對(duì)于節(jié)能工作的重要性，《國(guó)務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定》明確規(guī)定：為深入貫徹科學(xué)發(fā)展觀，落實(shí)節(jié)約資源基本國(guó)策，調(diào)動(dòng)社會(huì)各方面力量進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能工作，加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)“十一五”規(guī)劃綱要提出的節(jié)能目標(biāo)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展切實(shí)轉(zhuǎn)入全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的軌道，特作如下決定：(1)充分認(rèn)識(shí)加強(qiáng)節(jié)能工作的重要性和緊迫性；(2)用科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)節(jié)能工作；(3)加快構(gòu)建節(jié)能型產(chǎn)業(yè)體系；(4)著力抓好重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能；(5)大力推進(jìn)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步；(6)加大節(jié)能監(jiān)督管理力度；(7)建立健全節(jié)能保障機(jī)制；(8)加強(qiáng)節(jié)能管理隊(duì)伍建設(shè)和基礎(chǔ)；(9)加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。

        事實(shí)證明，通過(guò)節(jié)能技術(shù)改造，是實(shí)現(xiàn)上述規(guī)定的重要環(huán)節(jié)，為確保社會(huì)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。港口起重機(jī)是港口行業(yè)生產(chǎn)中用能大戶，其中包括用電及用油(主要指生產(chǎn)中的柴油)，圖l為某個(gè)集裝箱碼頭的生產(chǎn)用能情況。圖1所示的能耗主要包括用電及用油耗用，其中的油耗占整個(gè)能耗的70％左右。在國(guó)家大力提倡用電能的條件下，如何降低油耗在整個(gè)生產(chǎn)中的比重顯得優(yōu)為重要。在此占70％比重的用油大戶主要是指用于生產(chǎn)作業(yè)的輪胎式集裝箱龍門(mén)起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)龍門(mén)吊)：龍門(mén)吊用油量的減少可通過(guò)技術(shù)改造來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的龍門(mén)吊因在碼頭堆場(chǎng)內(nèi)作業(yè)，自身配備有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組作為動(dòng)力能源，滿足了作業(yè)的方便靈活性和轉(zhuǎn)場(chǎng)的需要，在堆場(chǎng)內(nèi)不受供電的局限，具有良好的機(jī)動(dòng)性能。

圖1某集裝箱碼頭的生產(chǎn)用能表

大大提高了集箱裝裝卸效率。但其有以下缺點(diǎn)：
(1)耗油量大，成本高。以1臺(tái)龍門(mén)吊1個(gè)月作業(yè)5000箱次，1年6萬(wàn)箱次計(jì)算，每作業(yè)1箱次的耗油量約2L柴油，每年1臺(tái)龍門(mén)吊用油量約100t，近60萬(wàn)元人民幣；
(2)噪聲大、排放污染嚴(yán)重；
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)組故障多，維修成本高。維修成本包含定期更換機(jī)油、三濾等費(fèi)用，定檢及例檢的人丁費(fèi)用，以及發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行大約15000h后的大修費(fèi)用等.近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外各碼頭公司以及起重機(jī)制造廠商紛紛投入大量的人力物力進(jìn)行龍門(mén)吊節(jié)能。降耗的技術(shù)改造項(xiàng)目研究。

混合動(dòng)力方案
1. 超級(jí)電容方案

         傳統(tǒng)的龍門(mén)吊工作狀況為：當(dāng)起重機(jī)吊起一個(gè)集裝箱時(shí)，起升電機(jī)需發(fā)動(dòng)機(jī)供給足夠的電能，電機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，把集裝箱吊到所需高度，完成動(dòng)能到勢(shì)能的轉(zhuǎn)變。當(dāng)集裝箱下放時(shí)，起升電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，因龍門(mén)吊無(wú)反饋到電網(wǎng)及逆變的裝置，此時(shí)的電能就消耗在直流母排上的能耗電阻上，電能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。超級(jí)電容的作法為：增加超級(jí)電容作為儲(chǔ)能裝置并人上述直流母排電路中，利用其大電流、快速充放電的特性，當(dāng)集裝箱下降時(shí)，吸收電動(dòng)機(jī)所發(fā)出的電能并儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)起重機(jī)要吊起集裝箱時(shí)，超級(jí)電容釋放電能，以補(bǔ)充電路所需的能量，起到降低發(fā)動(dòng)機(jī)所需的電能。從而使龍門(mén)吊能有效的重復(fù)利用再生能量，成功地實(shí)現(xiàn)環(huán)保要求，取得了良好的效果。
        加裝超級(jí)電容后形成混合動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：
(1)有一定的減排效果，據(jù)測(cè)試，柴油機(jī)排放的煙氣黑度為林格曼黑度0級(jí)，即RTG每1次加載啟動(dòng)時(shí)柴油機(jī)．排氣管不再冒污染環(huán)境的黑煙；
(2)突加載荷時(shí)柴油機(jī)噪聲降低4～5dB；
(3)能耗下降，燃油節(jié)省約30％～40％；
(4)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組的功率選型可降低；
(5)柴油機(jī)工作平穩(wěn)性提高，可延長(zhǎng)使用。

