绿色港口建设内容(LNG在港口机械设备等的应用)

1、绿色港口建设实践LNG在港口机械设备、港作拖轮中的应用及绿色智能港口建设与运营福州2022年3月4日星期五第一部分 LNG在港口机械设备、港作拖轮中的应用第二部分 绿色智能港口建设与运营目录目录LNG在绿色港口应用的政策背景在绿色港口应用的政策背景2011年9月28日，交通运输部“十二五”水运节能减排总体推进实施方案提出“试点应用LNG驱动、电力驱动水平运输车辆技术”、“试点应用内河柴油和LNG混合动力船舶技术”；2012年10月26日，交通运输部关于港口节能减排工作的指导意见提出“鼓励、支持试点采用LNG（液化天然气）清洁能源驱动港作船舶、港作车辆及其它流动机械”、“开展停靠LNG动力船舶的

2、码头布点方案、码头平面布置方案等相关技术的研究”。2013年6月14日，国务院常务会议上确定将“加快调整能源结构，加大天然气、煤制甲烷等清洁能源供应”作为防治大气污染十条措施之一；LNG的基本情况LNG的物理性质 主要成分：甲烷 临界温度：190.58K 在常温下，不能通过加压将其液化，而是经过预处理，脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后，深冷到-162OC，实现液化。 主要物理性质如下表气体相对密度沸点/C（常压）液体密度（g/l）（沸点下）高热值（MJ/m3）颜色0.600.70约-162C43046041.545.3无色透明LNG在港作机械应用中的优势在港作机械应用中的优势 动力“强”

3、、连续作业“强“、 启动“强”，高效可靠排放“低” 、噪音“低”、 绿色环保使用成本“低”，经济性好LNG在港作机械使用燃料成本降低在港作机械使用燃料成本降低 使用LNG燃料比柴油节约燃料成本30以上。装载机台数越多、单台施工时间越长，则越节约燃料费用。经济性对比（以下数据基于相同工况的实验得出）项目LW500K-LNGLW500KLW600K-LNGLW600KLW800K-LNGLW800K每小时消耗15kg17L19kg22L26kg29L燃料单价QYQYQY每小时节约17Y-15Q22Y-19Q29Y-26Q设定由于各地燃料价格不一，现按平均价格 燃油Y=7.6元/L，天然气Q=6元/

4、kg 计算 节约比（17Y-15Q)/17Y=30.3%(22Y-19Q)/22Y=31.8%（29Y-26Q）/29Y=30%数据受不同工况，燃料价格不同的影响，但同种条件下基本能保证燃料成本至少节约30%LNG应用后排放极低、低污染应用后排放极低、低污染lLNG无色、无味、无毒、无腐蚀性，是目前世界上最清洁的能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物，燃烧后的颗粒物排放量比柴油少50-70%,CO2排放比柴油少30%以上。一台某型号的港口装载机工作8小时可比一台柴油装载机减少150Kg的二氧化碳排放，一年减少45吨以上。 LNG应用后噪声有效降低应用后噪声有效降低LNG装载机在行驶中的噪音小于同马

5、力柴油装载机的噪音，极大地保护了驾驶员的身体健康。燃油型和燃气型的噪音对比 项目LW500K-LNGLW500KLW600K-LNGLW600KLW800K-LNGLW800K司机耳旁（dB)788080827880据有关调查研究表明：噪音上升1分贝，可增加3%高血压发病率。LNG应用大功率、长续航较好应用大功率、长续航较好LNG因其相对于CNG、LPG具有更为经济、安全等优势，以及其液态储存能量密度大，更适于要求大功率长续航的重载卡车使用。因此LNG与其它新型能源相比，在港口水平运输机械中的应用更具可行性。据徐工集团的实际数据表明，目前徐工有2台LW800K-LNG在连云港东源公司使用，自2

6、013.7-2014.4月，平均每台使用4400小时，每月接近500小时，完全适应港口的高强度连续作业需要。LNG应用车辆的购买成本较高应用车辆的购买成本较高由于LNG车的天然气发动机产量较柴油机小很多，制造成本高于柴油机，反映到价格上也相比柴油机昂贵。再有LNG设备的储气罐、供气调压装置结构复杂，制造工艺要求高，也增加了很多成本。因此，LNG汽车的整体价格要高于同档次的柴油车。LNG在港作机械上维护成本较低在港作机械上维护成本较低以LNG动力集卡为例：在日常维修保养成本问题上，LNG设备比设备增加了气罐和供气调压系统，同时减少了柴油增压喷射系统，由于柴油机喷油泵、单体泵、共轨高压系统的维修保

