船舶动力装置节能减排技术研究

摘要：随着社会的不断发展与进步，物流行业处于不断上升发展的趋势。物流行业的迅速发展，对于船舶的发展来讲起到了重要的推进作用。船舶相比于其他的运输工具来讲，能量的消耗量是十分巨大的。节能降排技术已经成为世界的发展潮流，为了能与世界潮流相接轨，对船舶动力装置进行节能减排的研究具有重要的意义。文章主要就其节能减排技术的现状以及发展中的问题作出简要的研究。

关键词：船舶动力装置；节能减排；技术

1什么是节能减排

船舶的节能减排技术，通俗来讲就是满足船舶在运行过程中的基本输出功率的前提下，尽量减少资源的使用以及废弃物的排放。换句话讲，就是用最少的能源来获得尽量多的动力。燃料费用运行指标=运输量（吨/千米）/油量的价格×消耗燃油量，所以为了达到节能减排主要可以从几个方面来进行，比如说是降低耗油量，利用廉价的燃料等。

1.1航运发展的需要

现如今，环境问题已经成为了世界问题。对于船舶动力装置节能减排技术的应用不仅仅成为了我国船舶业发展的关键，也成为了落实科学发展观的关键。当船舶运行的时候，相关的技术人员需要时刻观察船舶的运行状况以及相关航向的转变，对船舶的实际运行情况做科学的分析，针对耗油的记录以及修订系数偏差的分析进行判断，以此来达到实际的耗油量。节能降耗技术的应用，主要是根据船舶在实际生活中的运营状况来进行选择，根本的目的就是为了节约资源，减少不必要的能量的损失。

1.2国家法律法规强制性的要求

根据科学的预测，到2010年的时候，我国GDP排放CO2的量比2005年排放量要下降百分之四十到五十。在有关交通运输的相关规划中，国务院通过的《十二五节能减排综合性工作方案》都明确规定了，到2020年的时候，我国CO2的排放量要降低到百分之十六，有关的船舶运输单位周转耗能量到百分之十五，所以实行船舶动力装置上的节能减排，对于国家的战略任务的实现，起到了至关重要的作用。

2船舶节能减排的意义

现如今，船舶作为海上交通运输的主要方式，在运输过程中有很多的优势：比如其运输量比较大，但是运输费用比较低，通货能力大，在现在的国际贸易的总运输量占据了百分之六十六以上。在我国，进出口货物的运输中绝大部分都是通过海上运输来进行的。随着物流行业的进一步发展，整体的数量在不断的增加。根据数据显示，船舶的能耗量是十分巨大的，对其进行节能改造，对于环境的保护，资源的节约具有重要的战略意义。根据收集到的数据显示，国际航运对于环境产生的影响是十分巨大的。研究表明船舶中CO2的排放量占据世界CO2总排放量的百分之一点八到百分之四点五之间，并且该数据随着物流行业，国际贸易的发展不断的增加。船舶在运行过程中，不仅会排放温室气体CO2，还会排放出有毒的气体物质，比如CO，氮氢化合物，硫化物，微粒等等这样的物质，这些有害物质的排放严重影响了海洋的环境。

3节能型的船舶发展趋势以及在研发过程中存在的问题

3.1节能型船舶的发展趋势

在进行节能减排问题的研究过程中，选择节能型的船舶在节能减排因素中是占主要地位的。对于节能型船舶的选择主要依据以下两个原则：其一就是根据船舶所运行的环境来进行选择，不同的地形，不同的河流需要选择不同类型的船舶；其二就是综合其他的经济效益来选取不同类型的船只。影响节能型船舶的节能要素来讲，除了船型，螺旋桨等这些影响因素之外，还有如航速以及外界等这些影响节能的要素。

3.2节能型船舶在研发过程中存在的问题

3.2.1政府的支持力度不足对于船舶动力装置节能减排技术的研发与设计，不仅仅需要专业型的人才参与整个过程，还需要有大量的资金来支持。政府的支持，不仅可以在资金上使整个研发过程进行得更快更好，还能在精神上给予研发人员极大的支持。但是现在，部分地方政府对于节能型船舶的重要战略意义认识不足，没有在资金上给予充足的支持，这是在节能型船舶研制过程中存在的主要问题。3.2.2节能环保意识不强虽然现在国家注重强调环境保护的重要性，但是人们对于环境保护的意识还是很薄弱的，必须依靠强劲的宣传来增强人们的环保意识。在节能型船舶的宣传方面，力度还是很弱的，这样的宣传力度直接影响人们对于节能降耗型船舶的重要性的认识，这就导致了船舶在推广或者研发过程中没有受到足够的重视。3.2.3眼前经济利益的影响节能型的船舶相比于普通的船舶，造价是比较高的。受到眼前经济利益的影响，大多数的购买者会选择造价低的，在短期内能够将成本赚回来的船型而不会选择成本比较高的节能型的船舶。3.2.4基础设施的制约就现在我国的航道状况而言，超过一半的航道存在着一系列譬如机械化程度低，技术条件差，工作效率低的问题，这些问题的存在直接影响节能型船舶的推广。3.2.5缺乏法律保障随着经济科技的发展，环境污染也越来越严重，环境问题需要依靠法律来进行保护。目前看来，船舶运行带来的环境污染是非常严重的，由于缺乏相应的法律法规的保护，对于船舶节能指标没有确切的指定，使得节能型船舶的研制以及推广受到一定的阻碍。

