高桿燈是集裝箱碼頭的主要輔助設(shè)施,一般安裝于碼頭通道和堆場(chǎng),為裝卸作業(yè)、安全監(jiān)控提供照明,平均照度約為15 lx。高桿燈功率較大,夜間使用時(shí)間較長(zhǎng),導(dǎo)致耗電量較大,是影響集裝箱碼頭用電量的主要因素之一。本文基于集裝箱碼頭高桿燈的實(shí)際使用情況,結(jié)合大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),得出高桿燈最早和最晚開啟時(shí)間、最長(zhǎng)照明時(shí)長(zhǎng)、最大用電量等具有實(shí)際指導(dǎo)意義的結(jié)論,從而建立高桿燈用電量的數(shù)據(jù)集模型,并據(jù)此提出高桿燈使用管控建議。 1、集裝箱碼頭高桿燈使用概況 天津港太平洋國(guó)際集裝箱碼頭有限公司(以下簡(jiǎn)稱“太平洋國(guó)際碼頭”)現(xiàn)有81 座高桿燈,其中:集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)有61 座,倉(cāng)儲(chǔ)物流堆場(chǎng)內(nèi)有12 座,外租天津地海集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)有8 座。高桿燈高度為35m,每座高桿燈安裝有20 盞照明燈具。太平洋國(guó)際碼頭建立了集裝箱碼頭高桿燈智能管理系統(tǒng),對(duì)高桿燈使用實(shí)行智能化管理。高桿燈智能管理系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程開啟和關(guān)閉高桿燈,還可以實(shí)現(xiàn)每座高桿燈燈具的分組照明及統(tǒng)計(jì)高桿燈的用電量。太平洋國(guó)際碼頭的能源消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2013 年高桿燈用電量占公司主要生產(chǎn)用電量的16.7%,2014 年占17.4%,2015 年占18.1%。合理使用高桿燈,加強(qiáng)對(duì)高桿燈使用的數(shù)據(jù)分析及控制管理,對(duì)公司節(jié)能降耗具有積極意義。
2、 集裝箱碼頭高桿燈使用管理 通過查閱資料、咨詢交流、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等手段采集并分析2014 年1―12 月太平洋國(guó)際碼頭集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)61 座高桿燈(1~52 號(hào)及61~69 號(hào))的用電量、開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、照明時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析,研究高桿燈用電量與季節(jié)、光照、分布場(chǎng)地等因素的關(guān)聯(lián)性,理清高桿燈用電量的控制點(diǎn),從而通過合理、規(guī)范地使用高桿燈,達(dá)到安全照明、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、高效利用的目的。 2.1 高桿燈月度用電量 2014 年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度用電量(見圖1)數(shù)據(jù)顯示:1 月高桿燈用電量最高,為34.48 萬kW/h;6 月高桿燈用電量最低,為17.14 萬kW h。高桿燈月度用電量曲線總體呈現(xiàn)波谷特點(diǎn)。高桿燈的月度用電量受季節(jié)影響明顯:夏季用電量較低,冬季和春季用電量較高。
2.2 各高桿燈月度用電量
2014 年10 月太平洋國(guó)際碼頭高桿燈用電量數(shù)據(jù)顯示:(1)27 號(hào)高桿燈用電量最高,為6 700 kW h;(2)65 號(hào)高桿燈用電量最低,為40.59 kW h;(3)44號(hào)高桿燈沒有產(chǎn)生用電量;(4)各高桿燈用電量不均衡,電量消耗差距較大。 2.3 月度最高用電量的高桿燈數(shù)量分布 月度最高用電量的高桿燈數(shù)量分布在[30,35]區(qū)間的達(dá)8 個(gè)月,占比為67%。盡管各高桿燈月度最高用電量不同,但是月度最高用電量的高桿燈數(shù)量分布具有趨同性。 2.4 月度最高用電量的高桿燈概率分布 月度最高用電量的高桿燈概率分布統(tǒng)計(jì)顯示:月度最高用電量超過90%的高桿燈有27 座,數(shù)量占比為44%;月度最高用電量超過80%的高桿燈有4座,數(shù)量占比為7%。在月度最高用電量超過90%的27 座高桿燈中,25 座分布在堆場(chǎng)進(jìn)出口,1 座位于冷箱堆場(chǎng),1 座位于緩沖區(qū),說明這些區(qū)域用電量集 中,對(duì)高桿燈月度用電量影響最大。 2.5 高桿燈月度最早開燈時(shí)間
