馮偉

摘要：大型船舶特別是散貨船舶、油輪和集裝箱船靠港時(shí)通常依靠燃燒石油制品來(lái)滿(mǎn)足自身用電需求，在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的硫化物和氮氧化物等有害氣體，會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成污染。如果港口企業(yè)對(duì)靠港船舶提供岸電，使船舶輔機(jī)關(guān)閉，則會(huì)大大降低船舶廢氣的排放量，減輕對(duì)附近環(huán)境的污染。北方H港對(duì)國(guó)內(nèi)外碼頭船舶岸電情況進(jìn)行技術(shù)調(diào)研后，研究分析了船舶岸基供電系統(tǒng)的建設(shè)框架和實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：港口碼頭;岸電工程;應(yīng)用

1岸電工程應(yīng)用背景

按照交通運(yùn)輸部《港口岸電布局方案》“2020年底前，實(shí)現(xiàn)全國(guó)主要港口和船舶排放控制區(qū)內(nèi)港口50%以上已建的集裝箱、客滾、郵輪、3千噸級(jí)以上客運(yùn)和5萬(wàn)噸級(jí)以上干散貨專(zhuān)業(yè)化泊位具備向船舶供應(yīng)岸電的能力。同時(shí)，鼓勵(lì)岸電需求較大、基礎(chǔ)條件較好的港口爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)100%的泊位岸電覆蓋率?！钡囊?，啟動(dòng)港口船舶污染治理，引導(dǎo)進(jìn)港船舶使用岸電是港口文明生態(tài)建設(shè)、實(shí)現(xiàn)綠色港口發(fā)展的需要，對(duì)港口可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。在此背景下，H港擬對(duì)5萬(wàn)噸級(jí)以上干散貨專(zhuān)業(yè)化泊位進(jìn)行船舶供應(yīng)岸電工程改造。

2岸電改造建設(shè)框架

根據(jù)碼頭運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)要求，該港干散貨泊位建設(shè)船舶岸基供電系統(tǒng)及設(shè)施采用“多電制，分立式”船舶接用岸基供電系統(tǒng)技術(shù)方案。所謂“多電制”是指船舶岸基供電系統(tǒng)可為船舶提供多種制式的電制，如：400V，440，6.6KV，50HZ/60HZ等多種制式的電制。由于船舶接用岸基供電系統(tǒng)涉及到碼頭及散貨船兩個(gè)方面，需要分別考慮在碼頭和船上的岸基供電系統(tǒng)設(shè)備安裝位置。由于在碼頭前沿的海側(cè)軌道與海側(cè)之間的距離很小，能夠擺放岸電系統(tǒng)設(shè)備的尺寸及位置受到很多限制，同時(shí)散貨船上能夠安放大型岸電設(shè)備的條件也非常有限，所以一般將船舶接用岸基供電系統(tǒng)分成多個(gè)部分，采用所謂“分立式”設(shè)計(jì)方案。

“分立式”設(shè)計(jì)方案一般分為4個(gè)部分，由高壓變頻電源系統(tǒng)、高壓接電箱、高壓電纜卷車(chē)、移動(dòng)變電站組成。其中高壓變頻電源系統(tǒng)及高壓接電箱安裝在碼頭岸側(cè)，移動(dòng)變電站及高壓電纜卷車(chē)安裝在散貨船上。

高壓變頻電源系統(tǒng)（含高壓變頻電源，高壓正弦波濾波器）安裝在碼頭變電所配電間或?qū)Ｓ门潆姺績(jī)?nèi)，設(shè)備防護(hù)等級(jí)IP20，高壓接電箱安裝在碼頭海側(cè)軌道與海側(cè)之間，設(shè)備防護(hù)等級(jí)IP56，小型移動(dòng)變電站可直接吊裝在船舶上使用，設(shè)備防護(hù)等級(jí)IP56，高壓電纜卷車(chē)安裝在散貨船上。岸上高壓接電箱與船上小型移動(dòng)變電站之間通過(guò)高壓電纜卷車(chē)上的高壓電纜連接。隨船攜帶的岸電電纜，直接接入到船上小型移動(dòng)變電站輸出端，就可根據(jù)船舶上用電需求提供相應(yīng)的電源。

