港口龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)

【摘 要】現(xiàn)時(shí)在集裝箱堆場(chǎng)中大量應(yīng)用到龍門(mén)吊即輪胎式集裝箱起重機(jī)。龍門(mén)吊的主要能源是采用柴油發(fā)電機(jī)組，據(jù)統(tǒng)計(jì)龍門(mén)吊每天所用的柴油量非常大。對(duì)于油價(jià)高漲和激烈推行環(huán)保的今天，龍門(mén)吊的節(jié)能減排是必然之事。據(jù)調(diào)查，一臺(tái)龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組每年有50%的時(shí)間是工作在待機(jī)時(shí)間。龍門(mén)吊因?yàn)樾枰矔r(shí)提升重物，從而需要大的發(fā)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)舉升動(dòng)力裝置，所以它所使用的發(fā)電機(jī)組一般都達(dá)到常用功率400KW。據(jù)研究表明：發(fā)電機(jī)組在空載及低負(fù)載（常用功率的10%）情況下，怠速運(yùn)行比全速運(yùn)行要更省油。這樣龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)雙速節(jié)能系統(tǒng)可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)樗粌H能夠減少社會(huì)的能源損耗，而且能夠增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。港口作為一個(gè)大的能耗企業(yè)，節(jié)能降耗是勢(shì)在必行。龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)在節(jié)能降耗方面是一個(gè)很好的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)；節(jié)能

1 龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)的意義

如今，集裝箱運(yùn)輸在物流行業(yè)蓬勃發(fā)展，輪胎式集裝箱吊機(jī)―龍門(mén)吊在集裝箱碼頭的堆場(chǎng)里也得到了廣泛的運(yùn)用。以前集裝箱碼頭堆場(chǎng)之所以用輪胎式集裝箱吊機(jī)（龍門(mén)吊）是因?yàn)樗牧鲃?dòng)性很強(qiáng)，很便于調(diào)度和管理。但龍門(mén)吊主要是靠柴油發(fā)電機(jī)組提供動(dòng)力，現(xiàn)在能源短缺油價(jià)上漲，對(duì)于以龍門(mén)吊為主要設(shè)備的集裝箱堆場(chǎng)來(lái)說(shuō)成本不斷的增加。在能源形勢(shì)日趨嚴(yán)峻的今天，節(jié)能降耗已經(jīng)成為社會(huì)和企業(yè)共同關(guān)注的話題。它不僅能夠減少社會(huì)能源的損耗，而且能夠增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。港口作為一個(gè)大的能耗企業(yè)，節(jié)能降耗勢(shì)在必行。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)龍門(mén)吊的發(fā)電機(jī)組每天大約有50%的時(shí)間是工作在待機(jī)時(shí)間，發(fā)電機(jī)組在待機(jī)時(shí)接近空載狀態(tài)，僅僅驅(qū)動(dòng)不到40Kw的輔助設(shè)備工作，400Kw的發(fā)動(dòng)機(jī)組僅驅(qū)動(dòng)40Kw的負(fù)載，造成很大的浪費(fèi)

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，發(fā)電機(jī)組在空載及低負(fù)載（常用功率的10%）情況下，怠速運(yùn)行比全速運(yùn)行要更省油。這在龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗方面是一個(gè)很好的發(fā)展方向。

2 龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)的原理

2.1 對(duì)于龍門(mén)吊柴油發(fā)電機(jī)組油耗的數(shù)據(jù)分析

下面我們以一臺(tái)常用功率400KW (備用功率440KW) 的玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)YC6T600D為例進(jìn)行分析，柴油發(fā)電機(jī)組在怠速運(yùn)行（900 r/min）和全速運(yùn)行（1500 r/min）情況下的油耗進(jìn)行綜合分析如下：在負(fù)載功率為10KW時(shí)，柴油機(jī)全速時(shí)油耗為14.75L/h，柴油機(jī)怠速時(shí)油耗為6.42L/h，剩油百份比為56.5%；在負(fù)載功率為20KW時(shí)，柴油機(jī)全速時(shí)油耗為17.05L/h，柴油機(jī)怠速時(shí)油耗為7.79 L/h，剩油百份比為54.3%；在負(fù)載功率為30KW時(shí)，柴油機(jī)全速時(shí)油耗為18.86L/h，柴油機(jī)怠速時(shí)油耗為9.45 L/h，剩油百份比為50.0%；在負(fù)載功率為40KW時(shí)，柴油機(jī)全速時(shí)油耗為20.86L/h，柴油機(jī)怠速時(shí)油耗為10.86 L/h，剩油百份比為48.0%。

2.2 我們進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)從而得出了結(jié)論

由上一系列數(shù)字分析可以得出，發(fā)電機(jī)組在低負(fù)載情況下（常用功率的10%），怠速運(yùn)行與全速運(yùn)行相比有很大的省油效果。負(fù)載在40KW 以內(nèi)要省油48%以上。而且負(fù)載越低，省油量越大。由此可以得出，港口龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組變速節(jié)能系統(tǒng)的研究與運(yùn)用將有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

