内河集装化转运 篇1
关键词：内河,集装箱码头,节能管理,对策
1 研究的背景和原因
随着集装箱码头大型化、信息化、机械化的特点不断加强和竞争的日益加剧, 内河主要港口越来越重视开展节能降耗工作, 努力降低运行成本, 以提高竞争力。影响能源消耗的主要方面包括码头的规划设计、装卸设备、工艺及辅助生产设施, 运作管理水平。除了采用科技创新的成果外, 还可通过挖掘潜力, 合理配置各生产要素, 提高运作管理, 力争实现低投入、高回报、高效益。如何结合现代化码头的生产特点并应用既有经验和成果开展节能工作, 是需要我们研究的课题。
尤其是一些内河现代化码头, 在设计上应用了当代最新技术。码头基础设施和建设规模达到国内同类码头的先进水平, 如岸桥、轨道吊都采用了先进的变频调速技术, 流动机械部分选用了欧Ⅲ排放标准的产品。港区供电系统设计上考虑了安全冗余, 信息采集点齐全, 配置了先进的微机控制能源管理系统, 集成了数据采集、管理和遥控遥测保护功能。因此开展节能工作的基础条件很优越。
内河很多码头虽然拥有现代技术装备, 对比老码头在开展节能工作时硬件条件较优, 但在单箱操作能耗上落后于行业平均水平, 由此造成居高的运行成本, 严重影响了企业的竞争力, 必须通过开展节能工作降低能耗。
2 内河现代化码头高单耗原因分析
2.1 业务量少, 非生产耗能比例高
由于一些现代化码头集装箱操作量远低于设计通过能力, 所以码头耗能中装卸生产能耗比例小, 正常办公、生活和照明如高杆灯、仓库等方面的用能相对比例增大, 占总能耗的50%, 而传统码头此比例一般在30%以下。此部分能耗总量相对固定, 比例越大, 所影响的单耗越高。
2.2 设备利用率低, 空载等待率高
现代化码头为确保高效运行, 满足船时作业效率的要求以吸引客户, 码头公司总是用足所有生产能力, 采用多作业线并行作业模式, 因此作业高峰过后, 大部分岸桥处在空载待机状态, 平均利用率只有20%~25%。
堆场管理方面也持效率优先原则, 为避免场内作业高峰时交通堵塞, 形成了作业面广且分散、点多线长的局面, 加上服务需求在时间分布上存在的不确定性, 设备开机少时, 空载等待率低, 综合单耗小, 但客户等待时间长, 服务劣化, 开机多时情况则相反。
现代化内河码头一般配备先进的集装箱运作管理应用软件, 整个作业场地和装卸设备上安置了各种电视监控、无线通讯及数据终端等设备, 因此不论生产任务忙闲, 均应保证这些装备的供电, 与此相适应的照明、供配电设备就要开机。
2.3 装机容量大, 低载运行, 空耗高
装卸设备的选型和规格确定都是按码头设计通过能力来计算和校验的, 为适应船舶大型化, 现代化深水泊位一般配备吊具下起重量61t以上可吊双20英尺集装箱的岸桥。国内先进的岸桥吊具下起重量已达80t, 可同时起吊双40英尺或4只20英尺集装箱。此类岸桥对比20世纪90年代初生产的单起升产品, 特点是体高臂长、自重大、效率高, 因而装机设备的功率大, 新码头单台岸桥变压器总装机容量一般达2000k VA以上, 比吊具下起重量35.5t的大一倍。由于双20英尺箱操作通常只用于卸船, 且本港进口空箱比例大, 机上变压器和驱动器在低载下运行, 空耗很大。
2.4 运作管理水平低
现代化码头的能源消耗结构中, 电力消耗约占35%左右, 柴油的消耗比例最大占65%左右, 其中轨道吊、正面吊/堆高机、拖车是柴油消耗大户。因此油耗是影响码头运营成本的最大因素, 也是反映运作管理效率和水平的重要指标。
因码头、各类作业相互关联且流程复杂, 影响因素多, 生产指挥依赖于作业管理信息系统。该类软件主要用于记录跟踪、指挥和控制, 辅助作业计划, 面向任务的流程处理能力强, 对于优化任务派遣、瓶颈控制及设备资源的调度和利用的智能化弱, 而优化设备调度运作对节能的意义重大。加上现代化码头新员工多, 经验不足, 运作管理水平低, 出现了箱量增长而柴油单耗不降反升的问题。
以往作业管理和控制人员对码头资源的利用是依业务驱动, 或由客户要求导向的, 较少或没有考虑节能和成本方面的因素, 这也反映了现代化码头员工培训方面存在重流程和操作、轻节能和成本意识学习的问题。
