符曉紅 李景贊 劉亮 方健/舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司

大型商船主要靠發(fā)電機(jī)組來(lái)供電，柴油發(fā)電機(jī)的主要排放物含有高顆粒物（PM）,CARB（加州空氣資源委員會(huì)）則將PM 指定為有毒物質(zhì)。因此，減少船舶靠港時(shí)船上發(fā)電機(jī)組排放物對(duì)碼頭及大氣的污染，解決商船頻繁進(jìn)出港口的環(huán)境污染問(wèn)題在國(guó)際上越來(lái)越受重視。

對(duì)此，美國(guó)率先提出，凡是新建碼頭，船舶靠港期間停止使用船上的發(fā)電機(jī)，改用岸電（AMP）系統(tǒng)供電。AMP 系統(tǒng)是確保?？吭诟劭诨虼a頭的船舶使用岸電取代船上發(fā)電機(jī)組供電的有效方案,有助于大幅減少顆粒物排放、減小噪聲，是解決靠港船舶對(duì)港口水域及大氣污染問(wèn)題的重要舉措，對(duì)于節(jié)能減排、建設(shè)綠色港口有著重要意義。

AMP 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

AMP 系統(tǒng)定義

船舶港泊期間，停止使用船上發(fā)電機(jī)組供電，改用岸上陸用電源供電，實(shí)現(xiàn)這一功能的系統(tǒng)稱為AMP（Alternative Marine Powered）系統(tǒng)，即港口或碼頭采用陸地的電源向停靠在那里的船舶供電的設(shè)備。該系統(tǒng)通過(guò)岸上陸用電源供電取代船舶發(fā)電機(jī)組供電，以“電”代“油”，從根源上實(shí)現(xiàn)了“零油耗”“零排放”的目標(biāo)。

AMP 系統(tǒng)組成

根據(jù)設(shè)備所在位置來(lái)區(qū)分，則AMP 系統(tǒng)由船上受電系統(tǒng)和岸上供電系統(tǒng)組成。AMP 系統(tǒng)船端設(shè)備主要包括：電纜絞盤(pán)（含電纜、電纜快速連接接頭等）、電纜絞盤(pán)控制屏、岸電連接屏、岸電轉(zhuǎn)換屏、AMP 系統(tǒng)接入屏等；AMP 系統(tǒng)岸端主要包括電站、高壓大功率電力電子變換器、電纜、插座等。

岸電系統(tǒng)根據(jù)提供電壓不同，又分為低壓岸電系統(tǒng)和高壓岸電系統(tǒng)。其中，岸電電源額定電壓（相間電壓）1 千伏（KV）以下的為低壓岸電系統(tǒng)，額定電壓（相間電壓）為1KV—15KV 的為高壓岸電系統(tǒng)。

圖1 AMP 系統(tǒng)組成框圖

AMP 系統(tǒng)基本原理

靠港船舶停止使用船上發(fā)電機(jī)供電，改用岸上陸用電源供電的過(guò)程就是AMP 系統(tǒng)的功能所在。

船舶到達(dá)預(yù)定港口啟動(dòng)使用岸電前，將岸上及船上AMP 系統(tǒng)主開(kāi)關(guān)設(shè)置到“開(kāi)（OPEN）”狀態(tài)，此時(shí)安裝在船上左右兩舷的電纜絞盤(pán)控制屏將電纜絞盤(pán)上的電纜通過(guò)快速接頭連接到岸上AMP 系統(tǒng)的接電插座上，電纜長(zhǎng)度可以根據(jù)實(shí)際需求實(shí)時(shí)調(diào)整，即使港口潮汐或是在裝卸貨物時(shí)，船舶吃水變化都不會(huì)影響岸電給船舶供電。AMP 系統(tǒng)岸上供電系統(tǒng)的電力電子變換器可以穩(wěn)定地將電壓、頻率轉(zhuǎn)換成船上能接入的值。此后閉合岸上及船上AMP 系統(tǒng)主開(kāi)關(guān)，即完成將岸電輸送到船上的過(guò)程，此時(shí)AMP 系統(tǒng)的同步裝置將岸電并入船舶電網(wǎng)（岸電和船舶發(fā)電機(jī)同時(shí)工作），將負(fù)載從船舶發(fā)電機(jī)電源轉(zhuǎn)移到岸電電源上，船舶發(fā)電機(jī)脫離電網(wǎng)并停機(jī)，船舶完全由岸上AMP 系統(tǒng)供電。

