船舶港口岸電技術(shù)及其應(yīng)用

張圣超

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境迫在眉睫，要做到對(duì)船舶大氣污染物排放的有限控制，提高空氣質(zhì)量，就需要加大引入并推廣船舶岸電技術(shù)的力度。本文先后就國(guó)內(nèi)外船用岸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、低壓岸電供電系統(tǒng)的概念和特點(diǎn)、應(yīng)用做出了介紹，并講解了船舶側(cè)岸電系統(tǒng)供電方式和原理，結(jié)合傳統(tǒng)燃料供電模式的缺點(diǎn)指出了現(xiàn)代環(huán)保岸電供電模式的優(yōu)點(diǎn)所在。

關(guān)鍵詞：船舶電網(wǎng);岸電技術(shù);船舶港口;技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U665.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

不少大型船舶在日常用電和靠港時(shí)通過(guò)船舶輔機(jī)來(lái)發(fā)電，所使用的的燃料通常為柴油、重油等。每年以柴油為動(dòng)力的船舶平均排放約千萬(wàn)噸氮氧化物、八百萬(wàn)硫氧化物，這些污染物在風(fēng)力傳播、洋流傳播的作用下可以到達(dá)一千公里以外的地方，影響范圍極廣。此外船舶輔機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生大量聲污染，對(duì)船員、碼頭上的工作人員和附近的居民造成身心不適。因此有必要引入和推廣船舶岸電技術(shù)，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境。目前我國(guó)的船用岸電技術(shù)應(yīng)用尚未完全普及，讓船舶港口岸電技術(shù)得到充分應(yīng)用，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)效益、環(huán)境保護(hù)都有著重要的作用和意義。

1 船舶岸電技術(shù)國(guó)內(nèi)外使用現(xiàn)狀

美國(guó)、德國(guó)、挪威和荷蘭等歐美發(fā)達(dá)國(guó)家迄今已擁有超過(guò)二十個(gè)使用岸電電源系統(tǒng)的港口，超過(guò)兩百艘艘船舶配備了相應(yīng)的岸電連接系統(tǒng)。其中美、英兩國(guó)是首先做到在碼頭使用岸電對(duì)靠港船舶進(jìn)行供電，并且為此制定了相關(guān)的法律保證執(zhí)行力度，并更新或者替換掉了新老碼頭上過(guò)舊的岸電設(shè)備。作為世界上最大的海運(yùn)國(guó)，中國(guó)目前的港口船舶岸電技術(shù)仍處于研究階段，但隨著港口經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，如今已越來(lái)越受到國(guó)家和交通部的重視。《中國(guó)港口年鑒》報(bào)道，“截止到2018年底，我國(guó)所有港口（包括內(nèi)外河港口）293個(gè)，生產(chǎn)泊位26330個(gè)，其中萬(wàn)噸級(jí)及以上泊位2444個(gè)，擁有水運(yùn)船舶達(dá)13.70萬(wàn)艘。”同時(shí)我國(guó)港口還面臨著大量其他地區(qū)和國(guó)家船舶出入的現(xiàn)象，因此港口設(shè)施也在不斷的擴(kuò)充和發(fā)展，未來(lái)船舶在港口作業(yè)的數(shù)量仍會(huì)上升。但國(guó)內(nèi)許多港口還未開始使用岸電技術(shù)，這就需要不斷突破岸電技術(shù)、建立健全統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、制定相關(guān)的政策法規(guī)，為岸電技術(shù)的全面普及鋪好路，

2 船用岸電系統(tǒng)的概念、特點(diǎn)和應(yīng)用

2.1 船舶岸電系統(tǒng)

船舶岸電系統(tǒng)，也被稱為“冷鐵”系統(tǒng)，是指允許裝有特殊設(shè)備的船舶在停泊碼頭時(shí)接入碼頭的岸電電源，船舶可以從岸電系統(tǒng)獲得其泵組、通風(fēng)、照明、通訊和其他設(shè)施所需電力，讓船舶發(fā)電機(jī)組停止使用柴油和燃油的使用，避免燃燒產(chǎn)生的有害氣體、溫室氣體排放到港口及其鄰近區(qū)域，從而減少空氣污染、改善空氣質(zhì)量。岸電電源通常是由當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)提供。國(guó)內(nèi)的船舶電制一般為440V/50Hz或者380V/50Hz，國(guó)際船舶則通常為440V/60Hz。大多數(shù)情況下，岸上的主變電站將電流進(jìn)行變壓和變頻，使用電纜將電力輸送到碼頭的岸電箱，然后通過(guò)岸電連接系統(tǒng)將電力再送往船舶。

