混合动力RTG改造方案介绍课件

轮胎式集装箱龙门吊节能改造轮胎式集装箱龙门吊节能改造混合动力混合动力RTGRTG改造方案介绍改造方案介绍武汉港迪电气集团 Page 2n轮胎式集装箱起重机轮胎式集装箱起重机(以下简称场桥以下简称场桥)是码头堆场中机动性好、应用广是码头堆场中机动性好、应用广泛的集装箱起重机，泛的集装箱起重机，具有转场灵活，使用效率等优点。具有转场灵活，使用效率等优点。n伴随着近年来全球经济高速增长引起的以石油为代表的化石能源的日伴随着近年来全球经济高速增长引起的以石油为代表的化石能源的日益短缺，国际油价不断刷新历史记录，持续快速上涨，给各大拥有大益短缺，国际油价不断刷新历史记录，持续快速上涨，给各大拥有大量量RTG的集装箱码头的营运成本带来了巨大的压力。的集装箱码头的营运成本带来了巨大的压力。n柴油发电机组能量转换效率低、能耗大、成本高。同时柴油发电机组能量转换效率低、能耗大、成本高。同时 RTG在作业在作业时排放的废气黑烟和柴油机运转时产生的巨大噪音以及柴油存放与使时排放的废气黑烟和柴油机运转时产生的巨大噪音以及柴油存放与使用中的环境污染也与日益严格的环保要求有一定距离。用中的环境污染也与日益严格的环保要求有一定距离。n使用电动使用电动RTG改造（改造（E-RTG）存在一定的优点，如：节能效率高，彻）存在一定的优点，如：节能效率高，彻底去除噪音等，但也带来一些确定缺陷和不足。改为用电后需要连接底去除噪音等，但也带来一些确定缺陷和不足。改为用电后需要连接市电的装置，降低了可移动的特性，且必须增加基础设施的建设。市电的装置，降低了可移动的特性，且必须增加基础设施的建设。n降低油耗是积极可行的办法。通过提高柴油机的能源利用效率，以及降低油耗是积极可行的办法。通过提高柴油机的能源利用效率，以及将将RTG重物下放回馈的能量加以储存再利用的方式，达到节能降耗的重物下放回馈的能量加以储存再利用的方式，达到节能降耗的目的。目的。轮胎吊混合动力改造的意义轮胎吊混合动力改造的意义Page 3RTG混合动力改造的原理（1）nRTG的混合动力改造从改变柴油机入手，根据计算，选择合适的柴油的混合动力改造从改变柴油机入手，根据计算，选择合适的柴油机容量，并选用变速柴油机，最大限度的提高柴油机的利用率。机容量，并选用变速柴油机，最大限度的提高柴油机的利用率。n增加辅助储能装置，在柴油机发电富裕或重物下降时，将能量转换为增加辅助储能装置，在柴油机发电富裕或重物下降时，将能量转换为电能、化学能、机械能等方式进行存储。电能、化学能、机械能等方式进行存储。n增加电源逆变装置，将电压不稳定的直流电转换为稳定的交流电源供增加电源逆变装置，将电压不稳定的直流电转换为稳定的交流电源供机上辅助装置及照明、空调、控制设备使用。机上辅助装置及照明、空调、控制设备使用。n增加智能增加智能DC/DC电压控制器，控制发电机、储能装置、电压控制器，控制发电机、储能装置、RTG电机间电电机间电能的流动，负责控制储能装置的充放电。能的流动，负责控制储能装置的充放电。n更改后的系统回路图：更改后的系统回路图：柴油发电机机组 负载储能单元能量转换Page 4RTG混合动力改造的原理（2）n经过实际使用功率进行计算，选择合适的柴油机容量。经过实际使用功率进行计算，选择合适的柴油机容量。n更换后的柴油机可在怠速和高速间可平滑调速，当负载需求小时，柴油机工更换后的柴油机可在怠速和高速间可平滑调速，当负载需求小时，柴油机工作在怠速状态下可满足负载需求。作在怠速状态下可满足负载需求。n通过控制系统实施调整柴油机的油门量，系统反应相应快，负载增加时立即通过控制系统实施调整柴油机的油门量，系统反应相应快，负载增加时立即提高转速。提高转速。n发电机容量也相应调整，并增加励磁调整，快速调整输出电压。发电机容量也相应调整，并增加励磁调整，快速调整输出电压。改造后的柴油机发电机组介绍改造后的柴油机发电机组介绍Page 5n增加的储能装置是为了吸收柴油机供电时的富余能量。增加的储能装置是为了吸收柴油机供电时的富余能量。n储能装置必须能快速充放电，自身空耗的能量尽可能少。储能装置必须能快速充放电，自身空耗的能量尽可能少。n储能装置可使用超级电容，将能量以电能的形式存储；可以使用电池转变为储能装置可使用超级电容，将能量以电能的形式存储；可以使用电池转变为化学能存储；也可以使用飞轮机构转变为机械能存储。化学能存储；也可以使用飞轮机构转变为机械能存储。n各种能量存储装置具备有不同的优缺点：超级电容充放电迅速；电池充电速各种能量存储装置具备有不同的优缺点：超级电容充放电迅速；电池充电速度达不到要求；而飞轮机构价格较高。度达不到要求；而飞轮机构价格较高。RTG混合动力改造的原理（3）增加的储能装置介绍增加的储能装置介绍Page 6三种储能装置三种储能装置牵引用铅酸蓄电池组牵引用铅酸蓄电池组超级电容器组超级电容器组飞轮储能装置飞轮储能装置Page 7n当混合动力当混合动力RTG处于待机状态时，柴油机处于低速运转的状态，发电机发出处于待机状态时，柴油机处于低速运转的状态，发电机发出的电压、频率只有额定值的的电压、频率只有额定值的50%60%左右，必须使用一套装置将低电压提升左右，必须使用一套装置将低电压提升到标准电压。