當(dāng)船舶離港時(shí)，啟動(dòng)船舶發(fā)電機(jī)（空載狀態(tài)）、并入電網(wǎng)（岸電和船舶發(fā)電機(jī)同時(shí)工作）、負(fù)載轉(zhuǎn)移到發(fā)電機(jī)、斷開(kāi)船上和岸上AMP系統(tǒng)主開(kāi)關(guān)，船上左右兩舷電纜絞盤(pán)控制屏將兩個(gè)電纜絞盤(pán)上的電纜收回，此時(shí)船舶由岸上電源供電轉(zhuǎn)換為船上電源供電。

上述過(guò)程中，船上的電纜快速連接接頭與岸上的接電插座必須在很短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)緊固連接，即確保岸電快速精準(zhǔn)接入船舶是AMP 系統(tǒng)運(yùn)行中至關(guān)重要的一環(huán)。

集裝箱岸電改裝船上的基本設(shè)備配置

集裝箱船概述

集裝箱船是一種專門(mén)載運(yùn)集裝箱的運(yùn)輸船。貨艙內(nèi)為格柵結(jié)構(gòu)，艙口大小配合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱尺寸。船艙和甲板均配有綁扎設(shè)備都可以裝載集裝箱。由于集裝箱船具有裝卸效率高，?？繒r(shí)間短，周轉(zhuǎn)速度快，運(yùn)營(yíng)成本低，可減少貨物的損壞、遺失和混裝現(xiàn)象等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)際航運(yùn)主干線上的適箱貨物貿(mào)易基本上都采用集裝箱運(yùn)輸。

圖2 AMP 系統(tǒng)基本原理框圖

然而，由于集裝箱船相比普通散貨船發(fā)電機(jī)功率大，靠泊時(shí)會(huì)給港口或碼頭的海洋環(huán)境及大氣帶來(lái)不良影響。為此，新造集裝箱船大多直接配置AMP 系統(tǒng)，且有越來(lái)越多的已建集裝箱船通過(guò)改裝配備岸電系統(tǒng)，以從源頭上解決噪聲和硫化物排放等環(huán)境污染問(wèn)題。

舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工承擔(dān)的4500TEU 集裝箱岸電改裝工程可謂該領(lǐng)域的典型案例，目前該船已經(jīng)投入使用，并獲得多方好評(píng)。該船入級(jí)法國(guó)船級(jí)社（BV），根據(jù)船東需求加裝了岸電系統(tǒng)，能夠在港口特別是歐美國(guó)際大港口完全實(shí)現(xiàn)岸電供電，達(dá)到節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境目的。

為了實(shí)現(xiàn)其功能，該系統(tǒng)配置了AMP 可移動(dòng)集裝箱、AC6.6KV插座箱、AC6.6KV 岸電轉(zhuǎn)換屏、6600/450V 變壓器、 岸電PMS 單元、岸電顯示單元及岸電接入屏等主要設(shè)備。圖3 涵蓋了維持港泊船舶船電轉(zhuǎn)岸電所需的所有設(shè)備及元器件。

