鲅魚圈港區(qū)綠色引航技術(shù)小結(jié)

◎李英發(fā) 李想

1.營(yíng)口引航站；2.大連海事大學(xué)輪機(jī)學(xué)院

1.綠色引航的概念

“綠色引航技術(shù)”[1]屬于綠色引航概念中的方法論范疇，是在安全生產(chǎn)的前提下，探討適合鲅魚圈港區(qū)船舶節(jié)能減排的引航技術(shù)，是積極推進(jìn)使用先進(jìn)的引航設(shè)施設(shè)備和不斷學(xué)習(xí)探索新的綠色引航技術(shù)的學(xué)習(xí)實(shí)踐過程。

根據(jù)《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》[1]，鲅魚圈港要落實(shí)“全方位全過程推行綠色規(guī)劃、綠色設(shè)計(jì)、綠色投資、綠色建設(shè)、綠色生產(chǎn)”的理念，必須將發(fā)展建立在高效利用資源和嚴(yán)格保護(hù)港口生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，要以安全引航為前提，培養(yǎng)全員節(jié)能減排的意識(shí)，落實(shí)綠色引航的考核責(zé)任制度，積極推廣使用先進(jìn)的引航設(shè)施設(shè)備，不斷學(xué)習(xí)探索新的綠色引航技術(shù)。

2、綠色引航的技術(shù)要求

綠色引航具有安全性、節(jié)能性、方法性、科技性、系統(tǒng)性和符合實(shí)際性的技術(shù)要求[1]。

（1）安全性：綠色引航安全性的提出是以保障港口安全運(yùn)營(yíng)為基礎(chǔ)，同時(shí)注重節(jié)能和減少資源浪費(fèi)。安全性是綠色引航的基本理念和底層邏輯。

（2）節(jié)能性：綠色引航的終極目標(biāo)是節(jié)能，同時(shí)節(jié)能性是指整體港口節(jié)能效益的最大化，如果此操作會(huì)造成其他操作的增加，就要權(quán)衡利弊，選擇整體節(jié)能的最優(yōu)化方案。

（3）方法性：綠色引航的核心內(nèi)容是方法論的探討，它包括管理方法、調(diào)度指揮方法、駕駛技術(shù)等，是多種方法和技術(shù)手段的融合。

（4）科技性：科技是綠色引航的發(fā)展引擎。

（5）系統(tǒng)性：綠色引航的系統(tǒng)性是指整個(gè)綠色引航的實(shí)現(xiàn)是個(gè)系統(tǒng)工程，需要港口各個(gè)環(huán)節(jié)的合作。

（6）符合實(shí)際性：綠色引航應(yīng)當(dāng)根據(jù)各個(gè)港區(qū)的自然條件，因地制宜制定方針措施。

3.自然環(huán)境下綠色引航技術(shù)要素分析

風(fēng)況：正常天氣下，使用引航艇每小時(shí)油耗是拖輪油耗的四分之一。鲅魚圈港區(qū)的強(qiáng)風(fēng)方向?yàn)镹E向[2]，發(fā)生頻率為11.64%；常向風(fēng)為S向，頻率為19.16%；風(fēng)力大于等于6級(jí)風(fēng)頻率11.14%；風(fēng)力大于等于7級(jí)風(fēng)頻率3.81%。風(fēng)力大于6級(jí)時(shí)，涌浪一般較大，此時(shí)耗油大不建議用引航艇。

冰況：船舶空載狀態(tài)下在冰區(qū)航行，應(yīng)通過打入壓載水來增加吃水，達(dá)到降低船身的目的，這樣可以有效避免海底閥門被冰“塞住”而造成的更大損失。鲅魚圈港冰期為11月中旬到翌年3月初[2]，平均冰凍期95天。港區(qū)近海海域以流冰為主，近岸的淺水地帶則為固定冰。流冰的平均厚度在1月為5至10厘米，2月份為10至15厘米。如果發(fā)生擱淺或者船舶事故，救援會(huì)造成更大的排放量，此時(shí)保持進(jìn)車是保證整體節(jié)能效益最大化的有效措施。

