港口節(jié)能減排的措施與建議

鄭又新 馬韻馨

0引言

2008年全國交通運輸行業(yè)節(jié)能減排工作視頻會議提出港口節(jié)能減排的主要目標:與2005年相比,到2010年和2020年,港口生產單位吞吐量綜合能耗分別下降5%和10%。港口大型裝卸設備幾乎全部使用電能,抓好港口行業(yè)的節(jié)能降耗工作是我國交通行業(yè)節(jié)能工作的重點之一。

1國外港口節(jié)能減排經驗

提高能源效率與使用替代能源是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。國外一些港口在節(jié)能減排方面有一定的成功經驗。

1.1美國港口

洛杉磯港通過啟用岸上供電系統(tǒng)達到節(jié)能的目的,并大大減少空氣污染。長灘港則在港口外限速,解決港口擁堵問題,并減少氧化氮氣體的排放。西雅圖港、塔科馬港與加拿大的溫哥華港進行合作,在拖船上采用新型智能發(fā)動機,在車輛上采用柴油催化轉換器及新型柴油燃料。3港還確定節(jié)能減排的具體目標:到2010年,船舶在各泊位使用餾分燃油,貨物裝卸設備采用第2級或更高級的非道路用引擎,長遠目標是80%的設備使用第4級非道路用引擎,并在其余設備上安裝排放控制裝置。

1.2荷蘭港口

鹿特丹港配煤中心利用6個大型筒倉多次混配,最多可以混配15種不同規(guī)格的煤炭,將煤炭加工成10~直徑的顆粒,并在高的筒倉里充分攪拌,擺脫傳統(tǒng)的露天作業(yè)方法,混配好的潔凈煤通過封閉式的皮帶機自動控制輸出并有序堆放。整個配煤過程被有效控制,實現(xiàn)煤炭的清潔利用,達到科學、精確混配的目的。這種技術對煤炭原料的選擇面很寬,在某種煤炭原料稀缺或價格上漲時,可以使用其他的替代原料。半空式配煤技術比地下隧道式技術的投資低,占地面積小,環(huán)境污染也小。據統(tǒng)計,精確配煤技術每年為荷蘭節(jié)約約1億歐元。

2國內港口節(jié)能減排經驗

2.1大連港

大連港采用海水源熱泵技術,利用海水作為熱泵的冷熱源進行冷熱交換,達到冬季供熱和夏季制冷的目的。這種技術不消耗一次性能源,沒有有害物質排放,是節(jié)約能源、保護環(huán)境的綠色環(huán)保技術。對于同時有供熱和供冷要求的獨立建筑物,海水源熱泵具有明顯優(yōu)點:不僅節(jié)省大量能源,而且可以同時滿足供熱和供冷的要求,減少設備投資。在港區(qū)部分單位距離熱源較遠,集中供熱投資需求較大的情況下,大連港集團結合國內外可再生能源技術,利用海水源熱泵技術實現(xiàn)地溫空調,獲得較好的效果。

2.2天津港

天津港的節(jié)能減排主要從提升節(jié)能技術含量入手:

(1)開展供配電系統(tǒng)節(jié)能技術研究。天津港推廣應用節(jié)能器等智能化節(jié)能裝置,改善電網質量,治理電網諧波,提高功率因數;大力推廣綠色照明技術,推廣應用節(jié)能燈具,推廣貨場照明光控、遙控技術及照明電路的智能化控制系統(tǒng),在新建港區(qū)啟動風光互補路燈照明示范工程;廣泛應用太陽能及熱泵等清潔能源,地源熱泵及海水源熱泵技術的應用也有顯著發(fā)展。

(2)開展能源計量技術研究。天津港研發(fā)內燃機燃油流量計,應用電能表在線檢測技術,并在部分運行設備上采用電量自動采集及能耗智能分析系統(tǒng)。電量自動采集及能耗智能分析系統(tǒng)與生產控制系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)連接。該系統(tǒng)的投入使用改變以往節(jié)能管理的傳統(tǒng)模式,人工抄表和分析工作被電量自動采集和數據智能分析系統(tǒng)所取代,數據采集更加及時準確,實現(xiàn)電量數據、設備運行及生產等數據的交換。該系統(tǒng)能對不同工況的能耗情況進行統(tǒng)計、分析和對比,生成電量消耗的各類相關報表及單位電能變化的曲線圖表,為能源管理及能耗指標考核工作提供有效依據。

2.3廣州港

廣州港集團在節(jié)電方面以科學技術為先導,挖掘節(jié)電深度,改善整體面貌。

(1)建立集中補償、分散補償與就地補償“3位1體”的電網補償體系,降低無功損耗。廣州港集團在港區(qū)電網進口處的110 kV變電站加裝電容,進行集中補償,收到立竿見影的效果。但是集中補償只提高進線的功率因數,整個港區(qū)內電網的功率因數仍然較低。為了真正提高港內電網的功率因數,廣州港集團在各個分電站(/)建立分散補償體系,并對大型設備(如橋吊、大型門機及大型皮帶機等)加裝補償電容,進行就地補償。通過建立“3位1體”的補償體系,廣州港從主要的大型設備到各級變電站乃至整個電網,平均功率因數控制在0.9以上,整個港區(qū)的無功損耗被有效降低。

