導(dǎo)語(yǔ)：港口節(jié)能減排論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1港口節(jié)能減排新技術(shù)

1.1RTG油改電技術(shù)

油改電技術(shù)主要涉及RTG的外部電源（市電）的供電和RTG跨箱區(qū)轉(zhuǎn)場(chǎng)移動(dòng)問(wèn)題?？尚械挠透碾姺椒ㄊ遣捎秒娎|卷筒供電、低架滑觸線供電和高架滑觸線供電3種方式。傳統(tǒng)RTG作業(yè)時(shí)產(chǎn)生大量廢氣和有害物質(zhì)，油改電后RTG作業(yè)時(shí)無(wú)廢氣排放。高架滑觸線油改電方式。RTG油改電技術(shù)，在相同裝卸箱量下，節(jié)能30%以上，降低運(yùn)行成本60%以上，實(shí)現(xiàn)零排放。

1.2混合動(dòng)力RTG技術(shù)

為了既能保持RTG跨箱區(qū)轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)的機(jī)動(dòng)性，又能實(shí)現(xiàn)RTG的節(jié)能減排，國(guó)內(nèi)外已研制出由柴電機(jī)組和儲(chǔ)能單元（超級(jí)電容器組或鋰電池組）構(gòu)成的RTG混合動(dòng)力系統(tǒng)。柴電機(jī)組和超級(jí)電容組成的RTG混合動(dòng)力系統(tǒng)，柴電機(jī)組仍作為主電源，而超級(jí)電容器則作為儲(chǔ)放能單元，回收RTG運(yùn)行中起升機(jī)構(gòu)集裝箱吊重降落時(shí)的位能性再生能量。上海振華重工于2005年研制出超級(jí)電容儲(chǔ)放能的混合動(dòng)力RTG樣機(jī)。振華重工對(duì)普通柴電機(jī)組RTG和超級(jí)電容混合動(dòng)力供電RTG的排放進(jìn)行測(cè)試，前者在頻繁起制動(dòng)時(shí)柴油機(jī)排氣管大量排冒黑煙，后者柴油機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，基本無(wú)黑煙排放。目前用于混合動(dòng)力RTG的能量?jī)?chǔ)蓄單元主要有超級(jí)電容和鋰電池2種。超級(jí)電容在能量?jī)?chǔ)存過(guò)程中基本不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，具有壽命長(zhǎng)、充放電時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)；但作為RTG的能量?jī)?chǔ)蓄單元，超級(jí)電容也有較大的弱點(diǎn)，如能量密度低，單位容積的電量存儲(chǔ)有限。另外，超級(jí)電容的放電電流不穩(wěn)定，作為動(dòng)力電源難以控制。鋰電池具有儲(chǔ)存容量大、放電電流穩(wěn)定、無(wú)污染及安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，是RTG較理想的能量?jī)?chǔ)蓄單元。振華重工試制以大容量鋰電池作為主電源，小功率柴電機(jī)組為輔助電源的RTG。保持與常規(guī)RTG的起重量與起升速度不變，鋰離子動(dòng)力電池組容量為640VDC/200Ah/128kW•h，輔助柴電機(jī)組裝機(jī)功率為50kW，節(jié)約燃油60%以上，RTG在動(dòng)力電池供電狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)廢氣零排放。

1.3RTG和集卡油改氣技術(shù)

近日，由上港集團(tuán)所屬冠東公司、上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司和上海海事大學(xué)在上海市科委項(xiàng)目“LNG動(dòng)力的港口裝備技術(shù)研究及洋山港示范應(yīng)用”（項(xiàng)目編號(hào)13dz1202800）和“混合動(dòng)力輪胎式集裝箱起重機(jī)研制及應(yīng)用”（編號(hào)12dz1200700）中，共同研發(fā)采用液化天然氣（LNG）燃?xì)鈾C(jī)組供電的輪胎吊。RTG油改氣技術(shù)使RTG由柴油發(fā)電機(jī)供電改為L(zhǎng)NG動(dòng)力，顯著降低RTG的廢氣排放。

1.4岸基變頻供電技術(shù)

到港船舶?？吭诖a頭需要燃燒大量重油（或柴油）發(fā)電，所產(chǎn)生的污染與上海城市環(huán)境保護(hù)的矛盾越來(lái)越突出?？坎吹泥]輪和集裝箱班輪濃煙排放見(jiàn)圖6。集裝箱船舶靠港期間停用船舶柴油發(fā)電機(jī)組，改由港口供電，這種方式稱為“岸電”。由于國(guó)外船舶電網(wǎng)頻率大多為60Hz，而我國(guó)港口無(wú)法利用現(xiàn)有的50Hz岸電電網(wǎng)直接供電。因此，采用大功率變頻技術(shù)，將50Hz交流電變換成適合于60Hz交流電船舶的供電電源。2010年，全球首臺(tái)移動(dòng)式岸基船用供電系統(tǒng)在上海港外高橋二期集裝箱碼頭試運(yùn)行獲圓滿成功。

