遠(yuǎn)洋干散貨船的高壓岸電系統(tǒng)

朱本勇　謝春萌

摘? ? 要：本文介紹了中遠(yuǎn)海運(yùn)散貨運(yùn)輸有限公司為了減少船舶對大氣的污染，在遠(yuǎn)洋干散貨船上大力發(fā)展高壓岸電系統(tǒng)的情況。重點(diǎn)介紹高壓岸電系統(tǒng)的操作步驟和注意事項(xiàng)。希望國內(nèi)碼頭和船上高壓岸電系統(tǒng)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合作機(jī)制，如：補(bǔ)貼政策、電價(jià)和服務(wù)費(fèi)政策、建設(shè)程序等，加快船舶高壓岸電系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)洋干散貨輪;船舶岸電;發(fā)展

中圖分類號：U665.12 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(jù)交通部《船舶大氣污染物排放控制區(qū)實(shí)施方案》，2020年1月1日及以后建造的中國籍國內(nèi)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(yīng)具備船舶岸電系統(tǒng)船載裝置。

根據(jù)國務(wù)院交通運(yùn)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(yīng)當(dāng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)岸基供電設(shè)施、新造船舶安裝高壓岸電系統(tǒng)，船舶靠港后優(yōu)先使用岸電。

船舶排放是防治大氣污染的重要領(lǐng)域之一，國家和有關(guān)地方政府高度重視，陸續(xù)出臺了相關(guān)政策法規(guī)。海事部門要求在沿海船舶大氣污染物排放控制區(qū)內(nèi)具備岸電供應(yīng)能力的泊位停泊超過3個(gè)小時(shí)、內(nèi)河船舶停泊超過2個(gè)小時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用岸電。

2? ? 遠(yuǎn)洋干散貨船的岸電系統(tǒng)現(xiàn)狀

中遠(yuǎn)海運(yùn)散貨運(yùn)輸有限公司作為世界上最大的船舶散貨運(yùn)輸公司，近幾年來在新造船上安裝了高壓岸電設(shè)備，并且在部分營運(yùn)船舶上也計(jì)劃加裝高壓岸電設(shè)備。目前，船上安裝高壓岸電設(shè)備的船舶計(jì)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(jì)劃安裝，擬采用AC6600 V、60 Hz、2 500 kVA。

2.1? 高壓岸電供電系統(tǒng)（AMP）的組成

相比于集裝箱船，散貨船的電站比較?。红`便型船為主發(fā)電機(jī)3臺、500 kW-600 kW左右/臺、440 V、60 Hz;巴拿馬型船為主發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)3臺、1 000 kW～1 500 kW左右/臺、440 V、60 Hz。

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

船上AMP系統(tǒng)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(tǒng)組成。

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

2.2? ?沿海靈便型船舶使用高壓岸電的經(jīng)濟(jì)效益

沿海靈便型船安裝AC6 600 V、60 Hz高壓岸電供電系統(tǒng)，船舶發(fā)電機(jī)燃油消耗費(fèi)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(jié)能減排效果明顯。

2.3? 目前船使用高壓岸電系統(tǒng)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(yùn)，迄今為止9艘船已陸續(xù)投入營運(yùn)。靠泊國內(nèi)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(tǒng);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(tǒng)。

國內(nèi)部分內(nèi)河和沿海的一些港口碼頭，雖然安裝了岸上供電系統(tǒng)，但由于前期沒有建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，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(lì)措施，故極大地限制了這些高壓岸電系統(tǒng)的應(yīng)用。

在目前航運(yùn)市場低迷的大環(huán)境下，要求港口碼頭建立一個(gè)泊位固定式岸電供電系統(tǒng)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(fèi)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(yè)沒有積極性，加上各地方政府沒有采取鼓勵(lì)措施，所以極大地約束了高壓岸電系統(tǒng)的發(fā)展。

3? ? 關(guān)于發(fā)展高壓岸電系統(tǒng)的對策

3.1? ?對于航運(yùn)公司的要求

據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)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(nèi)）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(tǒng)。當(dāng)采用AC6600 V高壓電源，其設(shè)備和操作的安全性對于航運(yùn)公司管理人員和船員都是一個(gè)新的認(rèn)識。

（1）首先，公司SMS體系文件應(yīng)明確規(guī)定其責(zé)任，制定事故應(yīng)急預(yù)案、各類事故的應(yīng)急處理流程;公司應(yīng)有計(jì)劃對船員進(jìn)行培訓(xùn);

（2）其次，船上要落實(shí)管理制度和責(zé)任，注意設(shè)備的通用性、可靠性，制定相關(guān)保護(hù)措施。如：當(dāng)發(fā)生短路如何應(yīng)急處理？船對岸的電位差如何處理？中壓電源接地應(yīng)急措施如何等？

