内河集装箱码头重箱堆场设备选型分析

王冬冬

摘要：本文对内河集装箱码头重箱堆场设备选型进行了详细的分析和探讨，并提出了推荐方案。

关键词：轨道式集装箱龙门起重机电动轮胎式集装箱龙门起重机

中图分类号：TH21文献标识码： A

引言

集装箱码头重箱堆场设备选型对整个集装箱码头的工艺流程起着举足轻重的作用， 合理选择堆场装卸设备将直接影响到整个港区的经济效益。传统的装卸工艺模式为岸桥+集装箱牵引半挂车+轮胎式集装箱起重机，近年来，随着集装箱运输的不断发展，堆场作业逐渐出现了正面吊、轨道式集装箱起重机、电动轮胎式集装箱起重机等其他方式。本文结合内河集装箱码头重箱堆场设备选型分析论证，对某集装箱码头工程设备选型提出了推荐方案。

工艺方式详细比较

内河集装箱码头重箱堆场装卸设备主要有集装箱叉车、集装箱正面吊、集装箱跨运车、轮胎式集装箱龙门起重机、轨道式集装箱龙门起重机等。

①集装箱叉车和正面吊方式

集装箱叉车和正面吊运车机动灵活，调度方便，对场地要求低，造价低；但堆箱只有3～4层高，且作业通道占地面积大，堆场利用率低，维修费用多，不易实现自动化管理，一般用于10万TEU以下的港口。

②集装箱跨运车方式

集装箱跨运车既能装卸又能搬运、机动灵活，岸边集装箱起重机和跨运车作业各自独立，互不影响，因而提高了岸边集装箱起重机的装卸效率。集装箱跨运车的特点是设备单一，作业环节少，省掉了大量的水平运输拖挂车，设备投资少，但跨运车部件多、故障率较高，轮压大、堆箱2～3层高，占地面积大、污染较严重，对水平运距较长码头不经济。

③轮胎式集装箱龙门起重机（RTG）方式

RTG具有机动灵活、装卸效率较高、倒箱率少、设计制造技术成熟、使用经验丰富、工作安全可靠，己趋向定型标准化，尤其是GPS全球定位系统在轮胎式集装箱龙门起重机上的应用，大大提高了对位准确性和装卸效率，机械投资较省，堆箱4～7层高，占地面积较小，基础处理费用较低，利于分期建设和发展。近来RTG主要方向是“油改电”型，该机型采用市电网供电，一种是采用电缆卷筒供电，另一种是采用滑触线供电。

电缆卷筒供电系统由电缆快速插头、供电电缆、电缆卷筒、地面接线箱等部件组成。当RTG沿堆场跑道行走时，由电缆卷盘的控制系统根据RTG行走时供电电缆上的张力，通过变频控制来调节电缆卷盘的收放速度，使之与RTG的行走速度相匹配。电缆端部通过快速插头与地面接线箱连接获得市电。转场时，切断市电，改由机载柴油机供电，同时使用微动功能将卷盘电缆人工回收到位，即可同普通RTG一样进行转场操作。目前很多专业集装箱码头均采用了这种方案，如深圳招商局、深圳大铲湾集装箱码头等。

滑触线供电方式是由滑触线、滑触导向小车和集电器组成，分高架和低架两种。沿ERTG行驶轨道外侧架设滑触线供电线路和集电小车轨道，轨道上安装沿滑触线运行的集电小车。作业时动力由专门设计的机械装置将市电从滑触线输送到电动RTG，集电小车沿其轨道随ERTG移动。目前使用这种方式改造的码头由上海沪东集装箱码头、青岛港集装箱码头、宁波港集装箱码头等。

④轨道式集装箱龙门起重机（RMG）方式

RMG具有结构简单、工作可靠、装卸效率高、跨距大、堆箱层数多，堆箱4～8层高，堆场利用率高、维修费少、能耗低、营运成本较低、环保好、操作容易、容易实现大型化，自动化、预留发展的可能性大等优点。但该机机动灵活性差，无法转场、对场地要求较高、基础投资和相关设施投资较多，随着港口高效化、管理现代化的发展，采用RMG方式的码头将越来越多。

RMG按结构型式分为无悬臂式、单悬臂式和双悬臂式。海港多采用无悬臂式，内河基本采用双悬臂式。无悬臂式结构简单，自重轻，造价低；双悬臂式RMG一般悬臂长达10～15m，悬臂下可堆1～3排箱子，并留有一条装卸通道。RMG的跨度可以按需要设计，而且一般都比较大，跨下堆箱排数多，堆场利用率高。但跨度过大会影响操作灵活性，同时由于装卸作业循环周期长，降低单机台时效率。目前已使用的有23.47～60m轨距的RMG，内河中实际使用经验轨距30~40m较经济合理。

