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CASE STUDY
案例展示
超级电容绿色RTG怠速装置
一、CPLS系列节油装置功能简介
CPLS系列节油装置是上海振华港口机械有限公司与哈尔滨巨容新能源有限公司联合开发、制造的。采用超级电容作为动力补偿装置。轮胎式集装箱起重机（RTG）加装CPLS系列节油系统后具有下列功能：
1、能够高效回收重物（集装箱）下降产生的再生能量，节油率30%。
2、补偿发电机组柴油发动机的输出功率，使发动机的峰值功率降低50%。
3、实现集装箱起重机在无作业时关闭柴油发动机，由CPLS系统为起重机待机时的用电系统供电。
4、改善发动机的尾气排放。
二、CPLS系列节油装置的选型参数
CPLS系列节油装置适用于ABB，西门子，安川，富士等电控系统。通常只需根据RTG主提升电机的功率选择CPLS系列节油装置（表1）
表1 CPLS系列节油装置选型表
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项目
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技术指标
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备注
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CPLS-200-800
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CPLS-300-800
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额定工作电压 （V）
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800~480
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800~480
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可按照电驱动系统调整
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额定输出功率 （kW）
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200
|
300
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最大输出功率 （kW）
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400
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600
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额定储备能量 （S）
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≥15
|
≥15
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以额定功率放电，电压从
720V~620V
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待机供电时间 （min）
（发动机停止）
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≥40
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≥60
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以3Kw功率放电，电压从720V~520V
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绝缘电阻 （MΩ）
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≥500
|
≥500
|
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充放电效率 （％）
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≥75
|
≥75
|
以额定功率充放电
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工作温度范围 （℃）
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-25—55
|
-25—55
|
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使用寿命 （年）
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5
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5
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每年作业80000个标准箱
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防护等级
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IP54
|
IP54
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外型尺寸 (mm)
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3200×767×1800
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4400×767×1800
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整机重量 (kg)
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1600
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2000
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不含充电设备
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适用机型 （kW）
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≤250
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≤360
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主提升电机功率
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三、工程实例
CPLS系列节能装置的安装形式有平台安装与鞍梁侧装两种，对整机结构没有大的改动（见图1，图2）
图1是在美国西雅图使用的一台安装CPLS-300-760型节能系统的RTG，从2005年3月投入运行至今，取得较好的效果。
图2是在天津集装箱码头进行老机改造的一台安装了CPLS-200-760型节能系统的RTG，从2004年7月投入使用至今。
CPLS系列节能装置的安装和售后维护由上海振华港口机械有限公司与哈尔滨巨容新能源有限公司共同实施。
四、使用效果
1、节油效果
表2 起重机加装CPLS 系列节油装置的节油率
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项目
箱重
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实测单次耗电量（度）
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实测单次耗油量（公斤）
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单次节油率(%)
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||
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未加节油装置
（A）
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加装节油装置
（B）
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未加节油装置
（C）
|
加装节油装置
（D）
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（C-D）/C
|
|
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0吨
|
0.8026
|
0.4135
|
0.2971
|
0.2093
|
29.6
|
|
40吨
|
2.5230
|
0.9225
|
0.6858
|
0.4070
|
40.6
|
注：1）测试地点：上海港外高桥一期码头
2）测试时间：2005年7月19日
3）环境条件：环境温度32℃
2、环保效果
表3起重机加装CPLS系列节油装置后的环保效果
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测试项目
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未加装节油装置
|
加装节油装置
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排放改善情况
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颗粒物排放浓度 （mg/m3）
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116
|
11
|
减少90.5%
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颗粒物排放速率 （kg/h）
|
0.113
|
9.4×10-3
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二氧化硫排放浓度 （mg/m3）
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40
|
26
|
减少35%
|
|
二氧化硫排放速率 （kg/h）
|
3.9×10-2
|
2.2×10-2
|
|
|
氮氧化物排放浓度 （mg/m3）
|
825
|
576
|
减少30%
|
|
氮氧化物排放速率 （kg/h）
|
0.802
|
0.494
|
|
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一氧化物排放浓度 （mg/m3）
|
98
|
85
|
减少13.3%
|
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一氧化物排放速率 （kg/h）
|
9.5×10-2
|
7.3×10-2
|
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烟气黑度（林格曼黑度，级）
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2
|
0.5
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消除黑烟
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注：1、测试地点：上海港外高桥一期码头
2、测试时间：2005年7月19日
3、环境条件：大气压100.4kPa,环境温度33.8℃，环境湿度：41.7%RH
五、成本核算
RTG加装CPLS系列节油装置的设备购置成本高于普通RTG，但其使用成本较低，平均每年节省费用25.5万元，一般在三年内可收回设备购置增加的成本。
表4 运行成本对比表
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项目
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对比机型
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备注
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普通RTG
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绿色RTG
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新增设备购置费 (万元)
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0
|
80
|
|
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电容器大修费用 (万元)
|
0
|
60
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每5年大修一次，20年大修3次
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发动机大修费用 (万元)
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80
|
40
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20年内普通RTG发电机组大修8次，绿色
RTG发电机组大修4次
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柴油消耗费用 (万元)
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2070
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1449
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年作业量90000箱，柴油4.6元/升，节油30%
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合计 (万元)
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2150
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1640
|
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节约费用 (万元)
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0
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510
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25.5万元/年，
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*加装CPLS系列节油装置后的RTG称为绿色RTG
六、质量保证
CPLS系列节能装置由ZPMC监制，其中全部电器部件均采用经过UL或CE认证的器件，其核心部件-超级电容器也获得美国UL认证。