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

3.2? 對于船上的要求和有關(guān)操作程序

（1）船上應(yīng)根據(jù)公司的SMS體系文件的管理規(guī)則，細(xì)化操作步驟、落實(shí)維護(hù)、保養(yǎng)措施;

（2）根據(jù)公司的要求，應(yīng)對相關(guān)船員進(jìn)行培訓(xùn)，掌握有關(guān)要求、注意事項(xiàng)和應(yīng)急處理能力;

（3）船首次靠泊某一個(gè)港口碼頭，應(yīng)對船上高壓岸電系統(tǒng)進(jìn)行兼容性評估，驗(yàn)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(tǒng)中最小和最大預(yù)期短路電流、船舶連接的額定值等。

（4）在進(jìn)行驗(yàn)證和測試前，需對船舶高壓設(shè)備進(jìn)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(dòng)接地。光纖信號電纜將應(yīng)急停止控制回路接入岸上高壓柜開關(guān)合閘線圈，按任何一個(gè)緊急停止按鈕，立即斷開岸上斷路器，岸上高壓柜開關(guān)斷路器跳閘;船上電機(jī)員檢驗(yàn)相序無誤后，在主配電板上合閘供電，記錄電表讀數(shù);當(dāng)船要離開碼頭、停止高壓供電時(shí)，岸電分閘，記下電表讀數(shù)，配合岸上人員脫開電纜連接，收起電纜和液壓導(dǎo)纜托架。

（5）當(dāng)有如下情況發(fā)生時(shí)，緊急跳閘：手動(dòng)應(yīng)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(bào)警，安全電路沒電等電位聯(lián)結(jié)損失等;當(dāng)故障報(bào)警消除后，手動(dòng)復(fù)位。

3.3? ? 對高壓岸電系統(tǒng)及設(shè)備的要求

（1）短路電流。作為岸電連接系統(tǒng)容量選擇和保護(hù)電器設(shè)定的依據(jù)，在高壓岸電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)計(jì)算岸電饋送的短路電流。船上電站主匯流排的最大預(yù)期短路電流，應(yīng)不超過船舶電站供電時(shí)允許的最大短路電流;

（2）當(dāng)船舶電站斷開且岸電供電發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)按規(guī)范和公約規(guī)定恢復(fù)船舶電站供電。自動(dòng)起動(dòng)船上柴油發(fā)電機(jī)，同時(shí)向應(yīng)急發(fā)電機(jī)觸發(fā)一個(gè)起動(dòng)信號;當(dāng)主發(fā)電機(jī)失敗時(shí)，應(yīng)在45 s內(nèi)起動(dòng)應(yīng)急發(fā)電機(jī);

（3）船舶和岸電連接要求：高壓軟電纜上承受的機(jī)械應(yīng)力不超過允許的設(shè)計(jì)值;應(yīng)有恒張力裝置，當(dāng)超過時(shí)應(yīng)有報(bào)警和斷電;

（4）高壓供電屏。打開屏門均需執(zhí)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(bào)警和高溫跳閘保護(hù)。

3.4? 對船上AMP的維護(hù)和保養(yǎng)

對中壓配電板的維護(hù)、保養(yǎng)，重點(diǎn)是安全保護(hù)程序。

（1）連鎖保護(hù)。如：主開關(guān)放置“試驗(yàn)”，合上后接地開關(guān)放電;打開任何一個(gè)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(jī)員在場，當(dāng)其它人員操作時(shí)電機(jī)員監(jiān)督操作的正確性和完整性，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)制止;

（3）中壓變壓器每季度交換使用，通風(fēng)降溫;

（4）維修保養(yǎng)前，初級6 600 V和次級440 V兩邊均需要接地放電。

4? ? 結(jié)束語

隨著《大氣污染防治法》、《船舶大氣污染物排放控制區(qū)實(shí)施方案》等有關(guān)法律的實(shí)施，高壓岸電供電系統(tǒng)將越來越廣泛使用于各類船舶中。對于遠(yuǎn)洋干散貨船，必須考慮經(jīng)濟(jì)成本、船舶安全，環(huán)境污染等因素，尋找一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。

目前深圳鹽田國際集裝箱碼頭，在高壓岸電系統(tǒng)方面供電走出了一條比較好的路子。該港口20個(gè)泊位，船岸供電系統(tǒng)采用移動(dòng)式，共有6套移動(dòng)式岸基船舶供電站、能覆蓋16個(gè)泊位。每個(gè)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(dāng)?shù)卣畬Υa頭公司和航運(yùn)公司實(shí)行優(yōu)惠政策，值得各地政府和港口公司學(xué)習(xí)和借鑒。

參考文獻(xiàn)

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