RMG是由市电网供电的，接电上机方式有两种：一种是电缆卷筒供电方式，另一种是滑触线供电方式。

工程实例

下面以某集装箱码头为例，具体阐述内河集装箱码头重箱堆场装卸工艺设备的选型。

该集装箱码头新建2个5000DWT集装箱泊位，年吞吐量为30万TEU，其中重箱占67％，空箱占30％，冷藏箱占3％。重箱堆存期为7天，堆箱层数为5层，堆场容量利用率为65％，冷藏箱布置在重箱堆场内，堆3层。经计算所需重箱堆场容量为5081TEU，所需重箱位数为1563 TEU。堆场（不含拆装箱区域和生产辅助区）纵深约406米，宽约268.5米。

由以上分析可以看出，对于年吞吐量为30万TEU专业的集装箱码头，在堆场面积不够充裕的情况下，集装箱叉车、正面吊和跨运车的堆场装卸工艺方式已基本不在考虑范围之内。可供考虑的方式只有轨道式集装箱龙门起重机和电动轮胎式集装箱龙门起重机。下面对这两种方案进行详细的比选。

第一方案采用RMG，如果采用无悬臂梁RMG，按照一般跨度采用30~35m，经过简单的规划设计，重箱堆场共需布置6线，若采用双悬臂梁RMG，按照一般跨度为40m，需布置4线。按照每条线布置2台设备计算，无悬臂梁RMG需配备12台，双悬臂梁RMG只需配备8台，无悬臂梁RMG设备投资明显高过双悬臂梁RMG，因此本工程第一方案考虑选择轨距为40m的双悬臂梁RMG。

第二方案采用RTG，结合前面的分析和目前行业内的使用情况，选取电缆卷筒式电动轮胎式集装箱龙门起重机RTG进行比较。以下对两种方案进行详细比选。

①、重箱堆场利用率比较

项目 第一方案（RMG） 第二方案（ERTG） 备注

实际布置箱位数 1972/68TEU 1860/54TEU 重箱/冷藏箱

占地面积 83666.6m2 83019.7m2 含交通面积

平均10000m2堆箱数 243.8 TEU 230.5TEU

结果：RMG方案箱位数较多，堆场面积利用率较高。

②、设备优缺点比较

序号 比较内容 RMG ERTG

1 整机性能 RMG大车行走速度空载时比ERTG快30%-40%,且允许载箱长距离运行，可以大幅度减少工作循环时间，整机可靠性极高；但作业箱区固定，设备只能在固定的箱区和轨道上运行；不能跨区作业 ERTG在吊箱状态下只能低速移动一个箱位；但ERTG可以0o和90o方向行走，灵活性强，覆盖的箱区面积大，即可以“单兵作战”作业，也可以“集中支援”作业；转场灵活

2 故障表现 RMG作业稳定，故障率较低 ERTG为轮胎式设备，转场时仍需柴油机组，故障几率较高

3 工作效率 RMG轨道和集装箱位置相对固定,整机稳定，节省了对箱时间，大车、小车的运行速度较轮胎吊要高一些，故障率较轮胎吊也要低一些；因此作业效率较高 ERTG在车道上行走时位置无法固定；整机作用在橡胶轮胎上，结构稳定性较差；在对箱过程中必须经常进行吊具回转操作；而且，ERTG的机构运行速度较轨道式要低；因此，整体效率低一些

③、设备和基础投资比较

RMG单台造价为680万左右，本工程共需配备8台，加上轨道基础造价（约1010万），总投资约6450万元；ERTG单台造价在720万左右，配备数量一般为岸桥数量的2.5～3倍（码头前方配备3台岸桥），但ERTG转场不如RTG方便，设备数量较RTG多一些，故应配备9台，设备总投资为6480万元。RMG加上轨道基础造价比 ERTG节省270万元。

④、能耗成本比较

RMG与ERTG的起升高度一样，小车平均运行距离要大于ERTG，但RMG大车为轨道式，摩擦阻力要比大车采用轮胎式的ERTG小，综合比较起来，RMG的单箱能耗成本要略低于ERTG。

从以上的分析可以看出，由于该集装箱码头堆场纵深只有400m，宽度为2个泊位宽度约268m，故综合比较后，RMG的优势要略高过ERTG，考虑到内河港口的一般使用习惯，本工程配机推荐RMG方案。

结语

对于内河集装箱码头，如果堆场形状为宽短型，即陆域宽度较宽、陆域纵深较窄，重箱堆场只需布置几线就已经足够，ERTG能够转场的优势就无法充分发挥，采用RMG则是比较经济的选择。反之堆场形状为窄长型，重箱堆场需布置多线，RMG配备的数量则较多，平均每台RMG覆盖范围较小，设备利用不够充分，这种情况下采用ERTG则是较为合理的选择。故重箱堆场采用RMG还是ERTG应作业根据堆场纵深、宽度等具体情况分析比较，才能确定选择哪种方式更为合理。

参考文献

【1】《装箱码头RTG“油改电”技术研究成果报告》唐勤华、汪正国中交第三航务工程勘察设计院

【2】《不用柴油用市电的RTG》上海振华港机