3 解决问题的对策
设定目标和考核机制, 先从杜绝浪费入手, 加强管理, 实行跨部门协作, 各部门针对自己的工作重点, 制定节能方案、管理制度和操作办法:技术部负责提高设备运行效率, 节能技术应用和管理, 消耗数据统计、分析和考核报告;操作部负责改进和优化操作流程, 优化调度和利用资源, 节油/电驾驶操作;安保部门负责照明管理, 监督落实;行政、人事部门负责学习指导将楼房节能技巧应用于日常工作, 杜绝浪费。节能工作实行目标管理, 配套奖惩措施。
另外, 将用能设备按功能细分设定管理指标, 落实到具体的管控人员, 每月开会对比分析定额执行情况, 不断地细化目标和调整措施。同时, 将成果与个人的工作绩效考核挂钩, 做到节能工作的日常运行有制度可依, 有组织管理和监督, 责任到人, 强化目标导向。
开展节能技术创新、提高资源利用率、运作管理集约化和流程优化是节能工作可长期坚持并且最有效率的途径。现代化码头内部管理中要把节能工作导向到成本管理, 整合各种资源, 保持驱动力源源不断。
3.1 节约非生产性用能
这部分能耗相对稳定, 一般随季节变动, 节能主要靠点滴积累。充分配合“绿色环保、人人有责”的社会宣传, 针对办公室工作特点印发日常生活工作节电小技巧, 制成小贴士。鼓励和提醒员工自觉运用, 杜绝浪费。主要针对办公楼、宿舍等办公生活设施, 对象为保安员、部门秘书、文员, 实行定额管控, 指标为分区空调用电量和分区照明用电量。具体对策如下。
(1) 空调等制冷设备温度设定不低于26℃, 保持门窗关闭密封。定时清洁保养空调内机滤网和外机散热器, 按季节向空调专线供电。 (2) 下班空调要关机。 (3) 人离办公室随手关灯, 按滿足照度要求控制楼内走廊过道灯的数量及分布。 (4) 就近安排机械, 避免远程往返。 (5) 可根据船型大小和作业范围, 按需开关岸桥的投光灯的数量和控制通断时间。
二是改进和优化操作流程, 对象为作业计划员, 管控指标为翻箱率 (作业倍数) 、设备利用率和单位操作量 (标箱) 油耗。具体对策如下。
(1) 合理计划堆场利用, 降低翻箱率和移场空驶率。配合对电子作业预案进行人工审核和修正。 (2) 在船配载时就要结合船舱位和堆场位置按路进行配载, 减少各路轨道吊之间的重复翻箱和冲突的可能。 (3) 在装卸船作业过程中结合各路实际进度实时调整轨道吊的出箱顺序, 避免无谓的重复翻箱。 (4) 根据每个航线各个港口的箱量及箱重合, 防止退箱导致空操作。 (5) 统计货运站日常各种箱主的用箱量, 按预测安排常用量大的箱种靠近货运站堆放。
三是优化调度和利用资源, 对象为中控调度员, 管理指标为移场空驶率 (单位操作量的轨道吊大车运行时数) 、台时效率、预约操作率和设备利用率。具体对策如下。
(1) 综合考虑服务要求和操作效率, 合理选择操作设备的类型、计划派遣的数量和时间。 (2) 作业路线统筹优化并动态监控, 对电子作业指令进行人工审核和修正, 防止拥塞。 (3) 主动信息交流, 预约或批量操作, 重点提高后场预约操作率。 (4) 尽可能增加直装直取的作业量。
3.2 设备节能技术应用和管理
这部分包括2个方面。
一是整合负载分配, 提高变压器负载率, 对象为电气房管理员、操作员, 管控指标为变压器负荷、空耗和线损总量。具体对策如下。
(1) 停用原前方的1250kVA变压器, 将冷藏箱移到后方变压器附近的堆场, 改用移动冷藏箱插座供电。 (2) 停用后方的1000kVA变压器, 将全码头的冷藏箱、生产及生活照明负载合并调整到备用的施工变压器500kVA上。 (3) 应用码头能控微机管理系统对港区高杆灯照明按需进行遥控, 通过控制照明负荷, 确保压降不致影响灯的工作。
二是电能管理系统, 对象为主管工程师, 管控指标为单位吞吐量 (标箱) 电耗。具体对策如下。
(1) 利用新港码头已按区域和功能划分单独设置专线的特点, 对全港用电负荷进行分类, 参考历史数据确定分类定额。 (2) 用好能源管理软件的数据采集和分析功能, 提高能耗效率, 减少浪费。 (3) 应用微机采集监控负荷变化, 合理分配负荷, 降低空耗, 运行过程超限报告, 及时发现并纠正问题。
