來賓港某碼頭節能評估計算及分析

李科夫，王　利，凌　波

(廣西交通規劃勘察設計研究院，廣西　南寧　530029)

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來賓港某碼頭節能評估計算及分析

李科夫，王利，凌波

(廣西交通規劃勘察設計研究院，廣西南寧530029)

文章以來賓港某碼頭的節能評估報告為例，結合碼頭的設計參數、裝卸工藝及平面布置的基本情況，對該碼頭項目裝卸設備能耗、港口能耗水平、對當地節能目標影響等指標進行計算分析，闡述了評估分析過程的重點，為類似情況的港口節能評估提供借鑒。

港口；節能減排；能耗計算；能耗指標；評估

Assessment

0　引言

我國是世界上最大的能源生產國和能源消費國，能源消耗和資源分配問題已成為制約我國經濟社會發展的短板。與先進國家相比，我國能源利用效率仍有待提高，同時，隨著能源資源消耗持續增長，大氣污染、水資源缺乏等問題愈發嚴峻。國家的“十八大”報告提出，控制能源消費總量，加強節能降耗，著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展。此后，政府密集出臺了關于加快發展節能產業發展、化解產能過剩、項目節能評估和審查工作等一系列的文件、規范。而港口項目作為我國物流交通的重要組成部分，是沿海沿江地區經濟增長的主要動力，同時也是主要能耗單位和污染源頭，在港口開展節能減排工作，不僅關系到地方節能總體目標能否實現，也是港口企業提高自身經濟效益的需要。

基于以上背景，文章以來賓港某碼頭的節能評估報告為例，介紹了碼頭的設

計參數、裝卸工藝、平面布置的基本情況，同時對裝卸設備、港口能耗水平、對當地節能目標影響等能耗指標進行計算分析，最后闡述了評估分析過程的重點。

1　項目概況

1.1建設規模

本項目設6個3 000噸級泊位，其中1#泊位為多用途泊位，2#～6#泊位為通用泊位。設計年吞吐量356萬噸，其中出口散貨120萬噸，出口件雜貨180萬噸，進出口集裝箱7萬TEU。

1.2總平面布置

由下游向上游依次布置1#～6#泊位，陸域縱深567～439.8 m，從碼頭前沿至陸域后方邊線依次為碼頭生產區和生產輔助區，陸域上下游側、中間及后方分別設置綠化帶。陸域四周及堆場之間分別設置寬20 m、15 m的港區道路。

碼頭生產區由碼頭前沿作業區和堆場組成。1#泊位布置2臺45 t低架門座起重機(配集裝箱專用吊具)，2#～6#泊位均布置2臺10 t低架門座起重機，門座起重機的軌距均為10.5 m，河側軌離岸邊2.5 m。碼頭前沿作業區寬40 m，從前沿向后依次布置堆場、輔助生產設施。堆場生產區根據陸域縱深和貨種要求分類布置。在1#、2#泊位堆場后方布置生產輔助區，辦公樓、流動機械停放場、沖洗箱場、機修間、流動機械庫和工具庫等設施。其詳細布置情況如圖1所示。

圖1　碼頭平面布置圖

1.3項目主要耗能品種及耗能量

項目能耗種類主要為電能和燃油，耗能工質種類為水，根據計算，項目年綜合能源消費總量為1 445.8噸標準煤(等價值)、976.9噸標準煤(當量值)，能源綜合單耗為2.74噸標準煤/萬噸吞噸吐量

2　項目所在地能源資源供應條件

作業區所用10 kV電源擬從110 kV旺村變電站引入，采用一路10 kV電源線路，距離作業區約2 km。

本項目船舶、生產、生活給水水源近期采用抽取地下水，環保、消防用水抽取河水。遠期采取從港區后方工業園區的市政水廠供水管接入船舶、生活用水，水質要求符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)，其它用水滿足相應水質要求。

綜上所述，本項目能源供應有保障。

3　項目對當地能源消費的影響

通過相關數據資料，根據《固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法》(國家發展改革委令第6號)對節能評估工作的要求，對項目產生的能耗對所在地完成節能目標的影響進行計算評估。

具體如式(1)所示：

m=a/b

(1)

式中：

m——項目新增能源消費量占所在地“十二五”能源消費增量控制數比例；

a——項目新增能源消費總量，為1 445.8tce；

b——項目所在地“十二五”能源消費增量控制量，為88.83萬tce。

b=2015年能源消費總量-2010年能源消費總量

(2)

m=1 445.8/88.83萬×100%=0.16%≤1%

依據國家節能中心節能評審評價指標通告(第1號)中“固定資產投資項目對所在地(省市、地市)完成節能目標影響評價指標表”的規定計算，項目新增能源消費量占所在地“十二五”能源消費增量控制數的比例<1%，對項目所在地完成節能目標影響較小。

