青岛前湾RTG技术参数选择的探讨（会议交流）-Power

青岛前湾集装箱码头有限责任公司QingdaoQianwanContainerTerminalCo.,Ltd.工程技术部一、RTG应用问题的提出随着集装箱船舶向大型化发展，集装箱码头的建设也向着大型化、深水化和高效化方向发展，近年来各个码头为提高港口的装卸效率，在RTG规格和参数的选取上不断向高速化发展，如起升速度、小车速度等参数越来越高；这些参数的提高增加了设备的购置成本和运行费用，加大了码头的投资成本；对码头装卸效率的促进（贡献）有多大？有待进一步研究，本文试图就这一问题作初步分析，与大家共同探讨。。二、RTG在堆场作业中的效率测算和分析1.为了直观了解RTG参数选择对作业效率的影响，针对集装箱堆场RTG的作业工况，我们设计制作了一个效率测算软件，从理论上模拟RTG在堆场作业中的效率，其界面如图。主要功能就是以RTG的参数为变量，综合考虑RTG作业中的每一个环节，从理论上计算RTG的作业效率。起升Speed(m/s)Acc/Decrates(m/s2)Acc/DecTimes(s)空载0.8660.2174.000满载0.3830.0964.000小车Speed(m/s)Acc/Decrates(m/s2)Acc/DecTimes(s)1.1660.2594.500标准箱高2.591m开闭锁时间2s层高5标准箱宽2.438m着箱时间5s排数6箱间距0.4m平均起升高度9m本表列出选定RTG的参数和模拟工况中各环节的量值。以堆场一个标准垛全部顺装顺卸的工况为例应用效率测试软件模拟理想状态下RTG的效率，计算结果为：38.1move/h(起升采用平均加速度：0.156m/s2)。下面我们用该软件从理论上分析RTG参数变化对效率的影响。RTG效率计算（理想状态下－顺装顺卸）2.应用效率测算软件分析RTG技术参数的变化对作业效率的影响RTG作业中对效率影响的主要技术参数就是起升速度和小车速度，下面以RTG小车速度的变化和起升速度的变化两个方面来模拟对作业效率的影响。（以横拿为例）表1表1是起升速度为常数时，小车速度与效率对应的曲线。表中显示了三种不同起升速度对应小车速度变化的效率曲线。23/52m/min的起升速度是常用RTG的参数。效率曲线（小车速度变化）44.5145.5645.7647.6545.7835.5341.6642.5742.7544.3942.7639.5838.138.8739.0240.3939.0336.373537394143454749708090100110120小车速度(m/min)起升速度32/70(m/min)起升速度28/60(m/min)起升速度23/52(m/min)作业效率(moves/h)从表1中可以看出理想状态下，当起升速度为23/52m/min时小车参数提高的效率曲线在小车速度从70－100m/min范围内成线性增加，但增幅较小，如小车速度从70m/min增大到100m/min，作业效率只从38.16提高到40.39，再随着速度的继续增加作业效率反而降低；另一方面小车速度为100m/min时的电机功率已经为21.4KW，较70m/min时的15KW，电机功率提高了42.7%。因此参数提高带来的小车电机功率的大幅提高远远超过作业效率的提高幅度，另外两条效率曲线也表现了同样的特性。由于RTG通常小车运行范围不大于17.28m，实际作业中小车运行距离更短，作业中起升、小车联动，小车运行稳钩、着箱等影响效率的因素较多，结合效率曲线来看提高小车速度对效率影响小；但对RTG配置的小车电机和驱动器规格影响较大，增加购置成本，由此可见投资成本的增加与作业效益不成正比。表2是小车速度为常数时，起升速度与效率的对应曲线。表中显示了四种小车速度对应起升速度变化的效率曲线。其中70m/min的小车速度是常用RTG的实际参数。