2.3 綜合分析研究得出了龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)的原理

根據(jù)集裝箱堆場(chǎng)的工作特點(diǎn)，龍門(mén)吊的工作是有閑時(shí)和忙時(shí)之分的，我們是利用龍吊的閑時(shí)時(shí)間，把柴油機(jī)的速度控制到怠速，此時(shí)龍門(mén)吊處于節(jié)電狀態(tài)；而龍門(mén)吊需要工作時(shí)再把柴油機(jī)轉(zhuǎn)為全速。

3 龍門(mén)吊發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)的原理分析

3.1 當(dāng)龍門(mén)吊柴油機(jī)速度1500rpm時(shí)， 發(fā)電機(jī)發(fā)出的是460V 50HZ 的點(diǎn)，此時(shí)供給龍門(mén)吊大車，小車和起升各個(gè)變頻器為460V 50HZ，而其他用電設(shè)備包括380V用電器、220V輔助裝置、110VPLC電源和24V 12V電源等都是經(jīng)過(guò)460V電源經(jīng)過(guò)變壓器分級(jí)變壓再變成所需的電源。

3.2 當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組控制器接受到節(jié)能轉(zhuǎn)換信號(hào)時(shí)，節(jié)能轉(zhuǎn)換開(kāi)始工作，此時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)換為怠速900rpm，切換時(shí)間大約在2~5 秒，同時(shí)系統(tǒng)接受到怠速指令后控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速切換，通過(guò)專用AVR（電子調(diào)壓器）控制勵(lì)磁輸出，此時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)出280V 30HZ的電源。

3.3 此時(shí)動(dòng)力裝置的線路被切斷不能工作，280V電源被送到變頻穩(wěn)壓裝置中，通過(guò)變頻和穩(wěn)壓后輸出為220V 50HZ 的電源，這電源就供給輔助系統(tǒng)包含空調(diào)、工作照明等。

4 現(xiàn)發(fā)電機(jī)組怠速運(yùn)行發(fā)電需要克服的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：

4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制

要求能夠結(jié)合輸入的指令信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行方便快捷的怠速/全速切換。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速/全速切換采用雙位選擇開(kāi)關(guān)，此開(kāi)關(guān)安裝在駕駛室里，由駕駛室遠(yuǎn)程控制柴油發(fā)電機(jī)組，柴油機(jī)控制線路做出了改動(dòng)。

4.2 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制

發(fā)電機(jī)組在怠速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速為900 轉(zhuǎn)/分鐘，此時(shí)發(fā)電機(jī)輸出電壓頻率為30HZ。而一般的AVR（電子式調(diào)壓板）只有在發(fā)電頻率達(dá)到45HZ 以上時(shí)才能開(kāi)始工作，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵(lì)磁輸出控制。就Stamford 和Marathon兩種品牌的發(fā)電機(jī)而言，其額定頻率/電壓下的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈持續(xù)工作時(shí)允許的最大勵(lì)磁電流不能超過(guò)3.5A，所以AVR 持續(xù)勵(lì)磁輸出電流一般小于3.5A，但是在怠速時(shí)，因?yàn)榇徘懈钏俣鹊南拗埔约按艌?chǎng)飽和的原因，在保證勵(lì)磁系統(tǒng)安全的情況下，只能限制發(fā)電機(jī)的輸出電壓，經(jīng)測(cè)試，對(duì)于400V 電壓等級(jí)，30Hz 時(shí)的輸出電壓在280V 較為安全可靠。發(fā)電機(jī)組要進(jìn)行怠速/全速切換，要求AVR 能在30HZ 和50HZ 兩種不同狀態(tài)下都能對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行穩(wěn)定的勵(lì)磁控制。

4.3 輸出電源變頻和穩(wěn)壓

發(fā)電機(jī)組怠速運(yùn)行發(fā)電時(shí)，頻率為30HZ，電壓為280V。為了使被驅(qū)動(dòng)的輔助設(shè)備的電源供應(yīng)正常，必須對(duì)輸出電源進(jìn)行變頻和穩(wěn)壓。

5 結(jié)束語(yǔ)

龍門(mén)吊是現(xiàn)代集裝箱堆場(chǎng)里的運(yùn)用是越來(lái)越普遍，龍門(mén)吊的流動(dòng)性強(qiáng)，工作效率高這些特點(diǎn)是現(xiàn)而易見(jiàn)的，但現(xiàn)時(shí)龍門(mén)吊最主要還是用柴油發(fā)電機(jī)組供電，柴油價(jià)格昂貴，龍門(mén)吊柴油發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)是一種節(jié)能效果很明顯的節(jié)能系統(tǒng)，它是利用龍門(mén)吊本身的工作特點(diǎn)來(lái)節(jié)能，而且也不需要投資很昂貴的設(shè)備，而且可以把柴油利用的效率提高了許多，大大的節(jié)約了企業(yè)的成本，同時(shí)也減少了污染物的排放。總之，龍門(mén)吊柴油發(fā)電機(jī)組雙速節(jié)能系統(tǒng)非常有發(fā)展?jié)摿Γ档猛茝V。

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