全锂电池轮胎式龙门起重机技术应用

近年来，为实现节能减排和经济可持续发展，国内集装箱码头纷纷实施轮胎式龙门起重机（以下简称“轮胎吊”）“油改电”项目。“油改电”轮胎吊以市电为主要动力源，作业时由市电提供动力，仅在转场时由柴油发动机提供动力，具有较好的节能效果，但仍然存在不足之处：（1）“油改电”轮胎吊转场时由柴油发动机提供动力，未彻底解决高污染和高油耗等问题；

（2）轮胎吊“油改电”项目涉及市电设施建设，工期较长且投资较大，对码头日常运营产生一定影响。全锂电池轮胎吊能够较好地解决上述问题。与传统的“油改电”轮胎吊相比，全锂电池轮胎吊以大功率锂电池组为动力源，主要涉及设备单体改造，而不要求码头堆场实现市电设施全覆盖，具有低能耗、零排放、投资小、对码头日常运营影响较小等优点。本文介绍全锂电池轮胎吊技术应用，以期为集装箱码头实施轮胎吊“油改电”项目提供参考。

1 全锂电池轮胎吊动力配置及技术要求

1.1动力配置

全锂电池轮胎吊动力配置如下：起升电机额定功率为210kW；小车电机额定功率为30kW；大车电机有2台，每台额定功率为45kW；转场电机有2台，每台额定功率为15kW；吊具电机额定功率为7.5kW。上述电机均采用交流电，额定电压为380V。

1.2技术要求

（1）每个工作日2个作业班次，每个作业班次的作业时间为12h，轮胎吊平均作业效率为15自然箱/h。

（2）轮胎吊大车转场时的最长移动距离为300m。

（3）断开市电后，轮胎吊自动切换为锂电池供电模式；接入市电后，轮胎吊自动断开锂电池电源并转为充电模式。

（4）锂电池系统具有电池监测功能，能够实时监测锂电池组的电压和内阻等数据。

（5）轮胎吊司机室设置一键启停按钮并安装指示灯，通过指示灯显示锂电池系统的工作状态，并在系统异常或故障情况下发出警示。

（6）交流转直流充电器不受启停按钮影响，一旦接入市电，即开始对锂电池充电；当发生充电故障时，故障信息自动发送至电气房和电池房的可编程逻辑控制器，同时司机室内的指示灯发出警示。

（7）在锂电池供电模式下，通过恒压恒频逆变器为整机辅助设备提供交流电源。

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全锂电池轮胎吊的经济和社会效益

（1）经济效益从单箱能耗成本来看：柴油轮胎吊单箱耗油量为2.1L，按柴油价格5.8元/L计算，单箱能耗成本为12.18元；全锂电池轮胎吊单箱耗电量为2.49kWh（包含轮胎吊停机和转场时的耗电量），按电力价格1.053元/（kWh）计算，单箱能耗成本约2.62元，比柴油轮胎吊的单箱能耗成本下降近80%。

（2）社会效益柴油轮胎吊由大功率柴油发动机驱动，不仅能量转换效率低，而且会排放氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机化合物、颗粒物等污染物并产生噪声，造成严重环境污染；相比之下，全锂电池轮胎吊实现污染物零排放，具有能源利用效率高、节能环保的优点。

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