3供電技術(shù)方案分析

3.1供電技術(shù)方案一

船舶岸電系統(tǒng)分別由碼頭前沿變配電室或堆場(chǎng)變電所提供AC6.0kV電源，采用容量為1250kVA的“多電制，分立式”船舶岸基供電系統(tǒng)。供電主系統(tǒng)采用獨(dú)立的金屬結(jié)構(gòu)外殼，放置在碼頭前沿變配電室附近，主要包括高壓6.0kV/50HZ進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜，變壓變頻系統(tǒng)設(shè)備（含隔離功能），高壓出線(xiàn)開(kāi)關(guān)柜等，經(jīng)過(guò)船舶岸基供電主系統(tǒng)變壓變頻后通過(guò)高壓供電電纜，經(jīng)電纜橋架或電纜管道敷設(shè)至碼頭前沿接電坑，在碼頭前沿接電坑內(nèi)設(shè)置6.0kV/6.6kV的高壓岸電接電箱，可以直接為干散貨泊位靠港船舶提供高壓6.0kV/50HZ和6.6kV/60HZ的岸電電源。

相應(yīng)的在靠港散貨船舶上應(yīng)加以改造，配置高壓電纜卷車(chē)和移動(dòng)變電站等岸電接收裝置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，碼頭前沿設(shè)置的高壓岸電接電箱，可通過(guò)將碼頭面上原有的棄用上水栓井改建為高壓岸電接電箱坑。

3.2供電技術(shù)方案二

供電方案二是在方案一的基礎(chǔ)上，在滿(mǎn)足基本使用要求的前提下，根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行部分調(diào)整，盡量使相鄰的兩個(gè)泊位不同時(shí)作業(yè)。

因此，可以在相鄰的兩個(gè)泊位分別各設(shè)置一個(gè)高壓岸電接電箱，利用一座岸電變電站，為相鄰的兩個(gè)泊位高壓岸電接電箱供電，一套船舶岸基供電裝置能分別滿(mǎn)足兩個(gè)泊位船舶岸電使用要求（兩個(gè)泊位的船舶岸電不同時(shí)使用）。

3.3供電技術(shù)方案的比較

（1）方案一設(shè)4套岸電系統(tǒng)，1組岸電變電站對(duì)應(yīng)1組高壓岸電接電箱，每套岸電系統(tǒng)需服務(wù)于315艘船舶用電，每艘船舶按供電時(shí)間為18小時(shí)計(jì)算，每座岸電變電站需運(yùn)行350天、每天運(yùn)行16小時(shí)。方案二設(shè)2套岸電系統(tǒng)，1組岸電變電站對(duì)應(yīng)1組高壓岸電接電箱，每套岸電系統(tǒng)需供應(yīng)630艘船舶用電，每艘船舶按供電時(shí)間為14小時(shí)，每座岸電變電站需運(yùn)行355天、每天運(yùn)行24小時(shí)。因此，可以認(rèn)為方案二不能滿(mǎn)足到港船舶全天候供電，或不能滿(mǎn)足全部到港船舶的岸電供電需求。

（2）方案一能完全同時(shí)滿(mǎn)足4個(gè)泊位岸電使用要求，但是初期一次性投資較大，改造項(xiàng)目多，實(shí)施工程量較大，相對(duì)改造工期長(zhǎng)。方案二投資相對(duì)節(jié)省，改造項(xiàng)目相對(duì)少，相對(duì)工期較短。但僅能同時(shí)滿(mǎn)足不相鄰的2個(gè)泊位岸電的使用要求。對(duì)港區(qū)作業(yè)協(xié)調(diào)要求高，相鄰的兩個(gè)泊位不能同時(shí)使用岸電裝置作業(yè)。

