水下整平系统在基建性疏浚中的节能减排作用

2016-08-22莫剑

大科技 2016年24期

关键词：耗油量拖轮整平

莫剑

（广西新港湾工程有限公司广西南宁市 538001）

水下整平系统在基建性疏浚中的节能减排作用

莫剑

（广西新港湾工程有限公司广西南宁市 538001）

近年来，航道基建性疏浚工程建设规模不断扩大，实际的疏浚中面临着各种问题与挑战，对疏浚施工提出了全新的要求，传统的耙吸船疏浚不仅耗能大，而且存在沟壑问题。本文分析了耙平器的运行原理，以及在基建性疏浚施工中的运用，并分析了其节能减排的效果。

水下整平系统；基建性疏浚；节能减排

航道疏浚整治是一项重要的航道扩建工程项目，实际疏浚中需要挖掘泥层、航道整平等施工，以往的航道疏浚采用相对传统的整平装置和技术，耙吸船在实际航道疏浚中不仅整平效果不理想，容易出现沟壑、浅滩、浅点等，而且通常投资较大，成本较高，对于特殊的航道土体、质地，还需要反复启动整平系统，浪费了能源，整体来看无法达到预期的整平目标。因此，亟待对水下整平系统进行节能开发和利用，一方面达到绿色环保目标，另一方面则提升疏浚施工质量。

1 节能型水下整平系统介绍

水下整平系统主体为耙平器，为了达到节能减排、控制能耗的目标，决定调整、更新浅扫技术，创新浅扫方案，采用配有4400kW拖轮装置的耙平器，实施浅扫整平疏浚施工。由于航道环境较为特殊，航道地基泥层、土质、土体等的特殊质地为疏浚带来困难和挑战，传统的整平无法达到预期的效果，且出现了很多沟壑、浅点，还增加了耗油量。

经过对耙平器以及整平技术的优化、改良、完善，延长了航道施工长度，实际施工中则克服了高能耗、高耗油量的问题，达到了节能减排的疏浚目标。

2 节能减排的工作原理

以往的水下整平系统通常采用规模较大的耙吸船，航道基建疏浚施工中效果不佳，易于留下沟壑、浅滩等，而且当一些特殊的软质淤泥土体使得浅扫施工无法深入开展，浪费时间、耗费精力，因为耙吸船尺寸、规格较大，上线操作要耗费较多的时间，对此引入耙平器，这样就减小了上线压力，同时，也控制了沟壑、浅点等的出现，最主要的是能够控制耙吸船的耗油量，达到了低能耗、节能减排的目标。

实际疏浚施工中所达到的节能减排效果，需要依据特定的技术原则、规程准则等来统计、测量与计算，对于此疏浚工程施工，具体的节能减排效果主要通过耗油量的对比，最终得出对比性数据，例如：耙平器、耙吸船在实际的浅扫施工中，面临相似的施工任务，对应的油耗量会形成一个差值，经过对比最终得出节能减排效果。

3 航道基建疏浚工程概况

本航道基建地层、土体较为特殊，水下地形崎岖、复杂，底层土体多为高粘度、软质淤泥，且个别位置存在浅点，这些浅点不易清除，水体冲流、冲刷也得不到有效平整，最具挑战性的问题是：两条进港航道相交的位置，大量船只进出港口，需要不断地避让这些船舶，为其提供进出港空间。

4 水下整平系统的运用

面对相对复杂的航道疏浚环境，如果单纯选择小型耙吸船，进行浅扫操作，如果耙吸船重量较小，无法达到预期的重量，遇到浅点则可能发生滑落，为浅扫带来阻碍和困难，更重要的是要浪费更多的时间，会延长施工周期，增加疏浚工程成本，而且这一过程中要涉及到横扫、横穿航道的情况，无疑将增加施工的危险系数、成本，最主要的是整个过程中施工时间的延长、船舶的反复启动、运行会增加耗油量，污染了环境，也提高了能耗成本。

考虑到以上特殊的航道环境、复杂的疏浚施工环境，鉴于大型耙吸船尾大不掉、操作不灵活等缺点，决定以耙平器来代替耙吸船，逐步解决与排除疏浚施工中的一切问题和难题，为浅扫施工提供更加有利条件。

5 耙平器浅扫施工效果分析

经过对比选择，同以往的耙吸船浅扫施工相比，耙平器施工体现出特定的优势，这些优势都为基建性疏浚施工创造了有利条件，具体体现在：

（1）耙体宽，耙头部宽度达到2～4.4m，耙平器自身宽度也达到13.4m，充足的耙体宽度，为浅扫提供了充足的面积，而且能够充分、大范围地覆盖施工区域，减少了施工时间，控制施工成本，能够达到预期的施工目标。

（2）耙体重。航耙头部，小耙重量达到6t，大耙重量则达到14t，整平器重量则达到30t，耙体充足的重量能够用来破土，达到预期的破土效果。

（3）易于上点。耙平器的浅扫对船舶操作人员提出了较高要求，不仅要准确掌握航行方向，更重要的是要科学控制航行速度。

（4）耙头下放也要注意深度的控制与把握，预防偏差的出现，这样才能确保上点，对于耙平器来说，能够妥善处理浅点问题，只需要牢固把握船舶航行方向。

（5）耗油低、造价低。从整体来看，同以往的耙吸船施工对比起来，耙平器能够从整体上控制耗油量，控制施工时间，缩短施工周期，而且成本相对较低，能够达到预期的节能减排目标。

（6）疏浚时间相对灵活，实际的施工作业具有一定的自由度、灵活度，即便遇到阴雨天气、雷电交加等条件，也能推动疏浚施工的高效开展。耙平器中拖轮的使用，能够代替其他附属性装置、附加性设备等的使用，这其中又减少了一部分投资，而且也促使拖轮功能的充分发挥。最主要的是，实际施工中耙平器的利用，解决了平整度问题，能够确保施工区段的平整度，从整体上确保工程如期完工，并有可能缩短施工周期。

同传统的耙吸船施工相比，耙平器的应用由于尺寸、规格等都相对较小，不会带来过大的污染问题，而且也无需横跨航道，是小规模、小范围内的疏浚施工，不会对海洋环境带来污染与破坏。

6 节能减排具体成效的测算

通过对整平系统改良前后节能减排效果的对比来说明成效，此次基建性疏浚施工主要采用了4400kW拖轮、耙平器等，主要从浅点消灭的能耗量进行对比，将前后的能耗量作为主要的节能减排成效对比量。

该航道疏浚施工前，主要通过大型号的耙吸船来进行浅扫操作，其能耗量如表1统计。

表1

通过观察以上图表能看出，耙吸船疏浚施工中，油耗量较大，达到0.553tce/个。

改用耙平器后，实际的浅扫施工，耗油量显著减少，主要来源于拖轮，施工长度达到60km，具体的数据计算、统计、分析得出：耙平器浅扫施工后，耗油量只有：0.110tce/个，前后的对比之差：0.553-0.110=0444tce/个，将该数据乘以项目工程个数，最终会得出较大的数据，从而得出节能量巨大，总体来看，能够最大程度地节省并控制能耗量。

耙平器的利用有效地控制了耗油量，节省了施工成本，同旧式的耙吸船施工对比起来，能够有效控制能耗量，减少燃料投入量、控制燃料投入成本，特别是柴油量、燃料等的投资，这样就极大程度上达到了预期的经济效益，显著的经济效益必然会带来良性的社会影响力，以往的浅扫施工其溢流程序较为复杂，会对海洋环境带来污染，耙平器的利用则有效解决了这一问题，提高了海洋环境质量。