張新春

（連云港市地方海事局， 江蘇 連云港 222000）

1 船舶動力裝置實施節(jié)能減排技術(shù)的必要性

船舶的節(jié)能減排技術(shù)主要是在保證船舶正常運行的基礎(chǔ)上最大限度降低資源的消耗量和廢物的排放量，實現(xiàn)用少量的能源獲得較大的動力這一目標。當前，船舶動力裝置實施節(jié)能減排技術(shù)是十分必要的。

2 船舶采用節(jié)能減排技術(shù)的積極作用

當前，海上運輸中主要應(yīng)用的交通工具就是船舶，而船舶在運輸中的優(yōu)勢也十分明顯，船舶運輸?shù)倪\輸量比其他方式更大，且運輸過程中的費用支出較少。在現(xiàn)階段的國際貿(mào)易當中，船舶的運輸量已經(jīng)達到運輸總量的6成以上。我國的進出口貿(mào)易活動中，大多采用海上運輸方式。最近幾年，物流行業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展，物流企業(yè)的數(shù)量也在不斷增加。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，船舶運行中需要消耗大量的能源，因此對船舶開展節(jié)能改造可以很好地降低資源消耗量，進而能夠為環(huán)境保護工作的順利開展起到顯著的推動作用。

航運對環(huán)境會產(chǎn)生非常明顯的影響，船舶運行過程中所產(chǎn)生的二氧化碳氣體占總排放量的5%左右，且國際貿(mào)易以及物流行業(yè)的不斷發(fā)展和進步還會增加船舶運行過程中二氧化碳的排放量。在船舶運行時還會產(chǎn)生大量的有害氣體，如硫化物和氮氫化合物等。上述有害物質(zhì)不僅會對大氣造成污染，還會影響到海洋環(huán)境的質(zhì)量及安全。

3 船舶節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 積極采用船體減阻降耗措施

船體的減阻降耗是船舶節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用中的一個重要措施。站在船舶設(shè)計的角度，為了更好地實現(xiàn)節(jié)能的目的，在設(shè)計時應(yīng)采取有效措施降低船體運行過程中所產(chǎn)生的阻力，主要從低阻力船型的設(shè)計、浮態(tài)的調(diào)整、船體表面減阻以及船體上層建筑的降阻等多個要素入手[1]。

在船舶設(shè)計中，低阻力線型設(shè)計一般應(yīng)著眼于兩個方面，一個是對船體線型的優(yōu)化設(shè)計，一個是對船舶整體的優(yōu)化設(shè)計。在設(shè)計中，設(shè)計者要充分結(jié)合過往的設(shè)計經(jīng)驗以及母船的具體形式來完成設(shè)計工作。優(yōu)化設(shè)計的整個過程一定要以充分保證排水量為前提。借助對方形系數(shù)和浮心的位置調(diào)整來確定船體的型號和具體尺寸比。線型優(yōu)化主要是考慮船體線型的UV度以及水線進流角等對船舶阻力實際影響來進行船舶的設(shè)計工作。

設(shè)計人員在工作中應(yīng)充分依據(jù)模型和CFD技術(shù)來保證設(shè)計的質(zhì)量和效果，在設(shè)計中對船體的整體結(jié)構(gòu)和參數(shù)進行適當?shù)恼{(diào)整，最終確定船型。船舶運行過程中也會產(chǎn)生一定的阻力，而這一阻力一方面來自于凈水阻力，另一方面來自于海上環(huán)境對船舶運行的影響。為了更好地保證船舶的性能，在設(shè)計中需要針對不同的承載條件進行設(shè)置，同時還要研究其在不同條件下的阻力性能，進而更好地保證設(shè)計的完整性，確保船舶在不同條件下均能實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

3.2 保證航速的經(jīng)濟性

船舶運行時，我們可以從三個層面來解讀航速的經(jīng)濟性，第一個層面是在最低燃油消耗狀態(tài)下船舶的實際航速，第二個層面是盈利水平最高狀態(tài)下船舶的實際航速，第三個層面是燃油費最低情況下船舶的實際航速。從船舶運行的角度來分析，航速的經(jīng)濟性主要是指最低燃油消耗率條件下船舶的航行速度。在船舶運行時船舶的功率和船舶的航速之間存在著三次方的關(guān)系。為了更好地保證船舶的節(jié)能性，必須采取有效措施在合理的范圍內(nèi)降低船舶的航行速度，而低航速又會延長船舶航行的時間，船舶轉(zhuǎn)速和功率發(fā)生顯著變化時，燃油箱也會由于航速和換氣量的變化而受到一定的影響。因此必須要選擇一個航速和耗油量能夠達到平衡的數(shù)值，在這一過程中必須要充分考慮船舶耗油設(shè)備運行的整體狀態(tài)、船舶運行的年限、船舶現(xiàn)有的航行條件以及船舶運行的具體路線等，進而更好地保證所選航速的科學性和合理性[2]。

3.3 改善推進效率

在設(shè)計工作中應(yīng)采取有效的措施不斷提升船舶推進效率，通常可以采用完善尾部伴流場、使用主機降功率等多種方式。前者主要是指在船體上安裝螺旋槳整流罩裝備，這一技術(shù)一般應(yīng)用于螺旋槳尺寸限制較為嚴格且拖輪負荷較高的低航速船舶當中，安裝這一裝置后，螺旋槳軸呈不完全對稱的狀態(tài)，上方的流場向右傾斜，而下方的流場向左傾斜。所以船舵的上下部分就形成了角度，使螺旋槳后波場能夠處于一一對應(yīng)的狀態(tài)，降低船舵所承受的扭矩。這一舉措在船舶航行的過程中可以在正常服務(wù)航速條件下降低至少4%的能耗。而后者主要是將船舶上的主機功率降至最低的水平，從而達到降低船舶運行過程中燃油消耗的目的，進而實現(xiàn)其節(jié)能性[3]。

3.4 積極開展廢熱回收和廢氣處理

在船舶節(jié)能減排設(shè)計工作中一個非常重要的措施就是要開展廢熱回收和廢氣處理工作。在船舶航行時，船舶燃油中也會釋放出一定的熱量，但是這些熱量并沒有得到充分的利用。所以在對主機的廢熱進行處理的過程中，需要對轉(zhuǎn)化率加以控制。而這種方法需要在前期階段投入大量的資金和成本，且具有較長的回報周期，因此在應(yīng)用時應(yīng)綜合考慮多個因素的影響[4]。

4 結(jié)語

當前，環(huán)境問題已經(jīng)成為社會發(fā)展過程中不可回避的一個重要的問題。在技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的同時，很多產(chǎn)業(yè)都在進行節(jié)能減排技術(shù)改革。而航運業(yè)以及物流業(yè)的發(fā)展也在一定程度上推動了船舶節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用。在船舶節(jié)能減排當中，最為重要的部分就是其動力裝置節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)的應(yīng)用能夠有效降低船舶運行過程中的能源消耗，降低能源成本，進而更好地實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

[1]劉少俊，王會，楊宗明，等.基于認知矩陣的“船舶動力裝置原理”教學方法評估[J].船海工程，2016（6）：127-130.

[2]楊興林，黎俊，楊克巖，等.利用船舶主輔機冷卻水的冰區(qū)船舶空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及其能耗分析[J].船舶工程，2016（11）：16-19.

[3]黃家田，馬志強，付光晶.船舶動力節(jié)能減排技術(shù)綜述[J].柴油機，2013（6）：18-20.

[4]田立群.節(jié)能減排共創(chuàng)未來——2013中國船舶動力與排放論壇上海召開[J].機電設(shè)備，2013（6）：12.