4船舶节能减排技术的应用

4.1船体减阻降耗

在进行船舶节能减排的应用手段中，船舶船体减阻降耗是重要的手段之一。从船舶的整个设计而言，为了能够节能，船型的设计上主要以减少运行阻力为主。整个的减阻主要从以下三个方面来进行：低阻力型设计，浮态调整，船舶体表面减阻以及低风阻上层建筑等方面来进行研究。低阻力的线型主要是包括线型优化以及总体设计优化这两个方面。在进行优化的过程中，设计人员主要是根据以往的设计经验以及母型船来进行。优化过程必须是在保证足够的排水量的前提下进行的，通过调整方形系数和浮心位置来进行选取船型的尺寸比。而对于线型优化是指船舶体线型的UV度，水线进流角等的设计对于船舶体的阻力有一定的影响。优化设计人员在进行设计的时候，主要是依靠模型以及CFD手段来进行设计的，通过不断的调整来最终确定船体型。船舶在行驶过程中受到的阻力，不仅仅来源于静水阻力，还包括海上的风浪因素等的影响。为了提高船舶综合阻力的性能，需要设计人员对船舶多种载工条件下的阻力性能进行研究分析。

4.2使用经济航速

在船舶实际的运行过程中，对于经济航速的定义主要有三种：其一就是最低燃油消耗率航速，其二就是最高盈利航速，其三是最低燃油费用航速。用船舶在运行过程中的实际意义来讲就是指最低燃油消耗率航速。船舶的部件主要包括锅炉，主机，发电机等，在整体的耗能比例中，耗油最多的就是船舶主机耗油，其中重要的耗油特点就是在运行主机的过程中，船舶的功率以及船舶的航速之间存在着三次方的数学关系。为了达到节能的目的，需要适当的减低船舶的航速，但是航速降低又会意味着整个航行时间变长。当船舶转速以及功率变化时，燃油箱也会受到船速，换气量等等的影响。所以，需要在航速以及耗油量之间寻找到一个平衡点。平衡点的选取主要考虑以下几个因素：船舶耗油设备的状态、船舶运营年限、船舶航行条件、船舶实际的运行路线等。在实际过程中，最佳的航速主要是根据最佳平衡点来选取。

4.3提高推进效率

提高船舶推进效率主要有改进尾部伴流场、主机降功率使用等方式。改进尾部半流场指的是在船舶船体上加装螺旋桨整流罩，这种技术主要应用到对螺旋桨尺寸有限制以及拖轮等高负荷低航速的船舶。加装螺旋桨整流罩后的螺旋桨后流场、桨轴上下不完全对称，其螺旋桨桨轴上方流场偏右，桨轴下方流场偏左。因此，使船舵上下部成一定角度，来分别对齐螺旋桨后流场，进而减少船舵所受扭矩，这种节能措施可在服务航速工况下节省4%的功率。主机降功率使用指的是将船舶主机的功率降低，进而降低船舶燃油消耗率，达到船舶节能的目的。

4.4废热回收以及废气处理

对于船舶的节能减排来讲，进行废热回收以及废气处理也是其节能降耗措施的有效手段之一。在船舶的运行过程中，船舶燃油消耗的过程中会有热量的产生，但是其中有差不多一半的热量都是以废气热辐射等的形式浪费掉。在进行主机的废热转化中，转化效率最大可以达到百分之四，对于这种技术而言，前期投入比较多，回报周期长。

5结束语

现如今，环境问题已经成为了世界问题。时代在不断进步，技术也在不断创新，船舶的节能减排技术的应有已经成了世界发展的需要。本文主要简单介绍船舶的动力装置的节能减排技术，希望读者对其有简单的了解。

参考文献：

[1]徐建豪，龚安祥.中国航运业节能减排存在的问题及对策[J].世界海运，2011，3（11）：42-44.

[2]郭万达，冯月秋.低碳发展：制度重于科技[J].开放导报，2011（4）.

作者：游叔平 单位：江苏韩通船舶重工有限公司