港口节能照明技术及改造方案张 阳1 郝晋文2 1 青岛港湾职业技术学院 2 青岛港(集团)有限公司 摘 要：在可持续发展的要求下，港口照明的节能改造势在必行，在进行管理节能的基础上，探索和实施技术节能，选择技术成熟的节能照明厂家，采用合理的合同管理模式(EMC)，分批次、分区域对堆场和大型设备的照明进行改造，达到节能减排的目的，推进绿色港口建设。 关键词：节能减排； LED； 金卤灯； 改造 1 引言近年来，随着陶瓷金卤灯、LEP照明、LED照明等新型节能照明的出现，港口节能照明改造工作，成了绿色港口建设新的亮点。目前，营口港、SCT、上海洋山等主要港口，都进行了试验和推广工作。 目前，青岛某港区照明除了少数泊位采用金卤灯，绝大多数使用的还是落后的高压钠灯。照明设施主要包括两部分，一是堆场及辅区照明高杆灯，二是设备作业照明，具体的灯具统计情况见表1。 2 照明节能改造必要性分析2.1 技术性分析 随着使用寿命的增加，灯具的维护成本不断增加。今年第一季度，虽然对岸桥场桥灯具进行了集中整治，但截止目前，岸桥灯具故障129盏，场桥灯具162盏，前期投产设备的灯具的整体性能急剧下降，故障率也急剧上升，整体故障率近10%。堆场高杆灯面临同样的问题。随着灯具性能的恶化，首批设备和高杆灯的照明系统老化严重，导致灯具故障的同时，也增加了灯具的维护成本。 2.2 安全性分析 该公司码头建设与设备引进工作从2006年开始，截止目前，最早批次岸桥、场桥和高杆灯的使用时间已经超过8年，其中，高杆灯整体的使用寿命已经有5～8年，整体处于灯具的后期管理阶段。 近年来，随着设备使用时间的增加，灯具结构疲劳，元件老化现象严重。陆续出现灯罩脱落、整流器爆裂等导致的高空坠物事故；同时，目前岸桥很多部位的灯具集中故障，导致司机夜间作业，视线受影响的事情屡有发生，给码头的人员安全和生产安全带来较大的安全隐患。因此，通过分批次的改造，既能保证原有灯具达到设计的使用寿命，又能消除因灯具老化造成的安全隐患。 表1 港区灯具统计表  照明位置光源类型灯具数量功率应用部位数量规格总计单盏功率总功率高杆金卤灯源1～4泊位高压钠灯A1～A5泊位40座18盏/座7座9盏/座55座12盏/座6座6盏/座783盏696盏1000W783kW696kW道路高压钠灯单灯照明97座127盏250W31.8kW岸桥高压钠灯大梁及小车、连系梁34台1053盏1000W1053kW高压钠灯行走部分34台136盏400W54.4kW场桥高压钠灯大梁、小车架及行走85台1988盏400W795.2kW
3 照明改造实施方案在具体实施方案确定方面，要选定投资模式，分担改造经济风险；需要确定不同区域所使用节能照明类型，确保技术最优化；规范施工方案，尽量降低施工对生产带来的影响。 3.1 改造服务模式选择 根据国家的扶持政策，在市场上出现了BOT、EPC、EMC等不同的能源工作服务模式。 (1)BOT(Build Operate Transfer，建设-运营-移交)。是指业主与服务商签订特许权协议，特许服务商承担工程投资、建设、经营与维护，在协议规定的期限内，服务商向业主定期收取费用，以此来回收系统的投资、融资、建造、经营和维护成本并获取合理回报，特许期结束，服务商将固定资产无偿移交给业主的一种投资模式。 (2)EMC(Energy Management Contract，合同能源管理)。是指由专业公司自带资金、技术，为企业实施节能技术改造[1]，节能服务公司通过与客户签订节能服务合同，为客户提供包括能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一系列的配套服务，并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式。目前国内EMC的运作模式和BOT的运作模式有很多相似之处，主要区别在于BOT在运营期的收益一般由服务方全部收取，而EMC则由服务方和业主按合同约定比例共同分享节约的能源成本。 (3)EPC(Engineering Procurement Construction，设计-采购-施工)。节能环保工程建设行业总承包业务的普遍模式，即服务商承担系统的规划设计、土建施工、设备采购、设备安装、系统调试、试运行，并对建设工程的质量、安全、工期、造价全面负责，最后将系统整体移交业主运行。 分析以上3种服务模式，为了分担改造风险，减少或避免资金投入，建议采用EMC的形式。 3.2 照明节能改造实施 以青岛某集装箱码头为例，该公司码头的形式为顺岸式，其后方堆场轨道由沿岸向陆侧平行于码头布置。其中，1～4泊位后方堆场共有8副轨道，U-U2后方ABC区共有7副轨道，A3-A5泊位后方共有6副轨道。堆场高杆灯主要根据灯杆的高度与场地的分布情况进行分布。