遠洋干散貨船的高壓岸電系統

朱本勇　謝春萌

摘? ? 要：本文介紹了中遠海運散貨運輸有限公司為了減少船舶對大氣的污染，在遠洋干散貨船上大力發展高壓岸電系統的情況。重點介紹高壓岸電系統的操作步驟和注意事項。希望國內碼頭和船上高壓岸電系統有一個標準合作機制，如：補貼政策、電價和服務費政策、建設程序等，加快船舶高壓岸電系統的發展。

關鍵詞：遠洋干散貨輪;船舶岸電;發展

中圖分類號：U665.12 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： This paper introduces the development of alternative maritime power （AMP） in the ocean dry bulk carriers of COSCO Shipping Bulk Co.， Ltd. in order to reduce air pollution from the ships. The operation procedures and precautions procedures of AMP are introduced emphatically. It is hoped that there will be a standard cooperation mechanism between Chinas wharf AMP and on-board AMP， local governments should provide subsidy policy， electricity price and service charge policy， and standardize the construction procedure， etc.， to speed up the development of AMP.

Key words： Ocean bulk carrier; Alternative maritime power （AMP）; Development

1? ? ?前言

根據交通部《船舶大氣污染物排放控制區實施方案》，2020年1月1日及以后建造的中國籍國內沿海航行集裝箱船、郵輪、客滾船、3 000 GT及以上的客船和50 000 GT及以上的干散貨船，應具備船舶岸電系統船載裝置。

根據國務院交通運輸主管部門的《大氣污染防治法》，自2018年10月26日開始，要求新建碼頭應當規劃、設計和建設岸基供電設施、新造船舶安裝高壓岸電系統，船舶靠港后優先使用岸電。

船舶排放是防治大氣污染的重要領域之一，國家和有關地方政府高度重視，陸續出臺了相關政策法規。海事部門要求在沿海船舶大氣污染物排放控制區內具備岸電供應能力的泊位停泊超過3個小時、內河船舶停泊超過2個小時，應當使用岸電。

2? ? 遠洋干散貨船的岸電系統現狀

中遠海運散貨運輸有限公司作為世界上最大的船舶散貨運輸公司，近幾年來在新造船上安裝了高壓岸電設備，并且在部分營運船舶上也計劃加裝高壓岸電設備。目前，船上安裝高壓岸電設備的船舶計有：10艘400 000 DWT礦砂船，AC6 600 V、60 Hz、3800 kVA;4艘325 000 DWT礦砂船，AC6 600 V、60 Hz、3000 kVA。另外，在16艘210 000 DWT散貨船上也計劃安裝，擬采用AC6600 V、60 Hz、2 500 kVA。

2.1? 高壓岸電供電系統（AMP）的組成

相比于集裝箱船，散貨船的電站比較小：靈便型船為主發電機3臺、500 kW-600 kW左右/臺、440 V、60 Hz;巴拿馬型船為主發電機3臺、600 kW～700kW左右/臺、440 V、60 Hz;好望角型船（包括大型礦砂船）為主發電機3臺、1 000 kW～1 500 kW左右/臺、440 V、60 Hz。

對于遠洋干散貨船上的高壓岸電采用AC6600 V是一個很好的選擇，可降低短路電流的等級，節約大量的電纜，降低配電板成本。船岸高壓供電系統示意圖，見圖1。

船上AMP系統主要由中壓電纜專用收放裝置、中高壓變壓器、AMP中壓岸電系統組成。

岸上提供AC6 600 V 60 Hz中壓電源，經檢測同步后接入中壓配電板，然后經中高壓變壓器向低壓配電板（AC440V）供電進入全船電力系統。

2.2? ?沿海靈便型船舶使用高壓岸電的經濟效益

沿海靈便型船安裝AC6 600 V、60 Hz高壓岸電供電系統，船舶發電機燃油消耗費用測算，見表1。

從表1可見，三艘船舶在卸港靠泊期間全部使用岸電供電，每年可減少使用低硫燃油280 t左右、硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳的排放均為0，節能減排效果明顯。

2.3? 目前船使用高壓岸電系統存在的困難

我司400 000 DWT礦砂船首制船于2018年1月投入營運，迄今為止9艘船已陸續投入營運。靠泊國內的港口為：唐山曹妃甸、大連大孤山、山東日照港、青島董家口、舟山鼠狼湖等港口，但是這些港口碼頭均沒有安裝高壓岸電供電系統;在國外這批船主要航行于巴西、澳大利亞、南非等國家，這些國家的港口碼頭也沒有安裝高壓岸電供電系統。

國內部分內河和沿海的一些港口碼頭，雖然安裝了岸上供電系統，但由于前期沒有建立統一的標準，其50 Hz、60 Hz、低壓、中壓都有，加上碼頭受電安裝比例不高，以及各地方政府沒有出臺鼓勵措施，故極大地限制了這些高壓岸電系統的應用。

