岸橋節(jié)能降耗技術改造

谷長華　叢悅磊

當前，港口業(yè)快速發(fā)展， 集裝箱船舶大型化引發(fā)港口業(yè)競爭日趨激烈，港口配置的岸邊集裝箱起重機（以下簡稱岸橋）不斷朝自動化、現(xiàn)代化、機械化方向發(fā)展，能源消耗日益增加。近年來，我國大力推行節(jié)能降耗，港口節(jié)能成為交通運輸部落實節(jié)能減排工作的重點之一。為降低運營成本，提高競爭力，各港口越來越重視節(jié)能降耗工作。本文以大連港各集裝箱碼頭為例，介紹岸橋節(jié)能降耗技術改造方案，以期為其他港口集裝箱碼頭岸橋節(jié)能改造提供借鑒，加快打造綠色港口。

1 吸頂式空調(diào)機節(jié)能運轉(zhuǎn)線路改造

1.1 改造前存在的問題

改造前，大連港三期集裝箱碼頭岸橋電氣房內(nèi)配置的5臺吸頂式空調(diào)機無論在岸橋空閑期間還是在作業(yè)期間均處于不間斷制冷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，既浪費電能又有損空調(diào)機的使用壽命，在一定程度上增加空調(diào)養(yǎng)護和維修費用。鑒于此，有必要通過技術改造將部分空調(diào)機運轉(zhuǎn)形式改為可控的間歇性運轉(zhuǎn)形式，以達到岸橋節(jié)能降耗以及延長空調(diào)機使用壽命的目的。

1.2 改造方案

改進空調(diào)機電氣控制線路（見圖1），在可編程邏輯控制器程序中增加控制程序命令，將電氣房內(nèi)箱門上的開關選擇到自動擋。當岸橋未送復位待機時，只有第二和第四組（從電氣房門一側數(shù)起）空調(diào)機正常運轉(zhuǎn)，第一、第三和第五組空調(diào)機在岸橋送復位后才能正常工作。當岸橋停止復位后，后三組空調(diào)機停止運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)空調(diào)機可控間歇性運轉(zhuǎn)，達到節(jié)能降耗的目的。

1.3 改造效果

吸頂式空調(diào)機型號為YKRA45FS-ACA，單機制冷功率為12 kW。按照設備平均利用率40%和變頻空調(diào)機作業(yè)效率50%測算，單臺岸橋每月可節(jié)約電能 h。改造后，岸橋能耗明顯降低，空調(diào)機的使用壽命延長。

2 功率驅(qū)動單元風扇運轉(zhuǎn)方式改造

2.1 改造前存在的問題

大連港二期和三期集裝箱碼頭岸橋配置的安川Varispeed系列驅(qū)動器的冷卻風扇為前置式，岸橋到岸后無論作業(yè)與否，各部分功率驅(qū)動單元冷卻風扇始終處于工作狀態(tài)，既浪費電能又有損風扇的使用壽命。鑒于此，有必要根據(jù)現(xiàn)場工況對功率驅(qū)動單元冷卻風扇進行節(jié)能技術改造。

2.2 改造方案

功率驅(qū)動單元分為656DC5變流器（整流）和676H5變頻器（逆變）兩大機構。根據(jù)功率單元的工作原理，在設備未復位運行時，功率驅(qū)動元件不產(chǎn)生熱量；因此，由復位開關控制功率驅(qū)動單元冷卻風扇的運行狀態(tài)。原設計驅(qū)動器風扇只要岸橋復位就開始運轉(zhuǎn)，即為連續(xù)運轉(zhuǎn)方式；改造后的驅(qū)動器風扇受程序控制，其在岸橋復位后開始運轉(zhuǎn)，復位斷開后停止運轉(zhuǎn)。

（1）硬件改造 根據(jù)功率驅(qū)動單元工作原理，結合現(xiàn)場電氣線路布局，在功率驅(qū)動單元風扇控制回路中添加電壓為110 V并由復位開關控制的繼電器來控制驅(qū)動器風扇的通斷（見圖2）；電源取自驅(qū)動器上方的大排氣風扇，并增設或修改部分電源連接線，使驅(qū)動器小風扇的故障點單獨取電源，從而使其不受程序控制，避免功率驅(qū)動單元冷卻風扇持續(xù)工作造成能源浪費。

（2）軟件改造 查找模塊的備用輸出點，用此輸出點對電壓為110 V的繼電器進行軟件控制，并在H22.10程序中將DW00011數(shù)值增加延時至，使風扇在岸橋斷開復位后停止轉(zhuǎn)動。功率驅(qū)動單元長時間工作后內(nèi)部會留存部分熱量，上述設置可以保證岸橋復位斷開后功率驅(qū)動單元的留存熱量全部排出，避免功率驅(qū)動單元及元件因過熱而受損。同時，在可編程邏輯控制器程序中修改H36.03程序中的風扇故障報警點，在故障點前添加控制和確認點。

2.3 改造效果

岸橋功率驅(qū)動單元共有60個冷卻風扇，單個風扇的功率為。按照設備平均利用率40%計算，單臺岸橋每月可節(jié)約電能 h，風扇使用壽命延長3倍以上。

3 LED燈的推廣應用

3.1 成本對比

大連港二期集裝箱碼頭使用鈉燈與LED燈的成本對比如表1所示?？梢?，按工作時間計算，16盞LED燈比16盞鈉燈（不計燈泡和整流器成本）節(jié)約成本元人民幣。

3.2 優(yōu)化方案

在岸橋?qū)嶋H作業(yè)中，岸橋門腿燈使用的LED燈便能滿足作業(yè)需求。如果將司機室下方的燈也改為的LED燈，節(jié)能效果更加明顯。

3.3 應用效果

如圖3所示，功率為的LED燈明顯比功率為的鈉燈更加節(jié)能。為此，大連港二期集裝箱碼頭針對照明燈進行換裝改造，以促進碼頭節(jié)能降耗。

4 其他節(jié)能降耗技術改造

岸橋節(jié)能降耗技術改造的思路大同小異，通常通過改進電氣元件的邏輯控制過程得以實現(xiàn)。除上述節(jié)能降耗技術改造外，還有諸多其他技術改造能夠?qū)崿F(xiàn)岸橋節(jié)能降耗。例如：通過岸橋太陽能航空燈換裝改造節(jié)省電能成本；利用小車編碼器來確定小車位置，通過改進岸橋大梁投光燈控制線路和可編程邏輯控制器程序，實現(xiàn)通過小車運行位置來控制大梁投光燈的開啟，從而達到節(jié)約電能和備件購置成本的目的。

5 結束語

科學技術進步始終是港口企業(yè)節(jié)能降耗的原動力之一。近年來， 我國各大港口碼頭將節(jié)能減排工作作為首要任務之一，致力于通過港口設備節(jié)能新技術應用、對原有設備進行技術改造以及使用太陽能、風能、潮汐能等再生能源的方式達到節(jié)能降耗的目的，從而為創(chuàng)建綠色港口和生態(tài)型城市作出應有貢獻。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2014-03-04）