到标准电压。n柴油机发出的交流电通过三相全桥整流成直流电，增加一套柴油机发出的交流电通过三相全桥整流成直流电，增加一套DC/DC Canverter装置，运用装置，运用 IGBT高速开断，将低压直流电变为高电压直流电。高速开断，将低压直流电变为高电压直流电。n原有场桥在下降时，产生的能量只能通过制动电阻消耗。使用智能电压控制原有场桥在下降时，产生的能量只能通过制动电阻消耗。使用智能电压控制装置后，上升的电压通过装置后，上升的电压通过IGBT斩波方式变为额定电压的直流电存储在储能装斩波方式变为额定电压的直流电存储在储能装置中置中RTG混合动力改造的原理（4）增加的增加的DC/DC电压转换装置介绍电压转换装置介绍Page 8n改造后的改造后的RTG主供电回路由交流供电改为直流供电，直流电可直接在主供电回路由交流供电改为直流供电，直流电可直接在RTG变变频器的直流母牌上，直接为频器的直流母牌上，直接为RTG主回路供电。主回路供电。n增加的智能电压控制装置为辅助油泵、控制系统、照明系统等交流系统供电，增加的智能电压控制装置为辅助油泵、控制系统、照明系统等交流系统供电，需要将不同等级的直流电压变换为稳定的交流电。需要将不同等级的直流电压变换为稳定的交流电。n该装置还必须保证输出电能的品质，以保证该装置还必须保证输出电能的品质，以保证PLC等控制系统的用电需求，并等控制系统的用电需求，并保证系统的稳定，保证电器元件的寿命。保证系统的稳定，保证电器元件的寿命。nRTG用直流逆变电源属于成熟产品，已有非常成熟的应用，并有多家知名品用直流逆变电源属于成熟产品，已有非常成熟的应用，并有多家知名品牌供选择。牌供选择。RTG混合动力改造的原理（5）增加的直流电压逆变装置介绍增加的直流电压逆变装置介绍Page 9n混合动力混合动力RTG主要节能点是选择最为经济运行的柴油机容量，并进过计算主要节能点是选择最为经济运行的柴油机容量，并进过计算负荷功率，调整柴油机的油门大小。负荷功率，调整柴油机的油门大小。n下降时的能量通过储能装置存储，在需要时反馈到供电系统中。下降时的能量通过储能装置存储，在需要时反馈到供电系统中。n根据在其他码头的试验，经过混合动力改造后的根据在其他码头的试验，经过混合动力改造后的RTG数据如下：数据如下：n上图数据来源于多月数据统计的平均值。上图数据来源于多月数据统计的平均值。n可见使用混合动力改造后的可见使用混合动力改造后的RTG较常规较常规RTG节能比率可达到节能比率可达到n40%RTG混合动力改造的节能分析Page 10n混合动力改造的主要工作集中在柴油发电机侧，更换的柴油机、储能装置、混合动力改造的主要工作集中在柴油发电机侧，更换的柴油机、储能装置、智能智能DC/DC控制器都安装在其中，在制造厂家完成，在现场完成吊装，尽可控制器都安装在其中，在制造厂家完成，在现场完成吊装，尽可能减少现场改造时间。能减少现场改造时间。RTG混合动力改造过程介绍Page 11n电气房侧的主供电电源变为直流电，直接利用原有交流供电电缆，不需要另电气房侧的主供电电源变为直流电，直接利用原有交流供电电缆，不需要另外敷设电缆。外敷设电缆。n增加的逆变电源装置，可单独做成电器柜或电气房，直接安装在电气房侧。增加的逆变电源装置，可单独做成电器柜或电气房，直接安装在电气房侧。逆变电源装置可单独控制，自动运行。逆变电源装置可单独控制，自动运行。n还需要增加部分控制线，保证场桥的工况不会发生改变。还需要增加部分控制线，保证场桥的工况不会发生改变。RTG混合动力改造过程介绍Page 12n所有的改造都在所有的改造都在RTG上进行，对码头的使用环境和基础设施无特殊的要求，上进行，对码头的使用环境和基础设施无特殊的要求，不需要额外的投资。不需要额外的投资。n对码头集装箱堆场的形状没有要求，改造后的对码头集装箱堆场的形状没有要求，改造后的RTG对场地的沉降、平整度等对场地的沉降、平整度等没有要求，可在场地任何地点作业。没有要求，可在场地任何地点作业。n改造后的改造后的RTG保留有灵活机动的特点，在操作上与为改造前的设备没有区别，保留有灵活机动的特点，在操作上与为改造前的设备没有区别，不增加操作难度，操作人员不需要再学习。不增加操作难度，操作人员不需要再学习。nRTG机上改造的成本较机上改造的成本较“油改电成本油改电成本”高，综合改造成本则比高，综合改造成本则比“油改电油改电”要要低。节能程度不如低。节能程度不如“油改电油改电”，但改造后的，但改造后的RTG操作性和易用性比油改电好操作性和易用性比油改电好很多。很多。nRTG混合动力改造很适合码头堆场较大，而混合动力改造很适合码头堆场较大，而RTG数量相对较少，数量相对较少，RTG转场频转场频率较多的码头。率较多的码头。RTG混合动力改造的特点和适应性感谢您的关注感谢您的关注