(2)檢測并治理高次諧波帶來的附加損耗。由于大功率可控硅變流以及變頻器的大量使用,港口電網的高次諧波污染帶來的問題日益凸現(xiàn)。廣州港集團定期檢測高次諧波污染,及時掌控情況,發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施治理,有效降低高次諧波引起的附加損耗。

(3)研發(fā)輪胎式集裝箱門式起重機(簡稱RTG)節(jié)能減排技術。廣州港在RTG節(jié)能減排技術方面取得新突破。2008年12月7日,RTG調速柴油機超級節(jié)能發(fā)電機組改造應用技術通過交通運輸部驗收。該項目首創(chuàng)柴油機組調速發(fā)電技術并集成儲能和雙能源驅動技術,節(jié)能比例達40%以上,減排效果達50%,在港口及交通行業(yè)具有重大推廣價值。

3港口節(jié)能減排的措施與建議

港口是用能大戶,港口節(jié)能需要從管理和技術兩方面入手,對規(guī)劃、設計、施工、運營等階段實施全程監(jiān)控,以便將港口節(jié)能工作落到實處。

3.1從布局規(guī)劃實現(xiàn)“大節(jié)能”

從整個港口行業(yè)“大節(jié)能”的角度考慮,港口首先應該做好布局規(guī)劃工作并認真落實,合理選擇港址,構建綜合性運輸樞紐,實現(xiàn)多種運輸方式的“無縫銜接”和“零換乘”,盡量減少中間環(huán)節(jié),充分利用港口區(qū)位優(yōu)勢、自然條件、腹地經濟發(fā)展需求和發(fā)展?jié)摿?建設層次分明、分工合理、大中小結合的港口體系,提高碼頭泊位專業(yè)化、規(guī)?；?提高港口通過能力和效率。各地政府應該按照全國港口布局規(guī)劃做好本區(qū)域內的港口布局規(guī)劃,以提高碼頭運轉效率。在新碼頭建設和老港區(qū)的功能調整中,應優(yōu)化港區(qū)布局和碼頭設計,利用信息技術加強港口科學生產調度,優(yōu)化運輸組織結構,減少單車單放空駛現(xiàn)象,降低設備空駛率,提高運輸效率,合理配備裝卸機械和工具,使工藝流程先進、合理、科學,從而降低裝卸能耗。

3.2在港口工程設計方面抓節(jié)能源頭

在港口工程設計方面實現(xiàn)節(jié)能目標,實質是從源頭上抓港口節(jié)能工作。港口平面布置、裝卸工藝、主要裝卸設備的配置及選型等是在港口工程設計階段確定的。對于新建港口工程項目,應優(yōu)化裝卸工藝和設備選型設計,選用低能耗、高效率的裝卸設備,優(yōu)先選用以電能作為動力源的裝卸設備。改進各類碼頭裝卸工藝系統(tǒng),使系統(tǒng)各環(huán)節(jié)能力匹配,提高裝卸效率,降低能耗。加快對集裝箱碼頭設備和散貨碼頭設備關鍵技術的研究,優(yōu)先采用輕型、高效、變頻控制的設備。

(1)大型集裝箱碼頭設計。首先應對港口陸域布置進行充分、細致的考慮,合理組織車流,盡量減少水平運距和相互間的干擾。港區(qū)的出入口應盡量分開設置,避免出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。特別是對于港區(qū)出入口與港區(qū)外集疏港道路的交接部位,應加以科學考慮,理順車流。對于主體裝卸工藝的設計,從節(jié)能角度來看,輪胎式場橋與軌道式場橋相比能源利用效率較低;從運行費用來看,輪胎式場橋遠高于軌道式場橋,因此,在場地條件許可的情況下,設計時應優(yōu)先采用軌道式場橋方案。港口主要用能設備的合理選型也十分重要。無接卸超大型集裝箱船舶要求的碼頭可少配或不配大型集裝箱裝卸橋。

(2)大型礦石碼頭和大型煤炭碼頭的皮帶機設計?？紤]皮帶機工藝流程的順暢性,減少折返次數,同時考慮堆場的實際情況,合理布置皮帶機,以提高堆場利用率。對于有配煤要求的煤炭碼頭,應根據配煤比例配置一定數量的小型皮帶機。

(3)大型油品碼頭設計。裝卸船時主要耗能來自于儲罐及輸油管道的加熱和溫度維持,耗能量巨大。在設計此類碼頭時,應考慮管線順暢,盡量縮短管線長度,最重要的是考慮儲罐及管線加熱和溫度維持時的節(jié)能。對于蒸汽消耗量較大的碼頭鍋爐的選型,應考慮熱電聯(lián)產,以提高能源利用率。