港口岸電分為高壓岸電和低壓岸電，此處僅對(duì)低壓岸電系統(tǒng)展開介紹。低壓岸電是由岸上變壓器把來(lái)自當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的66kV/10kV高壓電先降壓為低壓440V/380V，50Hz，再通過(guò)船舶設(shè)備接入應(yīng)急配電板或岸電控制屏，使岸電與船上發(fā)電機(jī)功率、電壓、相位三者一致，將母排聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，讓岸電和發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行;一定時(shí)間內(nèi)無(wú)報(bào)警信號(hào)或故障提示，斷開發(fā)電機(jī)端與電網(wǎng)的連接，實(shí)現(xiàn)岸電電源給船舶供電[2]。

2.2 低壓岸電系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用

2.2.1 低壓岸電系統(tǒng)的特點(diǎn)

低壓岸電系統(tǒng)，適用區(qū)域多為我國(guó)的沿海、沿江的中小型碼頭。連接電纜通常只需一根，接線簡(jiǎn)單快捷;電源容量相較于高壓岸電系統(tǒng)而言小一些，電源裝置大部分位于港區(qū)配電房?jī)?nèi)部。大多數(shù)低壓船舶一般自帶岸電接線箱，無(wú)需進(jìn)行特別改造或者簡(jiǎn)單改造后即可直接使用岸電[3]。

2.2.2 低壓岸電系統(tǒng)的應(yīng)用

以沿海及沿江的中型碼頭為例，此處停靠的船舶多為萬(wàn)噸級(jí)以下的集裝箱船、5萬(wàn)噸級(jí)以下的散貨船等。其船舶輔機(jī)功率基本在800KW及以下，一般使用低壓岸電系統(tǒng)進(jìn)行供電。低壓岸電系統(tǒng)模式分變頻與不變頻，不變頻模式的使用率相對(duì)較高。

低壓變頻岸電系統(tǒng)更適用于國(guó)外船舶，泛用度較低。它是由變頻電源、進(jìn)出線開關(guān)柜、輸入變壓器、輸出變壓器、低壓岸電接電箱以及控制系統(tǒng)等部分組成。碼頭變電所或前沿配電房輸出的50Hz的電源經(jīng)過(guò)變頻電源和進(jìn)出線變壓器，轉(zhuǎn)換為低壓電源后傳送到接電箱，經(jīng)由電纜接插件連接讓低壓岸電上船[4]。

低壓不變頻岸電系統(tǒng)，由開關(guān)柜、低壓岸電控制柜、低壓岸電接口箱以及控制系統(tǒng)等部分組成。有別于低壓變頻岸電系統(tǒng)，它不通過(guò)變頻電源和進(jìn)出線，而是直接經(jīng)由碼頭后方的低壓岸電控制柜傳送至碼頭前沿的低壓岸電插座箱。由于沿江碼頭上停泊的船只多為國(guó)內(nèi)船只，因此比起變頻系統(tǒng)，不變頻岸電系統(tǒng)更適合在沿江沿湖碼頭展開推廣。

船舶岸電系統(tǒng)不僅能降低船舶輔機(jī)的維護(hù)、維修費(fèi)用，減少船舶使用的運(yùn)營(yíng)成本;還能提高港口效率，減少空氣污染和聲污染，為船員和港口工作人員、鄰近居民擁有更好的生活環(huán)境、工作環(huán)境。岸電技術(shù)在國(guó)內(nèi)的全面普及可以有效解決港口運(yùn)營(yíng)的難題，節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境，提升經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

要讓保護(hù)環(huán)境不只是一個(gè)口號(hào)，就需要重視各種環(huán)保技術(shù)的發(fā)展。港口岸電技術(shù)有著多方面的意義，這就要求相關(guān)部門和技術(shù)人員從政策、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)方面不斷地去革新技術(shù)、發(fā)展應(yīng)用，切實(shí)有效地進(jìn)行推廣和應(yīng)用，滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉珅.內(nèi)河港口船舶岸電系統(tǒng)應(yīng)用研究[C].中國(guó)航海學(xué)會(huì).2019年海事管理學(xué)術(shù)年會(huì)優(yōu)秀論文集.中國(guó)航海學(xué)會(huì)：中國(guó)航海學(xué)會(huì)內(nèi)河海事專業(yè)委員會(huì)，2019：59-63.

[2]胡曉青，王蓓蓓，黃俊輝，阮文駿，孔赟，周哲遠(yuǎn).岸電建設(shè)運(yùn)營(yíng)各方成本效益最優(yōu)化分析及江湖海岸電特性比較[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2018，38（09）：169-178.

[3]本刊記者.我國(guó)港口岸電建設(shè)和使用現(xiàn)狀及建議[J].港口科技，2018（08）：11-12+30.

[4]吳昭.港口船舶岸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析與評(píng)價(jià)[D].燕山大學(xué)，2018.