2成果推廣制約因素及解決途徑

油改電技術(shù)：油改電技術(shù)節(jié)能減排效果明顯，但洋山港由于高壓電纜過(guò)橋工程復(fù)雜性，電網(wǎng)容量受限，電費(fèi)昂貴（約1.5元/kW•h，是普通工業(yè)用電的2倍），所以該技術(shù)不適合在洋山港推廣。油改電還有初期投資較大、堆場(chǎng)要求規(guī)則等限制，且RTG轉(zhuǎn)場(chǎng)不便。油改氣：技術(shù)上，由于LNG發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力曲線與柴油機(jī)明顯不同，其扭矩相對(duì)要小一些，最大扭矩區(qū)間也比柴油要小，LNG動(dòng)力RTG在吊起集裝箱的時(shí)候和LNG動(dòng)力集卡在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)動(dòng)力不足，解決辦法是采用氣電混合的方式來(lái)加強(qiáng)RTG和集卡動(dòng)力。氣電混合動(dòng)力是下階段的研究重點(diǎn)。洋山港LNG運(yùn)輸非常不便，現(xiàn)在每天只有2個(gè)小時(shí)可運(yùn)輸LNG，且黃色預(yù)警天氣禁止運(yùn)輸LNG。建議相關(guān)部門能再組織專家安全論證會(huì)，在安全的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬東海大橋?qū)σ夯瘹怏w槽車的禁令，保障洋山港LNG的順利供應(yīng)。理論分析與實(shí)際測(cè)試表明，LNG動(dòng)力與柴油機(jī)相比，折算成標(biāo)準(zhǔn)煤并不占優(yōu)勢(shì)。LNG動(dòng)力RTG初步測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)煤消耗是柴油機(jī)RTG的1.27倍，LNG動(dòng)力集卡與柴油集卡能耗基本持平。建議有關(guān)部門擬定更全面的評(píng)價(jià)體系以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展?；旌蟿?dòng)力技術(shù)：鋰電池混合動(dòng)力RTG節(jié)油效果明顯，但鋰電池成本昂貴，降低鋰電池的成本應(yīng)從2方面考慮。一方面，鋰電池不穩(wěn)定性是在制作過(guò)程中所產(chǎn)生的，提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平，將鋰電池的生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到更為清潔干燥的環(huán)境中進(jìn)行，鋰電池的成本就會(huì)逐步降下來(lái)；另一方面，提高鋰電池電控技術(shù)，通過(guò)對(duì)單體鋰電池參數(shù)的獨(dú)立檢測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整各單體電池充放電的電壓（或電流）等參數(shù)的設(shè)定閥值。研究動(dòng)力電池充電過(guò)程發(fā)現(xiàn)：對(duì)于串聯(lián)體，充電能量可從較高壓?jiǎn)误w轉(zhuǎn)移到較低壓?jiǎn)误w；對(duì)于并聯(lián)體，充電能量可從較大電流支路轉(zhuǎn)移到較小電流支路；對(duì)放電過(guò)程則反之。通過(guò)這種能量轉(zhuǎn)移控制方式進(jìn)行混合動(dòng)力RTG能源系統(tǒng)的動(dòng)力鋰電池充放電自動(dòng)均衡控制，提高動(dòng)力電池組充放電效率及電池組使用壽命，從而降低成本。岸電項(xiàng)目：使用岸電后，由于運(yùn)輸成本增加，會(huì)降低碼頭和船方的競(jìng)爭(zhēng)力。目前這是制約“綠色港口”建設(shè)的一個(gè)重要因素，極大地影響著岸電改造和使用單位的積極性。目前，美國(guó)是通過(guò)立法形式及費(fèi)用補(bǔ)貼政策推行節(jié)能減排的。例如，美國(guó)洛杉磯港口當(dāng)局通過(guò)立法，強(qiáng)制要求轄區(qū)內(nèi)所有碼頭采用岸電技術(shù)；2006年5月，歐盟委員會(huì)通過(guò)了法案2006／339／EC，提出歐盟港口靠泊船舶使用岸電。國(guó)外政府部門實(shí)施節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的做法對(duì)我們很有借鑒意義。

3港口節(jié)能減排研究展望

混合動(dòng)力RTG下一步研制重點(diǎn)為研制鋰電池-LNG混合動(dòng)力RTG，由動(dòng)力電池作為主動(dòng)力電源，匹配小功率LNG發(fā)電機(jī)組，組成新型RTG混合動(dòng)力供電系統(tǒng)，解決LNG動(dòng)力不足的問(wèn)題，同時(shí)也解決柴電機(jī)組排放問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)已有港口采用岸電技術(shù)。2010年，全球首臺(tái)移動(dòng)式岸基船用供電系統(tǒng)在上海港外高橋二期集裝箱碼頭試運(yùn)行獲圓滿成功，岸電容量2000kVA。2011年，連云港港口集團(tuán)有限公司采用高壓岸電方式對(duì)“中韓之星”客貨兩用滾裝船進(jìn)行供電，岸電容量為1500kVA。但已有岸電技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足船舶的功率需求。岸電項(xiàng)目下一步工作重點(diǎn)為研制3~5MW的高壓變頻岸電系統(tǒng)，以滿足更大船舶靠港的功率需求。節(jié)能降耗是港口持續(xù)發(fā)展的有效手段，是港口文明與進(jìn)步的重要標(biāo)志，是提高港口國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要保障。港口近年來(lái)在節(jié)能降耗創(chuàng)新技術(shù)方面深入研究和積累，取得了一些效果和成績(jī)，目前迫切需要將這些技術(shù)進(jìn)一步全面推廣。

作者:金毅黃婷黃細(xì)霞單位:上海冠東國(guó)際集裝箱碼頭有限公司上海海事大學(xué)