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(廣西新港灣工程有限公司 廣西南寧市 538001)
水下整平系統(tǒng)在基建性疏浚中的節(jié)能減排作用
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近年來,航道基建性疏浚工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,實(shí)際的疏浚中面臨著各種問題與挑戰(zhàn),對(duì)疏浚施工提出了全新的要求,傳統(tǒng)的耙吸船疏浚不僅耗能大,而且存在溝壑問題。本文分析了耙平器的運(yùn)行原理,以及在基建性疏浚施工中的運(yùn)用,并分析了其節(jié)能減排的效果。
水下整平系統(tǒng);基建性疏浚;節(jié)能減排
航道疏浚整治是一項(xiàng)重要的航道擴(kuò)建工程項(xiàng)目,實(shí)際疏浚中需要挖掘泥層、航道整平等施工,以往的航道疏浚采用相對(duì)傳統(tǒng)的整平裝置和技術(shù),耙吸船在實(shí)際航道疏浚中不僅整平效果不理想,容易出現(xiàn)溝壑、淺灘、淺點(diǎn)等,而且通常投資較大,成本較高,對(duì)于特殊的航道土體、質(zhì)地,還需要反復(fù)啟動(dòng)整平系統(tǒng),浪費(fèi)了能源,整體來看無(wú)法達(dá)到預(yù)期的整平目標(biāo)。因此,亟待對(duì)水下整平系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能開發(fā)和利用,一方面達(dá)到綠色環(huán)保目標(biāo),另一方面則提升疏浚施工質(zhì)量。
水下整平系統(tǒng)主體為耙平器,為了達(dá)到節(jié)能減排、控制能耗的目標(biāo),決定調(diào)整、更新淺掃技術(shù),創(chuàng)新淺掃方案,采用配有4400kW拖輪裝置的耙平器,實(shí)施淺掃整平疏浚施工。由于航道環(huán)境較為特殊,航道地基泥層、土質(zhì)、土體等的特殊質(zhì)地為疏浚帶來困難和挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的整平無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果,且出現(xiàn)了很多溝壑、淺點(diǎn),還增加了耗油量。
經(jīng)過對(duì)耙平器以及整平技術(shù)的優(yōu)化、改良、完善,延長(zhǎng)了航道施工長(zhǎng)度,實(shí)際施工中則克服了高能耗、高耗油量的問題,達(dá)到了節(jié)能減排的疏浚目標(biāo)。
以往的水下整平系統(tǒng)通常采用規(guī)模較大的耙吸船,航道基建疏浚施工中效果不佳,易于留下溝壑、淺灘等,而且當(dāng)一些特殊的軟質(zhì)淤泥土體使得淺掃施工無(wú)法深入開展,浪費(fèi)時(shí)間、耗費(fèi)精力,因?yàn)榘椅叽?、?guī)格較大,上線操作要耗費(fèi)較多的時(shí)間,對(duì)此引入耙平器,這樣就減小了上線壓力,同時(shí),也控制了溝壑、淺點(diǎn)等的出現(xiàn),最主要的是能夠控制耙吸船的耗油量,達(dá)到了低能耗、節(jié)能減排的目標(biāo)。
實(shí)際疏浚施工中所達(dá)到的節(jié)能減排效果,需要依據(jù)特定的技術(shù)原則、規(guī)程準(zhǔn)則等來統(tǒng)計(jì)、測(cè)量與計(jì)算,對(duì)于此疏浚工程施工,具體的節(jié)能減排效果主要通過耗油量的對(duì)比,最終得出對(duì)比性數(shù)據(jù),例如:耙平器、耙吸船在實(shí)際的淺掃施工中,面臨相似的施工任務(wù),對(duì)應(yīng)的油耗量會(huì)形成一個(gè)差值,經(jīng)過對(duì)比最終得出節(jié)能減排效果。
本航道基建地層、土體較為特殊,水下地形崎嶇、復(fù)雜,底層土體多為高粘度、軟質(zhì)淤泥,且個(gè)別位置存在淺點(diǎn),這些淺點(diǎn)不易清除,水體沖流、沖刷也得不到有效平整,最具挑戰(zhàn)性的問題是:兩條進(jìn)港航道相交的位置,大量船只進(jìn)出港口,需要不斷地避讓這些船舶,為其提供進(jìn)出港空間。
面對(duì)相對(duì)復(fù)雜的航道疏浚環(huán)境,如果單純選擇小型耙吸船,進(jìn)行淺掃操作,如果耙吸船重量較小,無(wú)法達(dá)到預(yù)期的重量,遇到淺點(diǎn)則可能發(fā)生滑落,為淺掃帶來阻礙和困難,更重要的是要浪費(fèi)更多的時(shí)間,會(huì)延長(zhǎng)施工周期,增加疏浚工程成本,而且這一過程中要涉及到橫掃、橫穿航道的情況,無(wú)疑將增加施工的危險(xiǎn)系數(shù)、成本,最主要的是整個(gè)過程中施工時(shí)間的延長(zhǎng)、船舶的反復(fù)啟動(dòng)、運(yùn)行會(huì)增加耗油量,污染了環(huán)境,也提高了能耗成本。