2014 年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度最早開燈時(shí)間(見圖2)數(shù)據(jù)顯示:1―2 月高桿燈開燈時(shí)間最早,為16:44;6 月高桿燈開燈時(shí)間最晚,為18:57。高桿燈的月度最早開燈時(shí)間曲線總體呈現(xiàn)波峰特點(diǎn),且高桿燈的最早開燈時(shí)間均早于日落時(shí)間。5 月和7 月多多云天氣,導(dǎo)致開燈時(shí)間提前。
2.6 高桿燈月度最晚關(guān)燈時(shí)間 2014 年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度最晚關(guān)燈時(shí)間(見圖3)數(shù)據(jù)顯示:6 月高桿燈關(guān)燈時(shí)間最早,為04:34;12 月高桿燈關(guān)燈時(shí)間最晚,為07:16。高桿燈的月度最晚關(guān)燈時(shí)間曲線總體呈現(xiàn)波谷特點(diǎn),1―6 月最晚關(guān)燈時(shí)間均早于日出時(shí)間,7―12 月最晚關(guān) 燈時(shí)間均晚于日出時(shí)間。7 月和9 月多多云天氣,導(dǎo)致關(guān)燈時(shí)間滯后。
2.7 高桿燈月度照明時(shí)長(zhǎng)
2014 年太平洋國(guó)際碼頭高桿燈月度照明時(shí)長(zhǎng)(見圖4)數(shù)據(jù)顯示:1―2 月高桿燈照明時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng),為15.28 h;6 月高桿燈照明時(shí)長(zhǎng)最短,為9.55 h。高桿燈月度照明時(shí)長(zhǎng)曲線總體呈現(xiàn)波谷特點(diǎn),且月度照明時(shí)長(zhǎng)基本長(zhǎng)于夜間時(shí)長(zhǎng)。
3 、高桿燈用電量數(shù)據(jù)集模型
建立高桿燈用電量數(shù)據(jù)集模型(見圖5)。在高桿燈的實(shí)際使用過程中,須不斷對(duì)作業(yè)場(chǎng)地分布范圍、安保和交通照明需求、作業(yè)持續(xù)時(shí)間、季節(jié)光照、環(huán)境和天氣、人為開閉合理性、使用發(fā)光二極管燈泡等因素進(jìn)行規(guī)范、細(xì)化和改進(jìn)。
4 、高桿燈使用改進(jìn)策略 (1)將場(chǎng)地作業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃與高桿燈智能管理系統(tǒng)相結(jié)合。原高桿燈智能管理系統(tǒng)的控制模式與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)缺乏關(guān)聯(lián)性:僅由操作人員主觀控制集裝箱堆場(chǎng)高桿燈的照明范圍和持續(xù)時(shí)間,不能針對(duì)生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)照明,容易造成電能浪費(fèi)。經(jīng)過改進(jìn)后,在高桿燈智能管理系統(tǒng)中加入場(chǎng)地作業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃(夜間)模塊,將現(xiàn)場(chǎng)照明與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合,使得堆場(chǎng)照明控制精確到具體時(shí)間段。高桿燈智能管理系統(tǒng)確保在堆場(chǎng)開始作業(yè)前開啟高桿燈進(jìn)行區(qū)域照明,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)度控制照明時(shí)間,使照明控制更加合理、規(guī)范。 (2)量化開關(guān)燈依據(jù)標(biāo)準(zhǔn),避免隨意性。高桿燈的開關(guān)時(shí)間及使用的燈具數(shù)量由操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和亮度決定,缺乏相應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn),存在較大的隨意性。在鄰近場(chǎng)地高桿燈下方安裝照度計(jì),照度計(jì)的測(cè)量信號(hào)通過高桿燈的控制光纜反饋給高桿燈智能管理系統(tǒng),作為開關(guān)高桿燈的觸發(fā)信號(hào),并且不同的照度值對(duì)應(yīng)開關(guān)不同數(shù)量的高桿燈,從而實(shí)現(xiàn)高桿燈使用的標(biāo)準(zhǔn)化。 (3)定義高桿燈使用屬性,確定高桿燈使用標(biāo)準(zhǔn)。集裝箱碼頭一般未針對(duì)提供安保照明和交通照明的高桿燈建立明確的使用標(biāo)準(zhǔn)。為此,有必要根據(jù)高桿燈的使用屬性及照明區(qū)域(見表1)確定使用標(biāo)準(zhǔn),確保滿足不同屬性的照明需求,從而達(dá)到高效利用、節(jié)能降耗的目的。
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