在目前航運市場低迷的大環境下，要求港口碼頭建立一個泊位固定式岸電供電系統需投資1 000多萬元、一艘靈便型船需投資200多萬元，一艘巴拿型船需投資費300多萬元、一艘好望角型散貨船或礦砂船需投資500萬元以上，這對于企業沒有積極性，加上各地方政府沒有采取鼓勵措施，所以極大地約束了高壓岸電系統的發展。

3? ? 關于發展高壓岸電系統的對策

3.1? ?對于航運公司的要求

據權威機構測算，船舶停泊期間的大氣污染排放約占船舶航行全過程（200 n mile范圍內）總排放量的20%。船舶靠港期間使用岸電，可有效減少硫氧化物、氮氧化物、顆粒物等大氣污染物，減少噪音污染，是有效的減排方式。

一直以來，船上的電制一般都是使用低壓供配電系統。當采用AC6600 V高壓電源，其設備和操作的安全性對于航運公司管理人員和船員都是一個新的認識。

（1）首先，公司SMS體系文件應明確規定其責任，制定事故應急預案、各類事故的應急處理流程;公司應有計劃對船員進行培訓;

（2）其次，船上要落實管理制度和責任，注意設備的通用性、可靠性，制定相關保護措施。如：當發生短路如何應急處理？船對岸的電位差如何處理？中壓電源接地應急措施如何等？

（3）對于新造船舶或在建船舶，有條件的都應該加裝高壓岸電供電系統，至少是預留好設備空間、埋設好有關電纜，以便有效應對未來的形勢發展需要。

3.2? 對于船上的要求和有關操作程序

（1）船上應根據公司的SMS體系文件的管理規則，細化操作步驟、落實維護、保養措施;

（2）根據公司的要求，應對相關船員進行培訓，掌握有關要求、注意事項和應急處理能力;

（3）船首次靠泊某一個港口碼頭，應對船上高壓岸電系統進行兼容性評估，驗證連接船岸高壓電源的可能性、信號線路的兼容性、船上高壓系統中最小和最大預期短路電流、船舶連接的額定值等。

（4）在進行驗證和測試前，需對船舶高壓設備進行接地放電，然后通過電纜絞車將高壓電纜輸送至碼頭，連接碼頭上的高壓插座，高壓電源連接自動接地。光纖信號電纜將應急停止控制回路接入岸上高壓柜開關合閘線圈，按任何一個緊急停止按鈕，立即斷開岸上斷路器，岸上高壓柜開關斷路器跳閘;船上電機員檢驗相序無誤后，在主配電板上合閘供電，記錄電表讀數;當船要離開碼頭、停止高壓供電時，岸電分閘，記下電表讀數，配合岸上人員脫開電纜連接，收起電纜和液壓導纜托架。

（5）當有如下情況發生時，緊急跳閘：手動應急切斷，船岸連接高壓電纜在絞車上僅存最后一圈電纜，高壓電纜過度拉伸、恒張力大而報警，安全電路沒電等電位聯結損失等;當故障報警消除后，手動復位。

3.3? ? 對高壓岸電系統及設備的要求

（1）短路電流。作為岸電連接系統容量選擇和保護電器設定的依據，在高壓岸電系統設計中，應計算岸電饋送的短路電流。船上電站主匯流排的最大預期短路電流，應不超過船舶電站供電時允許的最大短路電流;

（2）當船舶電站斷開且岸電供電發生故障時，應按規范和公約規定恢復船舶電站供電。自動起動船上柴油發電機，同時向應急發電機觸發一個起動信號;當主發電機失敗時，應在45 s內起動應急發電機;

（3）船舶和岸電連接要求：高壓軟電纜上承受的機械應力不超過允許的設計值;應有恒張力裝置，當超過時應有報警和斷電;

（4）高壓供電屏。打開屏門均需執行安全接地放電程序，否則均無法打開;

（5）中壓變壓器高溫報警和高溫跳閘保護。

3.4? 對船上AMP的維護和保養

對中壓配電板的維護、保養，重點是安全保護程序。

（1）連鎖保護。如：主開關放置“試驗”，合上后接地開關放電;打開任何一個屏門前，必須有效地接地放電;

（2）在操作、檢查過程中必須有電機員在場，當其它人員操作時電機員監督操作的正確性和完整性，發現問題及時制止;

（3）中壓變壓器每季度交換使用，通風降溫;

（4）維修保養前，初級6 600 V和次級440 V兩邊均需要接地放電。

4? ? 結束語

隨著《大氣污染防治法》、《船舶大氣污染物排放控制區實施方案》等有關法律的實施，高壓岸電供電系統將越來越廣泛使用于各類船舶中。對于遠洋干散貨船，必須考慮經濟成本、船舶安全，環境污染等因素，尋找一個合適的平衡點。

目前深圳鹽田國際集裝箱碼頭，在高壓岸電系統方面供電走出了一條比較好的路子。該港口20個泊位，船岸供電系統采用移動式，共有6套移動式岸基船舶供電站、能覆蓋16個泊位。每個供電站容量為4 MW、3 300 V或6 600 V，每套供電站投資800多萬元，當地政府對碼頭公司和航運公司實行優惠政策，值得各地政府和港口公司學習和借鑒。

參考文獻

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