表2从表2中可以看出理想状态下随着起升参数的提高效率成线性增加，但增加的幅度较小，如在70m/min的小车速度下起升速度从23/50m/min增大到32/70m/min，作业效率只从38.12提高到44.51，如此看来提高起升参数要比增加小车参数对效率的贡献大，相应地起升电机的功率会从170KW提高到269KW，所配备的电机和驱动器的规格也大大增加，功率的增幅与效率的增幅也不成正比。效率曲线（起升速度变化）36.6939.9543.1138.1241.6645.1146.3933.9742.5744.5135.239.0342.7545.7635.983540455020/4523/5228/6032/7036/75起升速度（m/min)作业效率（moves/h)607080903.RTG在堆场实际作业中的效率测试以下4个例子我们选择了RTG在装船、收箱作业中一定时间段的实际统计，从统计数字看RTG实际作业的效率与计算机模拟的效率相差不大，实际作业中的待时情况较普遍，RTG的作业效率平均算下来将低于操作效率的50％。事例一：2005年4月5日上午9：23分49号轮胎吊装船作业中远上海轮记时1小时1、正常作业时（拖车及时）作业①用时：1分36秒作业②用时：2分作业③用时：50秒作业④用时：39秒作业⑤用时：60秒作业⑥用时：1分07秒作业⑦用时：1分13秒作业⑧用时：1分22秒累计用时：9分47秒车道在右边示图15箱箱36箱箱417箱箱箱28箱箱箱2、在相邻垛位作业6moves，其中待时25分＋2分＋11分＋4分＝42分3、1小时内共作业14moves。实测作业效率为14moves/h，操作效率为49moves/h。事例二：2005年4月5日14：50分76号轮胎吊收箱作业记时30分钟箱1210箱1179箱2358箱1箱46箱箱箱箱15箱箱箱箱14箱箱箱箱13箱箱箱箱19箱箱箱18箱箱箱箱17箱箱箱箱16箱箱箱箱箱正常作业时（拖车及时）作业1用时：1分17秒作业2用时：1分03秒作业3用时：1分30秒作业4用时：54秒作业5用时：1分29秒作业6用时：56秒作业7用时：1分12秒作业8用时：1分34秒作业9用时：1分11秒作业10用时：1分25秒作业11用时：1分21秒作业12用时：1分44秒示图2作业13用时：1分10秒作业14用时：1分44秒作业15用时：1分40秒作业16用时：50秒作业17用时：1分03秒作业18用时：56秒作业19用时：1分18秒作业时间30分38秒，装卸19moves；实测效率为37.21moves/h事例三：2005年4月6日14：05分40号轮胎吊装船记时1小时1、正常作业时作业1用时：1分10秒作业2用时：47秒作业3用时：45秒作业4用时：1分03秒作业5用时：1分02秒作业6用时：52秒作业7用时：44秒作业8用时：54秒作业9用时：1分04秒作业10用时：56秒作业11用时：1分01秒作业12用时：1分07秒1713951181410621915117320161284示图3作业13用时：1分23秒作业14用时：1分11秒作业15用时：1分04秒作业16用时：1分04秒作业17用时：1分17秒作业18用时：1分11秒作业19用时：1分06秒作业20用时：1分12秒连续作业20moves用时21分51秒，其中待时1分10秒。292521箱箱302622箱箱312723箱箱箱2824箱箱示图42、移动到相邻的垛位：移动大车1分15秒作业21用时：1分18秒作业22用时：1分20秒作业23用时：1分34秒作业24用时：1分46秒作业25用时：1分30秒作业26用时：1分47秒作业27用时：1分33秒作业28用时：1分44秒作业29用时：1分49秒作业30用时：2分01秒作业31用时：1分51秒连续作业11moves用时17分19秒。