寧波港吉碼頭經(jīng)營(yíng)有限公司于 2010 年完成6 道 12 條線路、共 60 臺(tái)龍門吊的高架滑觸線“油改電”改造。2011 年開始，公司龍門吊“油改電”系統(tǒng)進(jìn)入**應(yīng)用推廣階段，在節(jié)能減排、降低成本方面取得了較為突出的成果。但是，也遇到了一些問(wèn)題，其中比較突出的是，在灰霾或陰冷潮濕的天氣情況下，線路上容易粘附粉塵等污染物，與高架滑觸線接觸取電的碳刷易發(fā)生打火積碳現(xiàn)象，造成龍門吊跳電，甚至線路污染損壞，并導(dǎo)致整個(gè)港區(qū)生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響，見圖 1、圖 2。

1 研究目標(biāo)

在不改變龍門吊“油改電”現(xiàn)有取電方式的前提下，設(shè)計(jì)一套安裝于集電靴兩端，在龍門吊大車運(yùn)行時(shí)能“即用即掃”的粉塵清潔裝置，保持滑觸線與碳刷的結(jié)合面狀態(tài)清潔。保障灰霾或陰冷潮濕天氣情況下龍門吊的正常取電。作為易耗件的刷頭還應(yīng)具有成本低廉、更換方便的特點(diǎn)，刷頭壽命能達(dá)到 2～3 個(gè)月。

清潔裝置要與集電靴有機(jī)結(jié)合，不影響原有的取電方式。清掃下來(lái)的粉塵不會(huì)大量堆積在刷頭上，避免刷頭對(duì)線路造成二次污染。

該裝置自 2011 年底到 2012 年上半年，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選取、試驗(yàn)改進(jìn)等方法，確定了*終的方案，并于 2012 年下半年批量投入使用。

2 技術(shù)方案及項(xiàng)目實(shí)施

方案一：根據(jù)現(xiàn)有集電靴的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)清潔裝置的結(jié)構(gòu)為帶自潤(rùn)滑軸承的滾輪形式，通過(guò)延伸的階梯形支架固定于集電靴的一端，刷頭材料選擇銅絲或尼龍絲兩種材料，見圖 3。

確定各配件的尺寸，選材，樣品制作，經(jīng)安裝測(cè)試后發(fā)現(xiàn)：由于此結(jié)構(gòu)尺寸偏大偏重，在風(fēng)稍大的天氣情況下，對(duì)原有集電靴的靈活性會(huì)造成影響，使用時(shí)間一長(zhǎng)，造成碳刷偏磨。另外銅刷頭材質(zhì)太硬，對(duì)滑觸線會(huì)造成損傷，尼龍刷頭與滑觸線接觸不好，清潔效果不理想。

方案二：重新設(shè)計(jì)清潔裝置的結(jié)構(gòu)，改為對(duì)稱布置在集電靴碳刷兩端的結(jié)構(gòu)形式，另外小組成員在超市購(gòu)物時(shí)受到啟發(fā)，選取刷頭材料為棕櫚絲，見圖 4。

選取了 4 臺(tái)龍門吊進(jìn)行安裝，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤，確認(rèn)此結(jié)構(gòu)安裝穩(wěn)固，且不會(huì)對(duì)原集電靴造成影響，刷頭與碳刷之間的空格能起到防止粉塵堆積的作用，刷頭更換也非常方便。但是使用中也發(fā)現(xiàn)棕櫚絲韌性不夠，易斷裂，清潔效果雖好而壽命還不夠長(zhǎng)。另外刷頭上每束刷毛方陣排列的方式在長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)整齊地分開，造成清潔效果下降明顯。

對(duì)方案二繼續(xù)改進(jìn)。

1）刷頭方陣排列改成錯(cuò)位排列，見圖 5。

2）刷毛改成韌性和彈性更好的鬃毛

又經(jīng)過(guò) 6 臺(tái)龍門吊近 3 個(gè)月的試驗(yàn)，清潔效果和使用壽命達(dá)到了預(yù)期的要求。

2012 年下半年，在每條“油改電”線路選 2～3 臺(tái)龍門吊安裝清潔裝置，安裝總數(shù)達(dá)到 30 臺(tái)，做到對(duì)“油改電”線路全覆蓋。2012 下半年至 2013年一季度多次灰霾或陰冷潮濕天氣，未發(fā)現(xiàn)碳刷積碳、龍門吊跳電的現(xiàn)象。

3 效益分析

3.1 安全效益

有效防止了因粉塵污染而引發(fā)滑觸線損傷甚至報(bào)廢的重大設(shè)備事故的發(fā)生。同時(shí)，也避免了人員登高手工清潔線路而帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

直接經(jīng)濟(jì)效益：每年節(jié)省委外清潔高架滑觸線費(fèi)用 6 萬(wàn)元。間接經(jīng)濟(jì)效益：委外清潔某條高架滑觸線時(shí)，此線路要停電 2～3 d，需要將部分電車轉(zhuǎn)成油車。按每 TEU 電車比油車節(jié)省 5.208元，2012 年公司龍門吊作業(yè)箱量 533.82 萬(wàn) TEU計(jì)算，節(jié)省轉(zhuǎn)油車而產(chǎn)生的能耗費(fèi)用 5.208 元/TEU ×（2 d/365 d）×533.82 萬(wàn) TEU=15.23(萬(wàn)元)。

4 小結(jié)

高架滑觸線粉塵在線清潔裝置是一套可在龍門吊大車運(yùn)行時(shí)，同步對(duì)線路進(jìn)行清潔的裝置。該裝置的成功研制，有效保障了滑觸線取電的可靠性、安全性。其*大優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，清潔與生產(chǎn)同步，無(wú)需安排額外的清掃作業(yè)，同時(shí)也節(jié)省了需停電清潔而產(chǎn)生的費(fèi)用。為各類滑觸線供電系統(tǒng)的線路清潔提供了借鑒實(shí)例，具有較好的參考價(jià)值。