每行高杆灯之间的最大距离约为120 m，每列之间的最大距离为160 m。 3.2.1 灯具更换模式 依据该码头的实际情况，现有平行式更换和垂直式更换2种方案可供选择。 (1)平行式更换即按照与码头岸线平行的方向进行更换，因平行于码头的一排灯杆，结构形式多样，改造后能够满足后期改造的备件需求，降低未改造灯杆的维护成本，经济效益较好。 (2)垂直式更换即按照垂直于码头岸线的方向进行更换，因各列灯杆投光灯的型号相同而且单一，更换后的灯具，只能满足一种型号需求，后批次改造前，需要采购备件进行维护，增加维修成本；而且更换后的灯具，因同批次数量集中，如按照备件消耗情况来确定改造进度，势必延长改造周期，加大后期其他形式灯具的维护成本。 3.2.2 维护时间间隔 目前，该公司码头堆场的高杆灯，灯具故障的主要因素为元件损坏，其中，频率最高的为灯管(金卤灯使用寿命约为6个月，高压钠灯为1年)，2013年使用灯管约 300件；其次是电容消耗，金卤灯寿命为2年，钠灯寿命为3年，2014年前8个月，电容累计消耗70件，呈现上升趋势；整流器等其他的元件损坏频率目前还不是很高，每年消耗在20件左右。因此，对于未改造灯具的维护，其瓶颈仍然在灯泡和电容方面。从改造周期来讲，如果旧灯泡消耗完毕，理论改造周期为1年最理想，而电容方面，理论改造周期为2～3年最理想。 3.2.3 改造顺序 在改造过程中，尽量从对现场生产影响小，使用频率低的位置进行改造，确保在改造初期，如出现性能不达标等问题时，不至于影响码头的生产。同时，增加改造批次，尽量在前期改造时，小批量进行，后期改造时根据生产情况，适当增加改造数量。批次分3次较为理想，分别为辅助区、堆场后半部分，堆场前半部分。针对本次改造，建议采用从辅助区到作业区的顺序进行改造。 结合上述因素，总体改造方案如下：采用能源合同管理形式，选用平行式更换的方法，利用2年时间，由后辅区向前沿推进的顺序，分3批完成高杆灯的节能改造工作。利用3年时间，按照设备到岸的批次和时间顺序，分3批对设备作业照明进行改造。 4 结语经堆场照明改造后，现场照度指标、节能指标与灯具性能均达到预期指标。该合同管理采用N+M年的形式，即合同能源管理公司分N年收回投资成本，另外在对产品增加M年的质保时间，既能满足合同能源公司的投资需求，更能保证使用单位的最大权益。 参 考 文 献： [1] 秦涛，刘海燕. 合同能源管理模式(EMC)在日照港的应用[J]. 港口科技,2007(12): 22-23. 张阳： 266404，山东省青岛市黄岛区海科路316号 Reconstruction of Energy Saving Lighting in Port Zhang Yang1 Hao Jinwen2 1 Qingdao Harbour Vocational & Technical College; 2 Qingdao Port Group Co., Ltd. Abstract：In the sustainable development requirements, energy-saving lighting reconstruction in the port is demanded. Based on the management of energy-saving technology, researchers have actively explored and implemented various energy-saving methods. This research selects the mature energy-saving lighting manufacturers, and uses reasonable energy management contract (EMC) model to reconstruct the yard and large equipment lighting system in batches and regions. Through this method, it can achieve the purpose of energy-saving and emission reduction, and actively promote the green port construction. Key words：Energy-saving and Emission Reduction; LED; Metal Halide Lamp; Reconstruction 收稿日期：2017-03-03 DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2017.04.022 |
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