潮汐和潮流：一般情況下，逆流航行時(shí)，潮汐提供阻力，有利于船舶減速。順流航行時(shí)，潮汐提供動(dòng)力，僅用少的油耗就可達(dá)到保持速度的效果。鲅魚圈港是典型的不規(guī)則半日潮[2]，港區(qū)附近水域?yàn)榉磸?fù)流。潮位及高程基準(zhǔn)面為黃海平面下2.038米。最大潮差4.23米，最小潮差0.71米，平均潮差2.56米。漲潮流向東北北，落潮流向西南南，漲潮流速大于落潮流速，最大表面流速0.96米/秒。顯然，在實(shí)際操作中利用潮汐規(guī)律來增減航速可有效地減少油耗。

表1 技術(shù)要素分析

表2 綠色引航技術(shù)原理及操作

航道：由于淺水效應(yīng)產(chǎn)生黏性阻力和興波阻力，船舶需要發(fā)揮更大動(dòng)力來克服，因此克服淺水效應(yīng)是航道中綠色引航的主要內(nèi)容。鲅魚圈港區(qū)航道長(zhǎng)8.5千米[2],設(shè)計(jì)底寬為110米，口門有效寬度210米（總寬度324米）。顯然，在實(shí)操中，留有足夠的富裕水深可以起到不增加船舶阻力的作用。航行中要特別注意留出合理的富裕水深。

4.鲅魚圈港區(qū)幾種可行的綠色引航技術(shù)

（1）盡量保持船舶勻速，避免多次啟停。根據(jù)排水量一定時(shí)每小時(shí)燃油消耗量與航速的立方成正比的原則，綠色引航的理念要求引航員注意船舶速度的合理控制[3]。

利用船舶速度與油耗的關(guān)系可以有很多工作做。為了安全和節(jié)能起見，港池內(nèi)沒必要高速行駛，應(yīng)保持勻速行駛，加速和減速應(yīng)逐步進(jìn)行（安全狀況下的加車減車應(yīng)毫不猶豫地），避免大油耗。

（2）利用潮流控制航速。作為典型的有流港，鲅魚圈水域漲潮流速大于落潮流速。如能很好的利用潮流，將大大降低船舶能耗。逆流航行時(shí)，可以利用潮汐提供阻力降低船舶速度。順流航行時(shí)，潮汐提供動(dòng)力，僅用少的油耗就可達(dá)到保持速度的效果。但在船舶壓港的情況下，調(diào)度員的計(jì)劃很難精準(zhǔn)考慮到潮汐的時(shí)間和影響，因此還需要引航員掌握潮汐變化規(guī)律后加以利用[4]。

（3）利用潮流壓靠離泊，減少拖輪使用。當(dāng)船舶頂流靠泊時(shí)，應(yīng)以一定量的入角朝向泊位行駛，利用頂流壓力的分力加快靠泊速度，這樣就起到了拖輪助推的效果，避免了拖輪大油耗的頂推力。同樣的方法，當(dāng)船舶頂流離泊時(shí)，先將船頭拉開距離，使流壓作用在船內(nèi)舷，流壓產(chǎn)生使船舶向外橫移的力，增加了橫向移動(dòng)速度，間接起到了拖輪拖拽的作用，節(jié)省了拖輪油耗。鲅魚圈港區(qū)冬季橫風(fēng)天氣很多，且風(fēng)力很大。當(dāng)風(fēng)壓較大時(shí)，船舶很容易因?yàn)闄M向速度過大而造成危險(xiǎn)[5]。此時(shí)，往往采用適時(shí)調(diào)整靠泊角度的方法，使船頭向外，流壓作用于在內(nèi)舷，達(dá)到降低船舶橫移速度的效果。