超級(jí)電容系統(tǒng)具有的缺點(diǎn)：
(1)電容的使用壽命為4～5年，需定期養(yǎng)護(hù)；
(2)平常需例行檢查，保養(yǎng)項(xiàng)目包括電容外表清潔、接線柱緊固檢查、檢查電腦自動(dòng)記錄運(yùn)行參數(shù)；
(3)電容供應(yīng)商每年需進(jìn)行1次例行保養(yǎng)；
(4)由電容供應(yīng)商每3年進(jìn)行1次大修；
(5)電容的質(zhì)量是決定超級(jí)電容系統(tǒng)好壞的最大因素，可容許充放電次數(shù)及頻率是決定使用壽命的長(zhǎng)短。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的超級(jí)電容的質(zhì)量還有待于進(jìn)一步提高。

2. 鋰電池方案
鋰是一種銀白色、十分柔軟的金屬元素，化學(xué)性能活潑，在金屬中是最輕的。它除了應(yīng)用于原子能工業(yè)外，可制造特種合金、特種玻璃(電視機(jī)上用的熒光屏玻璃)及鋰電池。在鋰電池中它用作電池的陽(yáng)極，鋰電池的最大特點(diǎn)是比能量高，相同體積的鋰一二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的3．75倍。
采用鋰電池混合動(dòng)力方案的工作原理與超級(jí)電容相似，也是在直流母排中接入充、放電用的鋰電池組。鋰電池的充、放電工作是通過(guò)充放電控制器加以控制，電池的充電量一般控制維持在35％～45％間，因?yàn)?5％～45％的充電量有利于延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命。鋰電池的儲(chǔ)存能量一般靠起重機(jī)機(jī)下降時(shí)反饋的電能給予充電，當(dāng)不在此工況而鋰電池本身的電量少于35％時(shí)，來(lái)自發(fā)電機(jī)組的電能將給予補(bǔ)充。當(dāng)起吊集裝箱上升時(shí)，鋰電池放電，有效地補(bǔ)充了起重機(jī)所需的峰值功率，使發(fā)動(dòng)機(jī)組輸出的功率平穩(wěn)過(guò)渡，有效地保障了瞬時(shí)所需的峰值功率，見(jiàn)圖2。

圖2集裝箱工況示意圖

1．發(fā)動(dòng)機(jī)組輸出電流曲線2．起升點(diǎn)所需的總電流曲線3．鋰電池供給的電流曲線

      鋰電池的優(yōu)點(diǎn)有：放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)及無(wú)公害等；鋰電池的缺點(diǎn)有：價(jià)格較貴，目前尚不能普遍應(yīng)用；用于龍門(mén)吊直流母排充放電用的鋰電池壽命約4～5年。用鋰電池混合動(dòng)力方案，發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)油量約為40％～50％，且可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)功率配備，當(dāng)龍門(mén)吊起吊額定載荷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎無(wú)黑煙排出，滿足節(jié)能減排要求。

3. 完全用市電的E—RTG方案
1. 電纜卷筒輸電方案
      電纜卷筒輸電方案指的是在龍門(mén)吊上加裝電纜卷筒機(jī)構(gòu)，通過(guò)電纜卷筒控制系統(tǒng)，帶動(dòng)纏有供電電纜的電纜卷筒隨大車(chē)一起行走，供電電纜實(shí)時(shí)地處于張緊狀態(tài)、隨著電纜卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)需自動(dòng)地收放，從而實(shí)現(xiàn)用市電供電的模式。一般從供電站引一條高壓電纜把高壓電如1OkV引到現(xiàn)場(chǎng)的變壓器，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)變壓器(10kV／63V)變壓后到市電接線箱，因考慮電纜卷簡(jiǎn)上供電纜的壓降及盡量減小此電纜的直徑，故市電接線箱的電壓取630～960V，經(jīng)電纜卷筒到龍門(mén)上后經(jīng)2次變壓為龍門(mén)吊所需的電壓如440V，保證供電質(zhì)量。電纜卷筒輸電方案因在岸橋及門(mén)機(jī)均有使用故此技術(shù)已非常成熟。根據(jù)碼頭自身的需要可以設(shè)置電纜溝，以保護(hù)電纜免受外界的破壞。
此供電方案的特點(diǎn)為：
(1)卷簡(jiǎn)裝置不占地面空間，電纜存貯于纜槽中，利于上部電纜保護(hù)；
(2)龍門(mén)吊的機(jī)動(dòng)靈活性能較好；
(3)防雨性能較好，一般下雨天不進(jìn)行電纜插頭插拔作業(yè)；
(4)龍門(mén)吊應(yīng)有良好的大車(chē)行走糾偏能力同時(shí)應(yīng)在大車(chē)運(yùn)行軌道上畫(huà)上黃線限制區(qū)域，保證大車(chē)不跑出規(guī)定的作業(yè)區(qū)域，進(jìn)一步保證了電纜的安全；
(5)電纜在換向時(shí)應(yīng)做有過(guò)渡圓筒，以保護(hù)電纜的彎曲不受損壞，及換向作業(yè)時(shí)不需重新插拔插頭；
(6)龍門(mén)吊改動(dòng)大，配置復(fù)雜，投資成本較高，一套電纜卷筒輸電系統(tǒng)約需50萬(wàn)元。