圖3 AMP 系統(tǒng)在集裝箱岸電改裝船上的單線圖

AMP 系統(tǒng)甲板設(shè)備

上述本岸電改裝項(xiàng)目中，系泊甲板艉部左右舷各配置1 套AMP系統(tǒng)可移動(dòng)集裝箱（內(nèi)含電纜絞盤(pán)、電纜絞盤(pán)控制屏、高壓岸電連接屏、電纜絞盤(pán)燈箱等設(shè)備）；左右舷AMP 系統(tǒng)可移動(dòng)集裝箱下區(qū)域各配置1 套外部尺寸700×1100、防護(hù)等級(jí)IP56、壁掛式安裝的AC6.6KV插座箱，正面箱體內(nèi)有2 個(gè)插座，1 個(gè)紅色插座用于與岸電接線屏控制電纜連接，是岸電轉(zhuǎn)換屏、岸電PMS 屏、MSB440V 饋電屏與岸電接線屏信號(hào)傳遞的樞紐；1 個(gè)藍(lán)色插座用于與岸電接線屏高壓電纜連接，是將高壓岸電接入岸電轉(zhuǎn)換屏的唯一路徑。

AMP 系統(tǒng)舵機(jī)艙設(shè)備

AC6.6KV 岸電轉(zhuǎn)換屏位于舵機(jī)艙,落地安裝，低壓部分防護(hù)等級(jí)IP32,高壓部分防護(hù)等級(jí)IP42，該設(shè)備由左/右舷岸電輸入屏及岸電輸出屏三部分組成，如圖4 所示。

圖4 AC6.6KV 岸電轉(zhuǎn)換屏組成外形圖

左右舷插座箱輸出的高壓岸電通過(guò)位于舵機(jī)艙的岸電轉(zhuǎn)換屏輸出給4675KVA 的降壓變壓器，從而實(shí)現(xiàn)將AC6.6KV 高壓電安全變?yōu)锳C450V 電壓，經(jīng)6300A 的ACB 接入MSB。

AMP 系統(tǒng)機(jī)艙設(shè)備

根據(jù)船東要求，按照BV 規(guī)范，變壓器、岸電接入屏、PMS 單元及顯示單元布置于機(jī)艙；將高壓岸電變?yōu)楸敬妷旱腁C6600/450V 降壓變壓器經(jīng)計(jì)算選擇4675KVA 的變壓器，放置在二平臺(tái)AMP 系統(tǒng)預(yù)留區(qū)；岸電顯示單元根據(jù)實(shí)船集控臺(tái)上設(shè)備布置將此固定在集控臺(tái)左上角，既美觀又便于操作。

獨(dú)立箱體的岸電PMS 單元布置在集控臺(tái)旁MSB 對(duì)面，便于觀察、操作、檢修及維護(hù)。直角型MSB 拐角處位置剛好放置岸電接入屏（本項(xiàng)目亦稱該屏為CORNER 屏）。上述設(shè)備實(shí)船布置見(jiàn)圖5。

圖5 AMP 系統(tǒng)在集裝箱岸電改裝船上主要設(shè)備布置示意圖

隨著對(duì)港泊船只環(huán)保的要求越來(lái)越高，世界上越來(lái)越多的發(fā)達(dá)國(guó)家都在碼頭上建立了AMP 岸電系統(tǒng)，港泊船舶特別是大型港泊集裝箱船舶使用岸電電源給船上供電是港口節(jié)能、減排和降噪的有效措施。作為海運(yùn)大國(guó)的我國(guó)已經(jīng)啟動(dòng)了岸電項(xiàng)目，并且作為“十二五”期間的重要項(xiàng)目，船舶使用岸電，既可以節(jié)約成本，又可以為保護(hù)環(huán)境做出巨大的貢獻(xiàn)，值得大力推廣。船舶發(fā)電機(jī)效率低、發(fā)電成本高，以港口岸電代替船舶發(fā)電機(jī)供電，顯著提高了港口的能效，節(jié)約了有限的石油資源。船舶使用柴油發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的噪聲也會(huì)對(duì)環(huán)境造成噪音污染，使用岸電后，可以消除靠港船舶發(fā)電機(jī)運(yùn)行的噪音污染，也給船員帶來(lái)了舒適安靜的環(huán)境。隨著環(huán)保成為未來(lái)的世界主題，推廣使用AMP 系統(tǒng)必將成為必然。