根據(jù)上述分析，從能同時(shí)滿(mǎn)足4個(gè)泊位岸電使用要求的角度分析，采用方案一即采用4套船舶岸基供電設(shè)備，在4個(gè)泊位分別設(shè)置一個(gè)高壓岸電接電箱，每一座岸電變電站，為一個(gè)泊位高壓岸電接電箱供電，一套船舶岸基供電裝置能滿(mǎn)足一個(gè)泊位船舶岸電使用要求。

4風(fēng)險(xiǎn)分析及控制

本工程具有一次性和固定性的特點(diǎn)，一旦建成，難于更改，為避免各種風(fēng)險(xiǎn)給項(xiàng)目帶來(lái)?yè)p失，需要準(zhǔn)確識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)因素并提出控制方案。

4.1風(fēng)險(xiǎn)分析

本工程擬解決既有散貨泊位船舶岸基供電，由港口岸基供電取代船舶油料發(fā)電，可有效減輕港口地區(qū)的空氣污染，實(shí)現(xiàn)綠色水運(yùn)。屬于港口配套服設(shè)施，不單獨(dú)運(yùn)營(yíng)，無(wú)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。從工程、技術(shù)方面考量，設(shè)計(jì)采用的各項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備均為較為成熟的技術(shù)和設(shè)備，且港區(qū)已有示范性項(xiàng)目進(jìn)行。從風(fēng)險(xiǎn)影響的程度和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性考慮，本工程屬于低風(fēng)險(xiǎn)。

本工程屬于港口配套服設(shè)施，從整個(gè)港區(qū)發(fā)展上來(lái)看，是有利于港口發(fā)展的，風(fēng)險(xiǎn)可接受。工程所在的港區(qū)建設(shè)運(yùn)營(yíng)多年，建設(shè)條件較好，風(fēng)險(xiǎn)因素可控，對(duì)工程的建設(shè)影響較小。岸電工程位于港內(nèi)碼頭前沿，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦呢?fù)面影響趨于零，社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)較小，同時(shí)具有一定的社會(huì)效益。

4.2風(fēng)險(xiǎn)控制

根據(jù)對(duì)本工程風(fēng)險(xiǎn)因素的識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的判斷，工程存在的風(fēng)險(xiǎn)均為"低"風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)工程構(gòu)成威脅的機(jī)會(huì)較小。因此，在工程實(shí)施過(guò)程中只要予以足夠的重視并采取一定措施和投入相應(yīng)的資金就可以化解。實(shí)施完工后，港方應(yīng)時(shí)刻關(guān)注與工程相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素，盡量規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，一旦風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生應(yīng)及時(shí)采取措施，將風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的損失降低到最小限度。工程主要的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策是采用成熟的技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)管理，做好碼頭裝卸、儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的控制。做好設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，減少設(shè)備運(yùn)行耗能和維修費(fèi)用，降低成本。

5結(jié)論

港口岸電工程提高了能源利用效率，降低了能源消耗，極大地減少了船舶靠港廢氣排放。同時(shí)，工程實(shí)施后還能有效減少船方運(yùn)行成本，節(jié)約燃油支出，改善船員工作休息環(huán)境，美化港區(qū)環(huán)境，提高港船兩方節(jié)能減排意識(shí)，在建設(shè)節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)中以及港航共建綠色水運(yùn)、低碳交通運(yùn)輸方面起到表率作用。同時(shí)，為我國(guó)在國(guó)際社會(huì)低排放方面爭(zhēng)得更多的話(huà)語(yǔ)權(quán)，為我國(guó)樹(shù)立大國(guó)負(fù)責(zé)任形象起到積極作用，具有更深層次的社會(huì)意義和示范效應(yīng)。