郝杨 刘艳 李伟 张阳

石油作为不可再生资源，未来必将面临产量减少、价格大幅攀升的局面。传统的轮胎式集装箱龙门起重机（以下简称场桥）油耗高且污染大，不符合未来发展的方向。当前，场桥动力源呈多样化发展，如何根据需要选择适合自身特点的节能型场桥是码头节能减排和节约成本的重要途径。

1传统场桥

传统场桥（见图1）以柴油发电机组为动力，其机动转场能力强，但缺点是耗油高，废气和噪声污染大。传统场桥发电机组的发电机功率为，发动机功率为左右，单箱油耗约。

2市电场桥

市电场桥的运行方式与传统场桥基本一致，仅在供电系统方面有所区别：传统场桥由柴油发电机组供电，而市电场桥由电网供电。

根据接电方式的不同，市电场桥分为电缆卷盘式、高架滑触线式和低架滑触线式。根据滑触线供电电源的种类，滑触线式市电场桥可分为交流滑触线式和直流滑触线式；根据滑触线的形式，又可分为安全滑触线式和裸导线滑触线式。

2.1电缆卷盘式市电场桥

电缆卷盘式市电场桥（见图2）通过电缆供电，其优点在于对地面设施的改造较小，小规模改造的成本相对较低；其缺点在于大规模改造的成本相对较高，且转场时需要专业人员手动插拔电源，此外，地面铺设的电缆槽可能对场桥作业产生一定影响。电缆卷盘式市电场桥的单箱电耗为2.5 kWh左右。

2.2高架滑触线式市电场桥

高架滑触线式市电场桥（见图3）的滑触线架设高度在以上，高于场桥整机高度，不仅可保证场桥直线跨箱区作业，而且具有供电效率高和维护成本低等优点。高架滑触线式市电场桥的缺点在于：因布线范围较广，线杆间距和占地面积较大，价格相对较高；此外，此类场桥在抗风、抗雷方面存在安全隐患，因此，多雷区或大风天气较多的地区不宜使用此类场桥。

2.3低架滑触线式市电场桥

低架滑触线式市电场桥（见图4）是目前市电场桥发展的新方向。此类场桥的滑触线架设高度在3~4 m左右，架设位置在箱区盲道内，接电方式分为人工手动接入和自动接入。自动接电技术在近几年有了长足发展，部分厂家拥有较为成熟的技术，设计的自动接电装置可以满足作业现场的实际需要。与其他市电场桥相比，低架滑触线式市电场桥具有作业灵活度高、供电效率高、抗风能力强、维护成本低等优点；但由于低架滑触线式市电场桥需要在集装箱堆场内增加滑触线等地面设施，在增加成本的同时还会对堆场作业产生一定负面影响。

根据供电种类不同，低架滑触线式市电场桥分为直流低架滑触线式和交流低架滑触线式。直流低架滑触线式市电场桥对场桥变频器直接供电，再通过整流器对场桥辅助设备供电；交流低架滑触线式市电场桥则与之相反，先直接供电于场桥辅助设备，再通过整流器对变频器供电。由于供电方式不同，直流低架滑触线式与交流低架滑触线式市电场桥的地面供电设施、滑触线、集电小车、配套设备和使用情况等均存在较大差异。使用直流低架滑触线式市电场桥时，需要在集装箱堆场内增加整流柜，以将、交流电整流转换成直流电。此外，由于电网中谐波、叠加电压较多，还需要在变电所的变压器输出侧增加1个滤波器，并在场桥整流器两端各增加1个滤波器。交流低架滑触线式市电场桥与电缆卷盘式市电场桥的供电形式基本一致。

目前低架滑触线式市电场桥的供电方式主要分为直流裸导线滑触线供电、直流安全滑触线供电和交流安全滑触线供电等3种形式。直流裸导线滑触线式市电场桥与直流安全滑触线式市电场桥的单箱电耗均为1.5~（与设备使用率有关），交流安全滑触线式市电场桥的单箱电耗为2.5 kWh左右。

3混合动力场桥

混合动力场桥是新形式的节能型场桥，其供电系统由小发电机组和蓄电装置共同组成。混合动力场桥的发展基于锂电池技术的进步，同时也是对场桥运行机构深入研究的结果，与传统场桥相比在应用理念上存在巨大差异。

传统场桥采用大功率发电机组，以保障设备在满载起升以及投光灯、空调、加热器等辅助设备全部运行的情况下，满足起升机构和小车机构的全速联动运行。从场桥的实际使用情况来看，场桥满载运行的概率极低，约为10%以下，而传统场桥为之所采用的大功率发电机组在高速运行时需要消耗大量能源。相比之下，混合动力场桥以锂电池蓄电装置作为主要供电系统，通过小发电机组对锂电池蓄电装置充电；在场桥满载运行的情况下，小发电机组可以与锂电池蓄电装置联合，共同为驱动器提供所需运行功率。混合动力场桥通过采用小发电机组极大地降低整机油耗，其单箱油耗约。

在总体功率设计上，小发电机组的功率和锂电池蓄电装置的功率一般低于场桥整机输出功率。其原因在于，锂电池可以在短时间内输出3倍过载电量，即在短时间内所提供的功率理论上可以达到实际功率的3倍，加上小发电机组的功率，完全可以满足设备使用需要。场桥在正常工况下的使用功率只有60~，仅锂电池组便可以满足其正常使用功率需求。另外，在使用新型锂电池蓄电装置时，应充分了解锂电池的充电、使用等特性，增加锂电池管理系统，有效地控制小发电机组的运行、停止，以达到在省油的同时保护电池的目的。

4结束语

目前，混合动力场桥的发展受锂电池价格高昂的制约，但随着世界各国对锂电池技术的不断研究和开发，相信在不久的将来，混合动力场桥的电池成本必然会大幅下降。总之，无论电缆卷盘式市电场桥还是低架滑触线式市电场桥在基础建设和设备使用方面均存在一定不便性，因此，随着锂电池价格的降低，纯电瓶场桥或将成为场桥发展的新方向。