4 成效总结
上述措施虽多是小点子、不够完善, 但在实践中却能发挥有效降低能耗的作用。上半年, 码头仅整合负载分配, 提高变压器负载率一项, 即停用1250kVA和1000kVA变压器各一台并将负载合并调整到备用的施工变压器, 月节电就达15000kWh。而改造岸桥主变压器 (1600/2000kVA) 工作模式为按需启停一项, 按单台设备平均利用率23%计算, 单台月节省变压器空耗3500k Wh~4500kWh, 7台设备月省电共达35000kWh。今年3月我单位向ZPMC公司提出该节电思路, 获得设计认可, 随后ZPMC公司对我公司全部岸桥免费实施此项改造。因与该项改造有关的电路和岸桥PLC软件部分的修改较简单, 仅需增加高压开关柜的遥控通断功能, 故成本很低, 适于大量推广。由于节能工作分工细致, 目标明确, 上述综合管理措施的节能效果迅速显现。将我单位节能运作起步的2007年3至7月和2006年同期相比, 单位操作量 (TEU) 油耗从5.36l降到3.42l。其间吞吐量同比增长50%, 生产能源综合单耗下降了20%。
参考文献
[1]郭辉.集装箱码头生产效率分析[J].大连海事大学学报, 2005.
内河集装箱运输发展条件 篇2
1 世界内河集装箱运输发展情况
1.1 内河集装箱集疏运系统
内河集装箱集疏运系统为内河集装箱船舶便捷地穿梭于内河港口与沿海港口之间提供条件，是连接内陆腹地与沿海港口的纽带，主要包括经济腹地、内河港口、内河航道、沿海港口等节点（见图1）。
1.2 国内外内河集装箱运输发展现状
自1969年莱茵河上出现第一条内河集装箱航线以来，内河集装箱运输迅速发展，现已成为公路和铁路之外第三大集装箱集疏运方式。国外内河集装箱运输以欧洲的莱茵河水系、美国的密西西比河水系、俄罗斯的伏尔加河水系为典型；我国内河集装箱运输主要集中在长江干线和珠江水系。
西欧的内河集装箱运输主要集中于以莱茵河为干线的内河航运网，该地区是全球内河集装箱运输发展最快、最好的地区。经过20世纪后期大规模基础设施及航道、船闸、码头等的标准化建设，欧洲内河集装箱运输体系迅速发展，目前已成为沿海港口重要的集装箱集疏运通道。[1]据统计，鹿特丹港和安特卫普港（2010年两港集装箱吞吐量合计万TEU）约1/3的集装箱集疏运量由莱茵河流域的内河集装箱运输完成。美国开展内河集装箱运输的区域主要集中于密西西比河和五大湖流域，内河集装箱运输亦已成为纽约港等河口集装箱大港的主要集疏运方式之一。[2]
经过近20年的发展，我国长江内河集装箱泊位建设取得显著成绩，港口装卸能力大大提高，初步形成上中下游全线开展内河集装箱运输业务的格局。[3]2010年长江干线规模以上港口集装箱吞吐量达908万TEU。珠江水系涉及广东、广西、贵州、云南等省区，其内河运输以广东和广西为主，依托西江及珠三角高等级航道网，以内河港口为水陆联运节点，以香港港、深圳港和广州港为沿海集装箱干线港。珠江水系内河集装箱运输发展迅猛，2010年珠三角港口内河集装箱吞吐量为545万TEU。香港港约1/3的集装箱吞吐量通过珠三角内河支线运至香港港，然后再通过干线集装箱船舶中转至世界各地。
2 内河集装箱运输发展条件
2.1 完善的水运基础设施
完善的水运基础设施指确保内河集装箱船舶畅通航行的内河航道条件及满足各类集装箱船舶装卸要求的港口条件，是发展内河集装箱运输最基本的硬件要求。建设干支相连、四通八达的内河航道网是确保内河集装箱船舶畅通航行的首要条件。西欧内河航道网中，千吨级及以上航道所占比重达到50%以上；内河航道网最为密集的德国境内共建有350余座过船设施，均采用欧洲统一的通航标准，以确保内河集装箱船舶顺利通过。
集装箱港口码头经营模式主要分为集装箱专用码头经营模式和多用途码头经营模式。前者的集装箱吞吐量较大，适用于辐射能力强、范围广的干线港口；后者的集装箱吞吐量较小，适用于辐射范围较小的支线港口。
2.2 发达的沿河经济腹地
