8500車位汽車滾裝船的岸電選型和節能對比分析

吳軍武

（廈門船舶重工股份有限公司 福建廈門 361026）

8500車位汽車滾裝船是廈門船舶重工股份有限公司為挪威禮諾航運公司建造的、目前世界上最大的汽車滾裝船。該船型總長199.9m，垂線間長192m，型寬36.5m，設計吃水9.35m，共有14層裝車甲板，最大裝車量達到8500輛標準小汽車，停車甲板總面積為71000m2，船舶電制450V/60Hz。船體的14層裝車甲板中有5層是活動甲板，能滿足多種高度車型的需要，不僅可以裝載大卡車、小轎車，還可以容納翻斗拖車、公路拖車等重型工程車輛。每個車位有防止滑動的“安全帶”——綁扎帶，并加裝防爆設備，避免風浪顛簸對船內運輸的汽車造成損壞。

8500車位汽車滾裝船配備船用發電機情況如下：

主發電機：三相450V/60Hz、1881kW×2臺；

三相450V/60Hz、950kW×1臺；

軸帶發電機：三相450V/60Hz、950kW×1臺；

應急發電機：三相450V/60Hz、230kW×1臺。

本文就8500車位汽車滾裝船在碼頭系泊試驗階段的各個調試工況的負荷情況進行分析，測算岸用電源容量，并核算節能量。

1 8500車位汽車滾裝船系泊試驗工況分析

在8500車位汽車滾裝船在出塢靠泊碼頭的4個多月建造周期里，必須完成船舶全部系統的運行調試工作。根據碼頭生產建造計劃→配電板通電→發電機動車→主機動車→機艙封艙涂裝→傾斜/空船試驗→試航→交船，各個系泊試驗工況是有序推進、相輔相成的。這就要求船舶建造師們必須熟悉各個系統，合理安排調試順序。

根據8500車位滾裝船碼頭系泊試驗的全周期跟蹤測試，主要有4種典型工況，其中可能出現的最高負荷為RO－RO設備調試，累計額定功率約657kW（815A）。另外，由于調試設備啟動方式的差異，以及周邊環境、帶載對象的狀態等因素，部分設備啟動的瞬時電流可能大幅增加（如主滑油泵采取直接啟動和滑油的凝固狀態，瞬間電流可達近2000A），由于采取直接啟動方式，瞬時電流將突破2000A，對岸用電源將產生較大沖擊。

2 靜止式岸用電源的原理及產品特點

2.1 靜止式岸用電源簡介

靜止式岸用電源是連接在陸上輸入電源和船舶負載之間，為負載提供不受電網干擾、穩壓、穩頻的各種頻率和電壓的電源設備。岸用電源是采用整流、逆變結構和先進的全數字控制技術，帶輸出隔離變壓器，能提供穩定、潔凈的電源，并具備完備的網絡管理功能。岸用電源是專門針對船上、岸邊碼頭等高溫、高濕、高腐蝕性、大負荷沖擊等惡劣使用環境而特別設計制造的大功率變頻電源設備。

2.2 靜止式岸用電源原理

我國電網電制為380V/50Hz，船舶電制有各種規格，如380V/50Hz、415V/50Hz、450V/60Hz、690V/60Hz等，所以靜止式岸用電源要適合我國電制，將我國港口電網的50Hz交流電變換成適合于給船舶供電的各種電制的交流電.380V/50Hz網電通過輸入開關SWIN，后經Rectifier（整流器）整流為650V直流，經Inverter（無源逆變器）進行頻率變換并經濾波器和變壓器隔離后輸出450V/60Hz（或其他電制），該電能經船舶岸電配電箱和船舶電源并聯，同步并車后，船舶電站停機，岸電給船舶供電。

靜止式岸用電源工作模式為靜態逆變技術，其逆變器采用先進的IGBT技術，并且配合數字控制電路，能保證與市電保持相位和頻率的同步，而且提高了智能化和精度，在開機時無需額外單獨調節同步信號。在市電故障情況下，岸用電源可由選配的電池供電（類似UPS），也可由柴油機供電輸出，并保證了輸入和輸出的電壓的頻率相互獨立。岸用電源帶有Y/△隔離變壓器，可確保輸入輸出端互不干擾，提高安全穩定性。在岸用電源配備LCD顯示器后，能實時顯示電源的工作狀態、設置狀態、各種檢測數據，以及如有故障顯示故障參數等等。

3 8500車位汽車滾裝船的岸電節能分析

8500車位汽車滾裝船在碼頭系泊試驗階段一般配置2×400kVA靜止式岸用電源，采用并機使用模式。在船舶碼頭系泊試驗初期，可由單臺岸用電源保障照明、風機以及小功率設備調試；在主配電板通電后，由兩臺岸用電源并機供電，保障各項調試工況的需求；在試航結束后，船舶調試基本完成，主要負荷為照明和風機，以及淡水泵、空調等用電，可調整至單臺岸用電源供電。

通過8500系列船（3條）的碼頭調試能耗監測，具體能耗用量見表1。

表1 8500系列船碼頭調試能耗監測情況

從表1上看，在8500車位汽車滾裝船碼頭調試周期有所差異的情況下，462C船消耗能耗費用69.9萬元，462D船61.6萬元、462E船52.8萬元。462E船利用岸用電源供電代替柴油機發電，可節約能耗費用約17萬元。

4 結語

在現今節能降耗的大背景下，本文以廈船重工建造的8500車位汽車滾裝船為基礎，根據碼頭調試階段典型工況所測量的負荷狀態，計算出所需的最優岸用電源配置方案；接著從岸用電源的各項技術特點上看，能夠完成滿足船舶試驗的各項用電需求；最后從3艘8500車位汽車滾裝船的調試過程能耗監測，使用岸用電源可節約能耗費用約17萬元。

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