（4）高效使用拖輪，合理選擇帶纜位置。實(shí)踐證明，拖的方式提供的水平力易受到拖纜角度的影響而分解。頂?shù)姆绞綖橹苯咏佑|，力被分解的較少，有效力比拖帶方式大。因此在一定要使用拖輪的情況下，頂推的方式更加節(jié)省能耗[6]。

船舶發(fā)生較大轉(zhuǎn)角時(shí)，如確需拖輪拖帶完成，應(yīng)注意拖輪帶纜位置。因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)力矩與拖力和距離成正比，因此增加力矩就要增加有效拖力和距離。首先，拖力沿纜繩方向進(jìn)行力的分解，水平方向分力越大，有效力越大，力矩也就越大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，拖纜的仰角一般控制在15度以內(nèi)。其次，選擇遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)心的較長(zhǎng)距離，以增加距離[7]。

（5）水域有限情況下合理選擇調(diào)頭方式。進(jìn)港調(diào)頭靠泊時(shí)，通常需要完全依靠車舵、側(cè)推器和拖輪協(xié)助完成，能耗較大。離港調(diào)頭時(shí)，一般先利用纜繩、絞錨等進(jìn)行大角度旋轉(zhuǎn)，此時(shí)稍微利用車舵和助推器即可完成調(diào)頭。可見出港調(diào)頭更為環(huán)保[8]。

（6）離泊作業(yè)優(yōu)先選擇側(cè)推器。因?yàn)閭?cè)推器在船舶尾部，相同力的作用下，側(cè)推器可以產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)角力矩（效果更少且用力最少），所以，離泊作業(yè)時(shí)優(yōu)先選擇側(cè)推器更節(jié)能[9]。

5.綠色引航技術(shù)對(duì)引航員的具體要求

（1）樹立節(jié)能減排的思想意識(shí)。全體引航員要在頭腦中形成綠色引航的意識(shí)，從思想根源上樹立節(jié)能減排的理念。利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教育資源進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，真正做到綠色引航理念扎根每一位成員的思想意識(shí)[10]。在碳中和大背景下，引航管理機(jī)構(gòu)需要堅(jiān)持高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)，做好綠色引航的宣傳教育工作；要積極利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教育資源進(jìn)行理論學(xué)習(xí)，營(yíng)造節(jié)能減排的氛圍，在全單位提倡節(jié)約精神，培養(yǎng)節(jié)約意識(shí)[11]。

（2）培養(yǎng)節(jié)能減排的操作習(xí)慣。引航前，熟知港區(qū)交通環(huán)境，掌握船舶狀態(tài)和港區(qū)水文環(huán)境，如有可避免或者可利用的外部條件，應(yīng)提前和調(diào)度員溝通[12]。根據(jù)節(jié)能減排管理的科學(xué)性,提高運(yùn)行效率,規(guī)范操作習(xí)慣，將節(jié)能減排的意識(shí)貫穿在操作習(xí)慣里，做到安全第一的前提下，將相關(guān)體系制度與綠色引航技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以確保綠色引航制度落地執(zhí)行[13]。

（3）培養(yǎng)和提升綜合素質(zhì)。綜合素質(zhì)包括業(yè)務(wù)素質(zhì)和心理素質(zhì)。扎實(shí)的業(yè)務(wù)素質(zhì)是掌握和創(chuàng)新綠色引航技術(shù)的基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)素質(zhì)中的核心就是引航技藝，引航員能夠綜合利用各種引航設(shè)備和手段良好地操控船舶是綠色引航的實(shí)施基礎(chǔ)。

全面加強(qiáng)引航員業(yè)務(wù)素質(zhì)水平的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注引航員心理素質(zhì)建設(shè)。心理素質(zhì)直接影響引航員對(duì)作業(yè)形勢(shì)的判斷。一名優(yōu)秀的引航員必須心理素質(zhì)過硬，在危急關(guān)頭做到從容不迫，頭腦清醒，避免事故的同時(shí)兼顧節(jié)能減排，將港口經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益同時(shí)做到最大[14]。