7、养费用较高，减少了这部分机构也相应减少了发动机的日常维保成本，与LNG发动机增加的气罐和供气系统维护费用两相抵消后，LNG发动机的维保成本比柴油机略低 。计算LNG应用成本时，将维保成本视为相等，即应用LNG技术的成本只有设备购置费用差异的一次性投入。LNG集卡应用的经济效益逐步明显集卡应用的经济效益逐步明显以天津港投入LNG集卡为例：通过计算，LNG集卡的静态投资回收期为4.13年，动态回收期为5.04年。该指标相对于集卡10年左右的使用寿命，经济性优势并不明显。2009年的柴油价格受金融危机影响处于近期低谷。随着经济形势的好转，柴油价格必定重新进入上升通道中。柴油价格按这种趋势发展，LNG

8、集卡投资回收期将明显缩短。加之世界经济的复苏重振，必将带给港口更多的集装箱作业量，这又可以提高港口的设备利用率。因此，LNG集卡的投资回收期应在3年左右。此技术对于港口行业拥有可观的投资回报。以后随着LNG 技术的发展，LNG发动机电子控制系统的国产化，以及LNG 储气瓶及附件的批量化，车辆成本会更低，经济效益更加显著。LNG集卡应用港口进入实质性阶段集卡应用港口进入实质性阶段港口集卡的作业运程适合LNG 车辆使用。港口码头的集卡主要以短驳作业为主，每辆集卡一天平均工作时间15 小时，行程200 公里左右。而现在国内开发的低速LNG 集卡能连续作业40 工作小时或连续行驶450 公里，基本上与

9、低速柴油发动机车辆持平。高速LNG 集卡能连续行驶400800公里以上。港口完全有条件使用天然气集卡。国内外LNG 天然气集卡技术基本成熟，能满足港口生产需要。LNG 气站技术成熟，建站灵活，车辆加气方便，完全适合港口要求。目前一般LNG气站有常规站和可移式成套组装站（一般为撬装LNG 加气站）两种。撬装LNG 加气站占地面积约为800 平米/座，储气罐为50 立方米，（也有30 立方的），供气能力为1万立方/日，能满足100 辆集卡日常加气需要，投资总金额为约400 万。港口可根据LNG 车辆数量灵活建站和扩大规模。气站的设备不复杂，管理也不难。对车辆 的充气也很方便，一般一辆集卡充气不超过

10、5分钟。左图：国内的港口专用LNG天然气集卡右图：LNG天然气加气站LNG在港作拖轮动力应用的尝试在港作拖轮动力应用的尝试船东对LNG动力港作拖轮的需求日趋明显：船东为配合完成大型LNG运输船的港内作业任务，确定设计建造一批全回转港作拖轮的基本意向。船东对此类港作拖轮的设计提出的基本要求除满足相关的国内外公约、规范及LNG行业通行要求之外，还希望考虑使用LNG燃料作为动力以实现节能减排目标。港作拖轮属于港口设施配套的重要设备，主要用于在港口区域内为引航大型船舶并协助其操纵包括靠泊、离泊作业。随着科技经济水平的提高以及船舶不断的大型化，各大港现有或新造的拖轮多以全回转拖轮为主，配备的主机功率也随

11、着实际作业能力的需求而逐渐增大。结合船东的实际使用需求，为配合完成不同的LNG运输船舶的港内辅助作业，拖轮也考虑采用LNG燃料为动力，LNG在港作拖轮动力应用的尝试在港作拖轮动力应用的尝试在技术上采取LNG和柴油双燃料发动机：双燃料发动机可以在两种燃料模式下工作，不同工况下燃料自动切换，动力系统稳定可靠，应变迅速，适应能力强。LNG发动机燃料单一，对燃料供应链的依赖性强，有较大的空间和时间的局限性。LNG发动机是针对LNG燃气专门开发的机型，能耗优化结果较好，因而燃料效率高，功率特性好。而双燃料发动机由于需要兼顾两种不同特性的燃料，因而在这方面较弱。采用双燃料发动机，由于有两种燃料供给模式，C