總之,在設計階段應全盤考慮,將節(jié)能理念貫穿于整個設計過程,落實到每個設計細節(jié)。只有這樣,港口投產后才能做到既快裝快卸,又經濟運行。

3.3保證港口工程施工質量

港口工程的施工質量對節(jié)能降耗工作也有較大影響。例如,陸域施工如處理不當,港口投產后可能出現(xiàn)地基不均勻沉降現(xiàn)象,引起港區(qū)內道路、堆場高低不平,散貨碼頭的皮帶機廊道出現(xiàn)起伏,導致流動機械及皮帶機的能耗上升;再如,煤炭碼頭的翻車機系統(tǒng)在安裝時如果重心偏離,將使翻車機的驅動功率大幅度上升,造成能耗增加。因此,加強港口施工過程中的質量監(jiān)督是十分必要的。

3.4向港口運營管理要降耗

港口運營的過程就是耗能過程,港口企業(yè)應按照我國《節(jié)能法》的要求,多方面抓節(jié)能工作。

(1)加強能源管理制度和標準體系建設,保證企業(yè)能源管理工作的科學性、系統(tǒng)性、連續(xù)性和嚴密性,保證企業(yè)能源管理工作有章可循。能耗定額考核是港口企業(yè)節(jié)能工作的重要內容。做好能源消耗統(tǒng)計是企業(yè)開展能耗定額考核的基礎,也是企業(yè)進行能耗統(tǒng)計分析的必要條件,因此,港口企業(yè)應配合行業(yè)節(jié)能監(jiān)測機構做好節(jié)能監(jiān)測工作,同時,企業(yè)也應定期對主要耗能設備進行自查,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

(2)合理使用能源。港口企業(yè)可借鑒和推廣各種機械的省時節(jié)能操作方法,加強對能源計量工作的管理,確保統(tǒng)計數據的準確性,并且定期分析能源利用狀況,為采取有針對性的節(jié)能措施提供決策依據。

3.5向技術進步要效率

科學技術在港口節(jié)能工作中具有重要作用,技術進步是港口企業(yè)節(jié)能降耗的原動力。港口企業(yè)及時采用節(jié)能新技術、新工藝、新材料和新產品,不僅能節(jié)能降耗,而且可以提高裝卸效率和經濟效益。

在集裝箱碼頭,采用計算機輔助智能堆場系統(tǒng),將原來單純由人工進行的堆場管理轉為智能化堆場管理,能減少翻箱量,從而減少翻箱能耗;采用智能配載系統(tǒng),合理調配生產資源,能提高裝船效率和裝船準確率。

在散貨碼頭,推進散貨碼頭皮帶機系統(tǒng)節(jié)能控制技術的推廣應用;在以燃油為動力的水平運輸車輛和流動機械上采用內燃機節(jié)油技術,降低內燃機燃油消耗;在散貨堆場采取有效的防風防塵措施,加強堆場防風防塵集成技術研究,達到節(jié)水、減少揚塵和空氣污染。

在油氣碼頭及碼頭加油站點,采用先進的油氣回收技術,收集油氣碼頭和碼頭加油站點儲運過程中蒸發(fā)的油氣,消除油氣揮發(fā)造成的安全隱患,減少空氣污染。

除此之外,港口應及時引進、消化與吸收國內外節(jié)能減排技術創(chuàng)新成果,積極采用新技術、新工藝、新設備和新材料;采用綠色節(jié)能技術,鼓勵電能回饋、儲能回用等節(jié)能技術的研究與應用;積極研制開發(fā)電動水平運輸車輛等新工藝和新技術;大力推廣再生水、海水淡化水、微咸水和雨水的開發(fā)利用,最大限度地節(jié)約用水;充分利用可再生資源,研究利用太陽能、潮汐能和風能。

3.6健全監(jiān)督管理體系,加大政策扶持力度

港口主管部門應健全節(jié)能減排監(jiān)督管理體系,充分利用信息管理系統(tǒng)等現(xiàn)代化手段,加強節(jié)能統(tǒng)籌工作,以提高作業(yè)效率、減少能源浪費,進一步完善節(jié)能減排監(jiān)察制度,加大行業(yè)內重點耗能設備和運輸裝備的抽查檢測力度,對達不到節(jié)能減排指標的設備要堅決淘汰。港口主管部門還應加大節(jié)能減排政策扶持力度,對節(jié)能技術與產品推廣、重點行業(yè)的節(jié)能技術改造、重大節(jié)能技術示范工程、節(jié)能宣傳培訓、節(jié)能信息服務、節(jié)能表彰獎勵以及節(jié)能監(jiān)督管理體系建設等給予政策支持。

(編輯:吳磊明收稿日期:2009-04-19)