船的节能技术..doc

船的节能技术**使船舶在不改变船期表下降低运行速度，以达到节能的目的1:船期不变的情况下,使用变速航法是一个相对有效的办法,但是只是对长航线富余IDLE的船舶有效,比如中国-美国5000海里,其中3000海里使用中高速,其余2000海里使用最低速,相比较而言如果海况理想,E-BOUND可以节省10T燃油每天,W-BOUND可以节省8T/天. 2:码头协调,充分利用码头的装卸效率也是一个很好的办法,装卸1000TEU的船舶,如果使用3个cranes只要12个小时就可以完工,这个主要取决与码头的合作和船公司专业人员的合理配载.要求难度也是很大. 3:增加船舶数量,比如7天周班的航线在航线上增加到8条船,虽然成本上升,但是长期来看,8条船的平均速度下降10%带来的效益可以抵消增加的成本. 集装箱船舶的大型化和超大型化1、船的结构与节能：不同叶梢结构螺旋桨和双桨化学品船的节能螺旋桨设计特点：1）、减小螺旋桨桨叶面积，为了减小桨叶叶形阻力，螺旋桨的伸展面积比为0.33，低于一艘游轮螺旋桨的伸展面积比2）、叶形与伴流场相配合3）、采用适当的桨叶侧斜角，在特定低负荷下，螺旋桨的侧斜角选为33度以获得最低的噪声和振动量级4）、径向螺距和拱度分布的最佳组合以获得最高效率的螺旋桨5）、增加螺旋桨夜哨负荷，提高螺旋桨效率，在船体线型优化方面要求该船最低的阻力和最高的推进效率2、船体的设计特点1）、特殊设计的低阻球首，球首能有效的消除该船体周围的模型2)、船体前部水线呈直线型3）、船尾采用双尾鳍线形：采用不对称双尾鳍，使螺旋桨盘面处的伴流产生旋转分量，其方向与螺旋桨运动反向相反，从而增加推进效率**为了使边界元在水中运动时产生的粘性阻力最小其位置必须设计的进入螺旋桨的水流保持平行，其形状必须符合水流和螺旋桨的相对运动**适当减小桨叶随边处的直径，并使端板偏移在叶梢的压力面一边，叶梢端板恰好符合桨盘面的流管形状，以减小端板的粘性阻力。

节能的有效途径（一）加强日常管理和维修保养通过研究和实践，技术节能可有效降低船舶燃油消耗，已被大家所认同，并已广泛应用在船舶节能工作中但是船舶节能减排是一项系统工程，在注重技术节能的同时还应加强船舶管理，把节能减排的基础性工作做好在日常管理方面，船舶产生的污油、污水和固体垃圾必须依据有关规定统一存放，到岸后交有关部门处理，严禁排、弃入海在加强船舶维护保养方面，设备、设施要杜绝跑、冒、滴、漏现象；定期进坞对船体、螺旋桨和舵机等设备进行保养，清除附着海生物，选用质量好的防污漆，保持船体水下部分的清洁，减小船舶航行阻力；冬季启动主机时，应对主机内循环冷却液进行预热，然后再启动，以防止爆燃，提高燃油燃烧率；定期检查维修轴系和尾轴承运行情况，避免由于轴系偏转量或摩擦力过大，造成主机有效功率减小；主机启动和停机时，采用循序渐进方式，切忌猛启猛停处于良好技术状态的设备，运行过程中能减少燃料消耗，而设备维修保养是保持设备良好技术状况的有效手段对于目前较先进且较昂贵的主副机等专用设备，日常维修保养显得尤为重要机电设备是船舶油料最直接的消耗者，抓好机电设备的维护保养，确保机电设备的良好工况，要多措并举，使柴油机保持良好的工作状态，充分挖掘节能降耗的潜力。