4　主要耗能工序及其能耗指標

集裝箱(進出口)：

船←→45 t-25 m低架門座起重機←→集裝箱牽引車拖半掛車←→45 t-35 m軌道式集裝箱龍門起重機←→堆場←→45 t-35 m軌道式集裝箱龍門起重機←→貨主集裝箱拖掛車

拆裝箱庫←→進箱叉車←→集裝箱牽引車拖半掛車←→45 t-35 m軌道式集裝箱龍門起重機←→集裝箱堆場

件雜貨(出口)：

船←10 t-25 m低架門座起重機←牽引車拖平板車←25 t輪胎式起重機、叉車←堆場(倉庫)←叉車、25 t輪胎式起重機←貨主汽車

散貨(出口)：

船←10 t-25 m低架門座起重機←20 t自卸車←裝載機←堆場←貨主汽車

項目的主要耗能工序是產生在裝卸散貨時機械的裝卸作業及運輸。各工序能源消耗量如表1所示。

表1　各工序能源消耗量表

5　主要耗能設備及其能耗指標

5.1主要裝卸設備及數量

主要耗能設備及裝卸貨物時的能耗指標。具體數據見表2。

5.2用電裝卸機械電能消耗

根據《工業與民用配電設計手冊》式(1-43)計算年電能消耗量：

Wy=αavPcTn

(2)

式中：αav——年平均有功負荷系數，一般取0.7；

Pc——計算有功功率；

Tn——年實際工作小時數。

則詳細取值及結果如表3所示：

表2　工藝主要耗能機械設備及數量一覽表

表3　裝卸機械電能消耗表

5.3堆場作業裝卸機械柴油消耗

由于碼頭作業性質，內燃機械設備空載運行時間占整個運行時間的40%～55%，綜合本項目實際情況考慮，將柴油機型分堆場作業機械和水平運輸機械的油耗分別計算，參考柴油內燃機油耗計算公式，則柴油消耗量計算公式如下：

C燃=∑Nη動·μ燃·Tn

(3)

式中：N——某種機械的總功率；

η動——某種機械總功率的利用系數，取0.7；

μ燃——燃油消耗率(g/kW·h)；

Tn——年實際工作小時數。

則詳細取值及結果如表4所示：

表4　堆場作業機械柴油消耗表

5.4水平運輸裝卸機械柴油消耗

C燃=Sn·G燃·k

(4)

(5)

式中：Sn——年作業百公里數；

G燃——百公里燃油消耗量(L/100 km)；

k——1升柴油的重量約為0.85 kg；

Q——機械年運輸量(t)；

p——機械單次運輸量(t)；

L——作業線長度(100 km)。

則計算作業線長度、能耗量的詳細取值及結果如表5所示：

表5　水平運輸機械年作業百公里數值表

表6　水平運輸機械柴油消耗表

5.5裝卸機械單位能耗指標對比

統計已各裝卸設備能耗量，可得出該設備單位能耗指標，與《水運工程節能設計規范》(JTS150-2007)中要求達到的單位能耗指標對比，如表7所示：

表7　裝卸機械單位能耗指標對比表

6　總體能耗指標分析

6.1裝卸生產設計能源可比單耗計算

匯總各專業能耗量并根據《港口固定資產投資項目裝卸生產設計可比能源單耗評估》(JT/T 491-2014)，項目裝卸生產設計可比能源單耗按下式計算：

ezsk=k1×ezs

(6)

(7)

(8)

式中：

ezsk——裝卸生產設計可比能源單耗(噸標準煤/萬噸吞吐量)；

ezs——裝卸生產設計能源消耗量(噸標準煤/萬噸吞吐量)；

Ezs——項目年綜合能耗總量為976.9噸標準煤(當量值)，其中裝卸生產設計綜合能耗為877.3噸標準煤(當量值)；

Tbs——港口設計吞吐量(萬噸)，為356萬噸。

L——作業線長度(m)；

LS——碼頭前沿到庫場的最短運輸距離(m)，件雜貨為50 m；

LL——碼頭前沿到庫場的最長運輸距離(m)，件雜貨為865 m；

k1——作業線長度修正系數，由于該項目港口設計吞吐量為356萬噸，其中出口散貨120萬噸，出口件雜貨180萬噸，進出口集裝箱7萬TEU，根據規范，作業線長度修正系數采用其吞吐量大的貨種類型，故本項目采用件雜貨進行計算。對于件雜貨，LS=50 m，LL=865 m，可得作業線長度L=(LS+LL)/2=457.5 m，<500 m，因此取1.1。