電纜卷筒輸電方案的缺點(diǎn)有：
(1)整套電纜卷筒系統(tǒng)約重8t，對(duì)輪胎的輪壓有一定的影響；
(2)在換箱區(qū)或過(guò)河作業(yè)時(shí)電纜的保護(hù)尤為重要，同時(shí)存在被拖車(chē)碰撞的隱患；
(3)電纜在場(chǎng)地上拖動(dòng)，可能損壞，同時(shí)易引起事故，需定期檢查；
(4)電纜越長(zhǎng)，產(chǎn)生的壓降越大；
(5)操作性能及安全性能有待提高。電纜卷筒輸電方案的優(yōu)點(diǎn)有：
(1)節(jié)省能源成本，用電比用燃油費(fèi)用節(jié)省60％～70％；
(2)節(jié)省維護(hù)成本，主要指節(jié)省原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)維修成本；
(3)改善操作環(huán)境，去除了發(fā)動(dòng)機(jī)原有的噪聲；
(4)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放，減少對(duì)工作區(qū)域環(huán)境污染。

2. 低空滑觸線輸電方案
      滑觸線輸電工作原理為：在集裝箱堆場(chǎng)架設(shè)由城市電網(wǎng)供電的滑觸線供電線路，當(dāng)龍門(mén)吊在箱區(qū)內(nèi)作業(yè)時(shí)，關(guān)閉自帶的柴油發(fā)電機(jī)組，所需電力由滑觸線供給，龍門(mén)吊沿滑觸線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)箱區(qū)的工作覆蓋。當(dāng)龍門(mén)吊需轉(zhuǎn)場(chǎng)到另一箱區(qū)作業(yè)時(shí)，則拔下插頭切斷電源與龍門(mén)吊的聯(lián)系，改由小功率柴油發(fā)電機(jī)組供電并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)場(chǎng)。轉(zhuǎn)到指定堆場(chǎng)后，柴油發(fā)電機(jī)組停止工作，插上插頭動(dòng)力重新切換為滑觸線供電。供電的線路走勢(shì)是：從供電站引高壓電源如10kV至現(xiàn)場(chǎng)堆場(chǎng)，經(jīng)堆場(chǎng)內(nèi)變壓器變成龍門(mén)吊所需的電壓如440V到各條滑觸線前的電源柜內(nèi)，電源柜內(nèi)一般設(shè)有用于保護(hù)的斷路器，經(jīng)斷路器直接接到架設(shè)于立架上的銅滑線上供3相4線電源，經(jīng)集電小車(chē)和供電電纜供電到龍門(mén)吊，龍門(mén)吊大車(chē)上設(shè)置牽引裝置，牽引著滑觸小車(chē)隨龍門(mén)吊大車(chē)一起滑走，以實(shí)現(xiàn)龍門(mén)吊滑觸供電方式。滑觸線輸電方式類(lèi)似于城市無(wú)軌電車(chē)方式。目前，低空滑觸線高度的設(shè)置一般有2種：一種高度約為3．5m左右，主要考慮的是安全需要；另一種高度約為2．5m左右，主要考慮到維修的方便性；2種高度各有利弊，主要是適合于各自碼頭自身的需要。此外，滑觸線的布置方式也有2種：1種為單排的供電方式，即立架上只設(shè)一排的滑觸線供電；另1種為雙排的供電方式，即立架上設(shè)左右2排的滑觸線供電，每一排都裝設(shè)3相4線的銅滑線，以供2倍數(shù)量的龍門(mén)吊工作，此種龍門(mén)吊的工作狀態(tài)熟稱(chēng)“背靠背”工作方式。
低空滑觸線輸電工作方<