主起升电机：37kw；辅助电机：37kw主变幅电机：22kw；辅助电机：22kw柴油发动机：93kw,发动机功率下降近40%,三、港口起重机节能新技术应用,3、港口门座起重机能量回馈系统应用,在用门机节能方案,通过改造增加可控的能量回馈装置，实现能量向电网回馈,三、港口起重机节能新技术应用,1）在用门机节能改造实施方案,采用旁路回馈系统方案，该方案只考虑起升机构的能量回馈,三、港口起重机节能新技术应用,1）在用门机节能改造实施方案,采用整流回馈系统方案，该方案可实现最大能量回收和谐波治理,三、港口起重机节能新技术应用,2）在用门机节能回馈改造效果,三、港口起重机节能新技术应用,2）在用门机节能回馈改造效果,实现通用起重机械向节能型产品方向发展，改变我国在该领域的能源利用和能耗政策。在港口机械领域，可将以内燃机驱动、消耗码头燃油总消耗量65-70%的轮胎式集装箱龙门起重机，轮胎式臂架起重机等机械的油耗降低50%以上，外网供电的起重机均具有能量回收或能量回馈功能。节能的研究成果可推广到同类型的工程机械等其他领域。,四、起重机节能应用前景,谢谢！,