根據以上公式可得：

(1)單位產品綜合能耗量：ezs=976.9/356=2.74(噸標準煤/萬噸吞吐量)(當量值)；

(2)裝卸生產設計能源單耗：ezs=877.3/356=2.46(噸標準煤/萬噸吞吐量)(當量值)。

因此，裝卸生產設計可比能源單耗：

ezsk=1.1×2.46=2.71(噸標準煤/萬噸吞吐量)

6.2裝卸生產設計能源可比單耗評估值計算

本項目為海港通用碼頭，裝卸生產設計能源可比單耗評估值計算按照下列公式計算：

(9)

式中：

ezsk1(2)——裝卸生產設計可比能源單耗一級、二級評估值單位為噸標準煤每萬噸(tce/萬噸)。

ezsk1(2)j——第j種貨種裝卸生產設計可比能源單耗一級、二級評估值單位為噸標準煤每萬噸(tce/萬噸)，對散貨(礦石)，一級、二級評估值分別為3.4萬噸、4.4萬噸，對件雜貨，一級、二級評估值分別為3.6萬噸、4.6萬噸；對集裝箱，一級、二級評估值分別為31萬TEU、41萬TEU。

Tbsj——第j種貨種對應的設計吞吐量，港口設計吞吐量為356萬噸，其中出口散貨120萬噸，出口件雜貨180萬噸，進出口集裝箱7萬TEU。

m——裝卸貨物種類數，3種。

根據以上公式可得，本項目裝卸生產設計可比能源單耗評估值：

ezsk1=(120×3.4+180×3.6+7×31)/356=3.58(噸標準煤/萬噸吞吐量)(一級評估值)。

ezsk2=(120×4.4+180×4.6+7×41)/356=4.62(噸標準煤/萬噸吞吐量)(二級評估值)。

6.3裝卸生產設計能源可比單耗評估

根據計算，ezsk=2.71(噸標準煤/萬噸吞吐量)<3.58(噸標準煤/萬噸吞吐量)(一級評估值)，故能耗等級為國家一級水平。

7　分析評估的重點

本項目碼頭同時需滿足裝卸散貨、件雜貨、集裝箱，因此根據貨種的不同，采取不同的裝卸工藝流程，同時配置了各類型的機械設備。其節能評估的重點主要有：

(1)考慮到評估項目工藝流程及設備類型的多樣性，需要針對不同工況，選擇能耗計算方式及計算參數。

(2)評估項目各設備的工況、數量不同，設備的工作時間并不相同，需根據設備的操作量、實際工作效率進行計算。

(3)由于《港口固定資產投資項目裝卸生產設計可比能源單耗評估》(JT/T 491-2014)中表3、表4的各貨種單耗評估值僅適用于碼頭裝卸單一貨種，考慮到項目碼頭同時具備多用途泊位和通用散貨泊位的性質，因此在進行可比單耗評估時，需先將各貨種的規范能源單耗評估值加權計算，如直接套用規范評估值進行分貨種計算，則會形成多個結論，并不能代表

整個項目碼頭的能耗水平。

8　結語

本文所介紹的碼頭節能評估實例中，所評估的內河碼頭同時具備多用途泊位和通用散貨泊位的性質，也基本配備內河碼頭中裝卸散貨、件雜貨、集裝箱的常用設備，在內河碼頭的節能評估中具有一定代表性，可為同類節能評估項目提供參考。

[1]JT/T 491-2014，港口固定資產投資項目裝卸生產設計可比能源單耗評估[S].

[2]固定資產投資項目節能評估和審查工作指南[Z].2014.

[3]GB/T 21339-2008，港口能源消耗統計及分析方法[S].

[4]JT 719-2008，營運貨車燃料消耗量限值及測量方法[S].

[5]固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法(國家發展改革委令第6號)[Z].

[6]JTS 150-2007，水運工程節能設計規范[S].

Calculation and Analysis of Energy Assessment for A Wharf in Laibin Port

LI Ke-fu，WANG Li，LING Bo

(Guangxi Communications Planning Surveying and Designing Institute，Nanning，Guangxi，530029)

With energy conservation assessment report of a wharf in Laibin Port as the example，and combined with wharf design parameters，handling process and basic layout situation，this article con-ducted the calculation and analysis on the project handling equipment energy consumption of this wharf，port energy consumption level，impact on local energy-saving targets and other index，and described the focus of assessment analysis processes，thereby providing the reference for energy conservation as-sessment of similar ports.

Port；Energy conservation；Energy consumption calculation；Energy consumption indicators；

U656.1

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.05.026

1673-4874(2016)05-0098-05

2016-04-28

李科夫(1988—)，助理工程師，主要從事裝卸工藝設計及節能評估工作；

王利(1987—)，助理工程師，碩士，主要從事裝卸工藝設計及節能評估工作；

凌波(1987—)，工程師，主要從事港口與航道工程設計工作。