二）使用经济航速船舶航行速度直接关系到燃油消耗，是经济和技术的综合反映如航行任务不紧迫，航行可采用经济航速，并考虑风压、水压等因素选择经济航线海事部门现有的船艇都相应提高了静水航速，全速在12节到22节不等，而船艇普遍尾浪较大，没有必要全速巡航但较长时间使用怠速，则会导致燃油燃烧不完全，加剧机械磨损，损坏设备工况，也不利于节能减排对船艇而言，螺旋桨消耗的功率Nb与转速n的三次方成正比，即Nb=Cn3，C为常数，且与螺旋浆的结构及水面状况等因素有关，如果忽略磨损和传动中消耗的功率，螺旋桨消耗的功率就是柴油机发出的功率，而功率与油耗是成正比的所以，根据使用说明书要求，结合实际工作经验，如果没有必要全速航行的话，就适当降低航速，可以降低功率，节省燃油消耗，使用经济航速能达到节能减排的效果但为了保证柴油机的正常运转，应避免主机长时间低负荷运转，偏离设计工况太多，使增压扫气不足，产生燃烧恶化、运动部件磨损等情况，比较理想的结合点应为航速降低10%左右三）合理调配船艇随着海事系统船艇装备逐步配备到位，合理科学地调配船艇，也是节能减排的一项重要措施比如说玻璃钢艇，最高航速能够达到22节，额定功率只有400kW，具有速度快、功率小的特点，除起、抛和复位浮标、船舶救助或溢油应急反应需要大型船艇外，日常巡航应尽可能使用小型快艇，达到节能减排的效果。

四）合理安排船舶值班及有效节约水电为了有效节约水电，我们要严格控制照明用电，合理使用空调、电器（电视电脑）以及饮水机等设施；加强用水设备日常管理维护和巡检巡查、及时更换老化和落后设备，采用节水龙头等设备，注意及时关闭水阀，禁止船上的淡水用于其他用途同时，要注重加强教育，让船员自觉养成节约用电、用水的好习惯五）使用化学添加剂燃油中使用添加剂（也称清洁剂、助燃剂等），可改善柴油机的燃烧状况，使柴油燃烧充分，达到提高燃烧效率、节约燃油、减少有害气体排放的目的，是世界各国普遍采用的行之有效的节能措施之一在高能耗的老旧柴油机上使用的节油效果明显，如在老式300系列、6160、6190、6135等系列柴油机及使用5年以上的柴油机上使用，节油率达6～12%目前国内使用的燃油添加剂品牌很多，主要是通过和燃油进行物理或化学反应，改善燃烧质量，提高燃油的燃烧效率燃油添加剂以改善柴油品质为起点，目的是做到柴油与柴油机的合理匹配，使柴油机能发挥更大效率另外，使用燃油添加剂无需增加装置或改变发动机结构，因此被认为是一种便捷、有效的节能减排措施对柴油机而言，目前使用的燃油添加剂主要有十六烷值提升剂、燃烧促进剂、消烟剂、流动性改进剂、抗氧化稳定剂、抗微生物剂等几种。

随着人们对能源危机和环境保护的广泛重视，添加剂的种类越来越多，使用也越来越普遍目前市场上广泛使用的还有润滑油添加剂，润滑油添加剂一般采用金属磨损自修复技术，具有减磨抗磨，减少排放，降低污染等功能使用润滑油添加剂可以延长机件寿命，降低能源消耗，延长维护周期六）推广玻璃钢船型玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料、英文缩写为GFRP或FRP）是一种品种繁多、性能优异、用途广泛的复合材料，它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺制作而成的一种功能型的新型材料，具有相对密度小、冲击韧性好、表面光滑、耐腐蚀、成型简单的优点同钢质船舶相比，玻璃钢船舶具有节能效果好、耐海水腐蚀性能好、维修费用低、对海洋的污染小和节约钢材和木材等优点，因而，推广使用玻璃钢船能有效降低能耗，更加合理地利用能源参考文献：[1] 叶高文.船舶节能新技术开发与应用研究[J].机电产品开发与创新，2007，（6）：106.[2] 彭斌.船舶节能技术综述[J].船舶科学技术，2005，（27）：3-6.[3] 姚春德.柴油机燃油添加剂研究发展综述[J].柴油机,2003，（5）：12-15. 《中国海事》2010年第11期基于现代混合推进技术的船舶节能摘要: 船舶节能的措施有多种, 船舶混合动力推进系统是其中一个很有潜力的研究课题。

