在港口绿色转型与“双碳”目标推进背景下，轮胎式龙门吊（RTG）作为堆场核心作业装备，其高能耗问题愈发凸显。传统RTG在吊具下降、重物下放等工况中，大量重力势能通过制动装置转化为热能散失；在行走减速、紧急制动时，动能也多以损耗形式浪费，不仅降低能源利用效率，还加剧制动系统磨损，增加运维成本。数据显示，传统柴油RTG作业中能源浪费占比可达20%-30%，单台日均能耗超5吨柴油。轮胎式龙门吊势能/动能回收技术以“能量循环利用、降本增效”为核心目标，通过精准捕获作业全流程中的冗余能量并高效复用，破解传统机型能源浪费瓶颈，成为智慧港口节能升级的关键支撑。
核心技术架构采用“能量捕获-转换存储-智能复用”闭环设计，实现冗余能量的全流程高效管控。能量捕获环节针对不同工况精准布局：势能回收通过优化起升机构传动链路，在吊具下降或重物下放时，将驱动电机切换为发电模式，通过电磁感应将重力势能转化为电能；动能回收则依托再生制动技术，在RTG行走减速、转向制动时，由行走电机反向发电捕获动能。转换存储环节是技术核心，主流方案采用超级电容与碳基电容等储能元件，这类元件具备大功率充放电、长循环寿命优势，可快速接纳捕获的电能，避免能量损耗；部分高端系统搭配锂电池组成混合储能单元，兼顾短时大功率存储与长效能量储备需求，其中碳基电容技术通过纳米级活性炭材料创新，实现电容与电池特性的融合，完美适配港口机械短时高频的作业特性。智能控制系统通过实时监测作业工况与储能状态，动态调节能量流向，确保回收电能优先供给起升、行走等动力需求，实现能量就地复用。
场景适配优化进一步提升技术应用价值，形成多工况适配方案。在固定堆场作业场景，回收系统可与“油改电”滑触线供电模式协同，将多余回收电能回馈至电网，实现能源梯级利用，厦门港161台RTG通过该模式实现能量回馈电网，进一步降低能耗；在需要灵活转场的场景，回收系统与锂电池储能单元深度融合，转场过程中回收的动能可为设备辅助供电，减少柴油发动机启动频次，实现离网零排放作业。针对港口高湿高盐雾的恶劣环境，回收系统关键部件采用IP67+防水防尘密封设计，搭配防盐雾涂层处理，提升设备稳定性；通过优化充放电控制策略，避免储能元件过充过放，延长使用寿命，超级电容循环使用可达30万次，降低维护成本。
智能运维与安全保障体系同步升级，筑牢技术应用防线。搭建远程监控平台，实时采集能量回收效率、储能单元状态、制动系统工况等数据，通过大数据分析生成节能优化建议；引入预测性维护算法，针对能量转换装置、储能元件等核心部件进行状态监测，提前预警故障风险，将传统“事后维修”转变为“事前预警”。安全设计上，设置多重防护机制：储能单元配备过充、过温、过流保护装置，发生异常时自动切断电路；能量转换环节采用绝缘监测技术，防范漏电风险；保留机械制动冗余，确保极端情况下作业安全，形成“电气防护+机械冗余”的双重保障。
势能/动能回收技术的应用价值显著，为港口带来多重效益：一是节能效果突出，单台RTG节油率可达40%-60%，青岛港改造后单箱油耗降至0.49升/自然箱，珠海港通过该技术年节省运营成本约1200万元，标煤减排约3000吨；二是延长设备寿命，制动系统磨损减少50%以上，降低备件更换与维修频次；三是提升环保水平，减少柴油消耗带来的尾气排放，配合电动化改造可实现作业全流程零排放，改善港区工作环境。目前，该技术已在蛇口港、厦门港、珠海港等多个码头成功应用，其中蛇口港碳基电容节能项目年减少碳排放约52吨，稳定运行超7个月。势能/动能回收技术正推动轮胎式龙门吊从“高耗低效”向“节能循环”转型，为智慧绿色港口建设提供核心技术支撑。