3332343、等候7分47秒，移动到相邻的垛位：作业32用时：1分30秒作业33用时：1分20秒作业34用时：加等候1分20秒1小时共作业34moves，其中待时约15分;实测效率为34moves/h事例四：2005年4月7日15：10分46号轮胎吊收箱1、在01垛位作业2moves；作业1用时：1分03秒作业2用时：1分23秒2、在07垛位作业3moves；作业3用时：1分26秒作业4用时：1分16秒作业5用时：1分31秒3、待时5：49秒后，到05垛位作业1move；作业6用时：1分50秒4、待时10：07秒到01垛位作业5moves；作业7用时：1分59秒作业8用时：2分作业9用时：1分45秒作业10用时：2分08秒作业11用时：1分35秒示图55、待时3分，到05垛位作业1move；作业12用时：47秒6、到07垛位作业1move；作业13用时：1分39秒7、到07垛位作业1move；作业14用时：1分25秒8、待时4：45秒作业2moves；作业15用时：1分40秒作业16用时：57秒9、待时3：51秒作业2moves；作业17用时：1分32秒作业18用时：1分19秒1小时作业18moves，用时：27分15秒待机和移动大车时间32分45秒其中最长等待时间10分07秒，最短等待时间2分实测效率为18moves/h；操作效率为39.6moves/h由以上四个事例可以看出RTG的装船效率最低14moves/h，最高34moves/h，而操作效率达到49moves/h；收箱效率分别为37.21moves/h和18moves/h，而操作效率达到39.6moves/h。因此RTG卸船和收箱的效率在生产组织衔接严密的情况下可达39.6moves，与计算机模拟计算的结果近似，而RTG的实际操作效率可达49moves,远远高于模拟值，但实际作业中待时情况普遍，难以保证连续作业，这样就降低了RTG的作业效率。三、RTG寿命周期成本的构成项目RTG寿命周期成本主要由购置成本和运行成本两部分组成。购置成本：RTG参数选择的变化将导致配置规格的变化，从而影响其购置成本。主要与柴油发电机组、变频器、电机、减速箱功率和其他电气配套（接触器、开关和电缆）等的规格选定有关。运行成本：1、燃油消耗成本：以40.5吨RTG为例柴油机的功率440KW，统计的平均单箱油耗为1.1～1.3L，而35.5吨的RTG由于柴油机功率低统计的平均单箱油耗为0.8～1.0L。2．维护保养成本：主要包括发动机、电机、电控系统及电缆等的维修保养费用。例如发动机的三滤、空滤和机油每年分别需消耗约为9000元、1200元和5160元，三年一次的大修每次约需10万元。还有电控系统的保养费用，有关元器件和电缆需周期性更换或老化更换的费用等。四、RTG对集装箱码头作业效率的影响RTG是集装箱码头堆场作业的主要机械，承担堆场集装箱的收箱、发箱作业和船舶装卸的拆码垛工作，由于收发箱作业的不连续性，日常作业时机械待时现象普遍；而船舶作业过程中影响码头作业效率的因素较多，所以选择合理的RTG工作参数，提高RTG的运行经济型尤为重要。下表列出常用RTG的参数技术参数RTG轨距（m）23.47(6+1)起升高度（m）18.2(5+1)吊具下起重量（t）40.5起升速度（m/min）23/52(满载/空载)（18/45)小车速度（m/min）70大车速度（m/min）75/135(满载/空载)柴油机规格型号K19-G3康明斯功率440（388）KW转速1500rpm发电机规格型号HCI534FSTAMFORD功率600（530）KVA转速1500rpmRTG主要技术参数表决定码头作业效率的因素很多，RTG堆场作业只是其中的一个环节，除受RTG运行速度影响外，还受以下几个方面的影响。1、生产组织的影响：包括机械设备的配备，码头堆场管理、船舶积载、作业组织等。2、人员的影响：包括生产组织人员的素质和业务熟练程度，机械司机的操作技术水平等。3、船型的影响：包括船舶舱内结构，甲板积载及老旧程度等。4、机械设备的影响：集装箱作业一般是以一台桥吊为一条生产线，在机械配备、生产组织搭配合理的前提下，QC的作业效率起主要作用。因此RTG在码头作业过程中只占据一个环节，它应与整个生产组织相适应。