内河集装箱运输发展不仅需要较好的基础设施条件，而且需要以集装箱货源丰富的沿河经济腹地为依托。莱茵河沿河经济带、密西西比河沿河工业区、长江干线和珠三角区域发达经济体及城市群的形成和发展均为内河集装箱运输提供充足的货源。例如：欧洲的莱茵河及以其为干线的内河航运网与欧洲经济腹地和沿海集装箱港口联系紧密，作为世界上经济发达的地区之一，欧洲工农业总产值约占世界的1/3；长江流域是我国最大的东西向经济走廊，是我国经济由沿海向内陆推进的主要通道之一，其优越的地理位置、发达的经济贸易和良好的水运设施为内河集装箱运输发展提供巨大动力。
2.3 标准化的船型
集装箱运输发展以船型标准化和系列化为前提，内河航运发达国家和地区十分重视运输船型的标准化和系列化。莱茵河和密西西比河集装箱船型已实现标准化和系列化，其中以欧洲内河集装箱船型最为著名。集装箱船型的标准化和系列化有利于提高船队的使用效率及管理和维护水平，降低船舶造价和营运成本。
集装箱船型的标准化以航道条件为前提，因此，所谓标准化并不是全球标准统一，而是根据不同航道条件发展符合本地区特点的标准船型。通航里程长、航道较顺直、水流较深是西欧内河航道的显著特点。例如，莱茵河通航总里程左右，转弯半径大多在及以上，水深大多在及以上，因此，在莱茵河上航行的最大集装箱船舶的船长为，额定载箱量。由于其航道条件较好，莱茵河沿岸码头还组织大型驳船和滚装船运输，组编的“一推六驳”船队载箱量可达左右，大大提高内河集装箱运输效率。
珠三角航道网外接伶仃洋，属开放性水域，航道条件良好，具备发展大型集装箱船舶运输的条件；然而，受香港地区内河码头接卸船舶特殊规定（即船长以下和吨位总吨以下船舶无须引航便可进入避风塘，且无须交纳靠泊费）的影响，
船公司从经济效益等方面考虑，普遍将粤港航线集装箱船型限制在船长以下和吨位总吨以下，主要通过增加船宽和吃水来增加船舶载箱量，从而形成较为成熟的系列船型，即船体具有短、宽、深的特点，呈平底和方形，吨位在总吨左右，载箱量在左右。
2.4 经济的运距和载箱量
内河水路与公路集装箱运输成本差异见图2。以和及以上运距为例，比较内河水路与公路集装箱运输的经济性，结果见表1。
以珠三角内河集装箱运输为例，广东内河集装箱运输的平均运距为，佛山港三山港区至香港港的运距为，中山港中山港区至香港港的运距只有。珠三角内河航道条件优越，港口之间的运距不长，船舶在港停泊时间占船舶往返航次时间的比重较大；因此，珠三角内河集装箱运输企业致力于最大程度提高水运经济性，集装箱船舶的载箱量普遍约，部分航线（如中山―香港航线）集装箱船舶的载箱量甚至可达140～。
欧洲地域广阔，人口密度较小，经济产业带较长，公路、铁路、水路等基础设施均较为完善，具备良好的集装箱集疏运条件。为减轻集卡运输对大气的污染，节约土地资源，欧盟鼓励发展水运，明确要求运距在以内以公路运输为主，运距在200～以铁路运输为主，运距在以上以内河航运为主。
3 结束语
我国内河航道里程长，但高等级航道比例不高；内河货运量巨大，但集装箱运量较小。未来我国将加大水运设施建设力度，改善内河航道等基础设施条件，计划用10年左右时间建成畅通、高效、平安、绿色的现代化内河水运体系，到2020年使内河货运量达30亿t，并建成1.9万km国家高等级航道。随着我国环保意识和生态理念的持续增强，内河集装箱运输的经济、社会及生态优势将进一步体现，届时内河集装箱运输将迎来广阔发展前景。
参考文献：
[1] 全国政协提案委员会. 德国内河航运考察报告[C]//中国21世纪内河航运论坛. 北京：人民交通出版社，2001：349- 352.
[2] CLARK C， HENRICKSON K E， THOMA P. An overview of the U.S. inland waterway system[R]. Louisville：U.S. Army Corps of Engineers， 2005.
[3] 徐剑华. 长江内河集装箱运输的发展历程和前景分析[J]. 集装箱化，2003，14（8）：3-6.
（编辑：曹莉琼 收稿日期：2013-03-21）