文章主要介绍了混合推进装置的组成、排气热能回收系统以及热能回收系统的工作模式, 阐述了船舶混合推进的发展现状, 然后通过实例说明了混合推进带来的经济效益和节能效果, 最后阐述了效率更高且实用的动力装置的发展方向1 水路运输能源消耗及能源使用效率目前水路运输特别是远近洋货物运输量占较大的比重, 2003 年水运货运量和货运周转量占全社会总量的10%和53.3%水运行业能源消耗为注册运输船舶燃油消耗, 主要燃料类型为燃料油与柴油据预测, 到2010 年, 水路运输燃油单耗水平应达到世界2000 年的发达国家水平, 其中远洋和沿海运输应接近或达到同期国际水平, 其中海洋运输1000t/km燃油单耗, 沿海运输由4.8kg 降到4.4kg, 远洋运输由4.44kg 降到4.06kg, 内河运输1000t/km 燃油单耗由8.0kg 降为7.6kg, 运输综合单耗呈下降趋势2 船舶节能可采取的措施(1) 淘汰老船;(2) 船舶减速航行;(3) 螺旋桨修边节能技术;(4) 最佳船体纵倾节能技术;(5) 采用SPC 漆和括船底节能技术;(6) 螺旋桨前置导管节能技术;(7) 采用低转速大直径螺旋;(8) 柴油机余热利用;(9) 气象导航节约能源。

综上所述, 船舶节能主要在淘汰老旧船、提高船舶制造技术、最佳的航行状态以及余热利用等方面采取了措施, 尤其是后者大有潜力可挖众所周知, 当前优良的柴油机热效率一般约为45%至50%,而排出的冷却水热量约在20%至25%, 废气带走的热量约在25%至30%, 输出功率为几万千瓦的大型主柴油机其余热利用的裕度是非常广阔的, 尤其是大量废气的高温犹如高电势, 具有很大做功的潜力其不仅可以用作加热、制造淡水, 更可以利用蒸汽涡轮机或动力透平进行发电(PTO 或PTI)整个动力装置系统的热效率可望达到62%左右对于物流领域中以消耗能源为代价的推进动力系统来讲, 如何提高能源利用效率、减少对环境的污染,已经成为系统与控制设计的首要考虑因素近年来的研究动向表明, 混合动力推进系统是一个很有潜力的课题[2]3 混合式推进系统3.1 混合式推进装置的组成及优点混合式推进装置的组成如图1 所示它主要由主机、轴带发电机/电动机、废气锅炉、动力透平/蒸汽透平发电机、电站管理系统( PMS) 、主机离合器等组成它的主要优点是:( 1) 可以降低主柴油机的安装功率; ( 2) 在一定程度上提高了推进装置的冗余性或具有返航能力; ( 3) 优化的电站管理系统提供船舶运行工况所需要的电能; ( 4) 安装灵活( 为船舶设计提供更多的自由度、缩短机舱长度、优化船体线型) ;( 5) 提高冰区航行的级别或破冰能力; ( 6) 通过主机排气余热回收系统或挥发气体回收系统减少耗油量,提高推进功率; ( 7) 能够方便地在已经投入运行的船舶上进行动力装置的改装; ( 8) 在柴油电力推进运行模式下, 能够降低对环境的污染[3]。

图1 混合式推进装置的组成图2 RTA96C 柴油机热量对比图图3 锅炉和废气系统3.2 配备余热回收装置的柴油机推进效率对于一般的柴油机而言, 以RTA96C 柴油机为例, 在ISO 工况下100%负荷时, 燃油在柴油机内燃烧产生的能量, 其分布如图2( a) 所示, 其中推进效率为49.3%; 配备热量回收装置后, 其能量分布如图2( b) 所示, 其中推进效率为54.9%( 49.0%+5.9%) , 由以上数字可以算出, 配备热量回收装置后柴油机的推进效率将提高了11.4%3.3 排气热能的回收余热利用是提高船舶动力装置经济性的措施之一随着柴油机废气涡轮增压器效率的提高和废气动力涡轮的利用, 使柴油机排出的废气能量质量下降, 所以仅靠废气锅炉所提供的热量, 难以满足船舶动力装置及辅助系统的要求, 这就要求对柴油机的余热进行综合考虑具体来讲, 余热利用主要有以下几种方式:( 1) 利用回收的排气热能产生蒸汽, 驱动蒸汽透平机;( 2) 通过柴油机的特殊设计和采用直接吸入扫气空气, 以提高排气温度;( 3) 利用主机缸套水和扫气空气的热能为锅炉给水加热;( 4) 利用柴油机的排气能量。