12、CS现行规范的要求有所放宽，使系统的设计难度和施工难度都有所降低。LNG在港作拖轮动力应用的尝试在港作拖轮动力应用的尝试在燃料补给方式上采取槽车补给方式：燃料补给的可靠性和便捷性是是选择发动机型式的关键因素。考察当前我国LNG燃料供应设施的现状，在现阶段采用槽罐车加注方式最为切实可行。服务于港区的拖轮需要按照排定的工作计划分航次开展周期性服务作业。对于以纯LNG燃料的船型而言，需要频繁（几天）靠岸加注燃料，尤其是在一个作业周期内，剩余燃料有限的情况下，燃料的加注将受限于作业的时间和空间。双燃料推进系统船型则能够比较灵活的安排LNG燃料和燃料油的加注时间，也能够保障在作业周期内的服务质量。在国内

13、现有LNG燃料配套设施的服务水平和条件下，双燃料机型方案是兼顾各种因素的稳妥选择，更有利于LNG燃料的普及和推广应用。LNG动力动力港作拖轮的实际应用港作拖轮的实际应用2013年12月13日，由广州中船黄埔造船有限公司精心打造的两艘全球首制6500马力多功能全回转液化天然气（LNG）和轻柴油双燃料港作拖船“海洋石油521”号和“海洋石油522”号完工交付。6500马力双燃料全回转港作拖船是我国首次自主研发的使用LNG燃料和船用轻柴油双燃料的多功能环保型拖船。该型船总长38.6米，型宽11.6米，型深6米，航速14.5节，续航力1000海里，主机功率为4800千瓦，可满足沿海航区拖带以及港内协助

14、大型LNG船的顶推、拖带和对外消防等正常港内作业要求，并具备溢油回收、消防等环保作业功能。在使用LNG动力燃料模式下，该型船与采用柴油机的常规船舶相比，二氧化碳减25.51%，二氧化硫减排88.52%，氮氧化物减排84.96%，燃料费用节省约30%，具有广阔的市场前景。第一部分 LNG在港口机械设备、港作拖轮中的应用第二部分 绿色智能港口建设与运营目录目录绿色智能港口建设与绿色智能港口建设与运营的重点运营的重点 加强现有生产信息资源整合，提高信息化、智能化水平，打造以“物联化、互联化、智能化”为特征的“智慧港口”，完善信息服务体系和提升质量，通过系统的智能化、互联互通、信息共享、内外业务协同、

15、系统信息安全等手段不断增强核心竞争力。港口智能化运营系统物流信息平台能耗监测平台绿色智能港口建设与绿色智能港口建设与运营的效果运营的效果提升港口整体服务形象；缩短建设周期，避免重复建设和资源浪费；降低生产系统运行的风险；提升码头公司的社会效益；提升集团数据挖掘的价值；绿色数据中心建设，减少污染；为港口节约大量的信息化建设费用、系统运行维护费用等等；用现代高新技术武装、改造传统产业，充分体现：引进先进信息技术的同时,促进先进管理理念的提升。 港口智能化运营港口智能化运营系统的要点系统的要点港口智能化运营系统港口智能化运营系统的架构的架构港口智能化运营系统港口智能化运营系统的功能体现的功能体现物流

16、信息化物流信息化平台的总体框架平台的总体框架物流信息化平台物流信息化平台的整合模式的整合模式物流信息化平台：电子口岸体系物流信息化平台：电子口岸体系 口岸用户海关检验检疫码头船代货代无水港仓储船公司货主基础设施层基于“3S”技术数字化口岸关键技术研究电子口岸公共信息平台无水港信息系统口岸智能卡口系统港口联动系统区域陆运及货物电子交易系统电子商务系统研究港口物流信息平台与数字化口岸建设体系数据资源层港区信息管理系统港区集装箱码头自动化作业系统基于RFID应用关键技术研究口岸业务协同平台及相关技术研究现代物流电子商务平台关键技术研究港口能耗监测平台（系统）框架港口能耗监测平台（系统）框架港口能耗计量港口能耗计量数据无线通信数据无线通信网络系统网络系统港口能耗监测及管理的实现效果港口能耗监测及管理的实现效果港口能效监测及管理系统的呈现方式港口能效监测及管理系统的呈现方式绿色智能港口建设与运营绿色智能港口建设与运营的案例的案例以连云港为例：十一五期间，超过3000万元的信息化投入，相继建成应用了船舶协同调度平台、船舶动态监控系统、集装箱码头管理系统、件杂货码头业务管理系统、港口地理信息系统、港口电子监管平台、决策分析平台等40余个大型信息系统，以业务管理平台、资源管理平台和客户服务平台三大平台，信息安全保障体系、信息化管控及