考慮到以上特殊的航道環(huán)境、復(fù)雜的疏浚施工環(huán)境,鑒于大型耙吸船尾大不掉、操作不靈活等缺點(diǎn),決定以耙平器來代替耙吸船,逐步解決與排除疏浚施工中的一切問題和難題,為淺掃施工提供更加有利條件。
經(jīng)過對(duì)比選擇,同以往的耙吸船淺掃施工相比,耙平器施工體現(xiàn)出特定的優(yōu)勢(shì),這些優(yōu)勢(shì)都為基建性疏浚施工創(chuàng)造了有利條件,具體體現(xiàn)在:
(1)耙體寬,耙頭部寬度達(dá)到2~4.4m,耙平器自身寬度也達(dá)到13.4m,充足的耙體寬度,為淺掃提供了充足的面積,而且能夠充分、大范圍地覆蓋施工區(qū)域,減少了施工時(shí)間,控制施工成本,能夠達(dá)到預(yù)期的施工目標(biāo)。
(2)耙體重。航耙頭部,小耙重量達(dá)到6t,大耙重量則達(dá)到14t,整平器重量則達(dá)到30t,耙體充足的重量能夠用來破土,達(dá)到預(yù)期的破土效果。
(3)易于上點(diǎn)。耙平器的淺掃對(duì)船舶操作人員提出了較高要求,不僅要準(zhǔn)確掌握航行方向,更重要的是要科學(xué)控制航行速度。
(4)耙頭下放也要注意深度的控制與把握,預(yù)防偏差的出現(xiàn),這樣才能確保上點(diǎn),對(duì)于耙平器來說,能夠妥善處理淺點(diǎn)問題,只需要牢固把握船舶航行方向。
(5)耗油低、造價(jià)低。從整體來看,同以往的耙吸船施工對(duì)比起來,耙平器能夠從整體上控制耗油量,控制施工時(shí)間,縮短施工周期,而且成本相對(duì)較低,能夠達(dá)到預(yù)期的節(jié)能減排目標(biāo)。
(6)疏浚時(shí)間相對(duì)靈活,實(shí)際的施工作業(yè)具有一定的自由度、靈活度,即便遇到陰雨天氣、雷電交加等條件,也能推動(dòng)疏浚施工的高效開展。耙平器中拖輪的使用,能夠代替其他附屬性裝置、附加性設(shè)備等的使用,這其中又減少了一部分投資,而且也促使拖輪功能的充分發(fā)揮。最主要的是,實(shí)際施工中耙平器的利用,解決了平整度問題,能夠確保施工區(qū)段的平整度,從整體上確保工程如期完工,并有可能縮短施工周期。
同傳統(tǒng)的耙吸船施工相比,耙平器的應(yīng)用由于尺寸、規(guī)格等都相對(duì)較小,不會(huì)帶來過大的污染問題,而且也無(wú)需橫跨航道,是小規(guī)模、小范圍內(nèi)的疏浚施工,不會(huì)對(duì)海洋環(huán)境帶來污染與破壞。
通過對(duì)整平系統(tǒng)改良前后節(jié)能減排效果的對(duì)比來說明成效,此次基建性疏浚施工主要采用了4400kW拖輪、耙平器等,主要從淺點(diǎn)消滅的能耗量進(jìn)行對(duì)比,將前后的能耗量作為主要的節(jié)能減排成效對(duì)比量。
該航道疏浚施工前,主要通過大型號(hào)的耙吸船來進(jìn)行淺掃操作,其能耗量如表1統(tǒng)計(jì)。
表1
通過觀察以上圖表能看出,耙吸船疏浚施工中,油耗量較大,達(dá)到0.553tce/個(gè)。
改用耙平器后,實(shí)際的淺掃施工,耗油量顯著減少,主要來源于拖輪,施工長(zhǎng)度達(dá)到60km,具體的數(shù)據(jù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、分析得出:耙平器淺掃施工后,耗油量只有:0.110tce/個(gè),前后的對(duì)比之差:0.553-0.110=0444tce/個(gè),將該數(shù)據(jù)乘以項(xiàng)目工程個(gè)數(shù),最終會(huì)得出較大的數(shù)據(jù),從而得出節(jié)能量巨大,總體來看,能夠最大程度地節(jié)省并控制能耗量。
耙平器的利用有效地控制了耗油量,節(jié)省了施工成本,同舊式的耙吸船施工對(duì)比起來,能夠有效控制能耗量,減少燃料投入量、控制燃料投入成本,特別是柴油量、燃料等的投資,這樣就極大程度上達(dá)到了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益,顯著的經(jīng)濟(jì)效益必然會(huì)帶來良性的社會(huì)影響力,以往的淺掃施工其溢流程序較為復(fù)雜,會(huì)對(duì)海洋環(huán)境帶來污染,耙平器的利用則有效解決了這一問題,提高了海洋環(huán)境質(zhì)量。
水下整平系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化改良,在基建性疏浚施工中得到了有效應(yīng)用,能夠達(dá)到預(yù)期的節(jié)能減排作用,耙平器自身能夠達(dá)到一定的寬度、重量,能夠完成預(yù)期的疏浚施工,也能達(dá)到清淤、除雜等目標(biāo),最主要的控制了成本投資,減少了成本投入,能夠帶來預(yù)期的成本效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
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