试析降低副机发电耗油的措施

摘 要:文章从船舶副机自身的节油、更经济的发电设备的应用、减少船舶电能需求等方面对船舶副机主要节能措施进行了分析探讨，为船舶副机节油降耗提供了有益的参考。

关键词: 副机 节油 降耗

1.引言

面对国际金融危机的冲击，交通运输业特别是航运业受到了严重的影响，在这种形势下更需要控制成本支出，节能降耗，以确保“在危机中生存，在危机中谋发展”。如中远公司在结构调整方面，主要采取的四项策略之一便是降低燃油成本策略。节油问题，又一次摆在了各船公司技术部门工作人员的面前。而船舶发电耗油占据了一个不小的份额（据某轮测算约占总油费的25%），因此研究降低副机发电耗油对各船公司具有重要意义。

2. 船舶副机自身的节油措施

2.1 选用电子喷射、可燃烧劣质油的副机

副机采用电子喷射及智能化技术和相应的控制装置后，对不同工况自动确定副机所需的最佳喷射压力，喷油时间和喷油速率亦可精确控制，即通过对副机和船舶电站的各种参数进行实时监测，自动调整副机参数使之始终处于最佳的工作状态，从而达到可使燃油消耗显著降低的目的。

副机燃烧与主机相同的重质燃油，实现了燃用单品种油，使机舱布置和管路布置大大简化，降低了船舶营运成本，并可以合理地使用石油资源。当然，这时要充分借鉴主机燃烧劣质油的一些成熟的技术，如：燃油使用前的预处理(预热、净化)， 以保证良好的燃油雾化质量；燃油添加剂技术的运用，进一步提高燃油燃烧效率（其节油率可达4.1％[1]，并能降低有害排放）；碱性气缸油的使用，降低劣质燃油中含硫量高的危害等等。

2.2 加强副机日常管理，提高其热效率

2.2.1 确保副机气缸处于良好工作状态

应注意副机活塞环和气缸套的磨损情况及气阀密封情况，避免燃烧室漏气。经常进行压缩终点压力的检查，并定期进行吊缸检查。

2.2.2 强化副机燃油喷射系统的管理（尤其是非电子喷射式）

副机的燃烧过程对喷射设备的工作质量很敏感，应予以特别重视。喷油泵的凸轮及其传动部件的磨损，喷油器弹簧疲劳或折断，新弹簧的调整不当等都会影响喷油定时。另外，燃油的十六烷值、粘度、发热值及馏程等指标均对燃油的滞燃期产生直接的影响，应根据使用燃油品质的不同，相应调整喷油提前角，使其处于最佳位置，降低燃油消耗。

根据实际情况对副机喷油器进行定期的预防性检查和不定期的诊断性检查，避免其发生异常喷射。燃油雾化质量好， 燃油细粒与压缩空气充分混合，能使滞燃期缩短，燃油燃烧完全。若发现针阀锥面密封不良，可用极细的研磨膏研磨，再用柴油或滑油研磨。若喷油孔堵塞，可先用煤油浸泡，然后用略小于喷孔直径的钢针或钻头疏通。但当针阀锥面出现下沉，或喷孔直径增大10％以上时，应换新的喷油器。此外，装喷油器时应注意垫片的厚度，否则油头伸入燃烧室的高度改变，影响雾化角度，使燃油消耗增加。

2.2.3 注意副机系统的管理

系统不顺畅会使机械磨损增加，自然也就增加了油耗。在副机管理中，不但要保证滑油的工作压力、工作温度及正常的工作油位，而且要定期检查油性能，分析结果，采取相应处理措施。

2.2.4 保持副机合适的冷却水温

副机运转时，若水温过高，会使缸壁油膜蒸发，磨损加剧，缸套密封圈迅速老化，还易引起汽蚀；水温过低，副机的冷却强度大，滞燃期延长，使副机循环热效率降低。因此，从保证副机可靠运转和节能的观点出发，应根据说明书的要求调整副机的冷却水温至正常范围，既不形成低温腐蚀，又降低了燃料消耗率。此外，副机在起动前注意暖缸操作，以改善其起动性能；否则，易造成起动困难，增加燃油消耗。

2.2.5 保证副机良好的换气质量

对进气流经的所有环节进行及时检查清洁，确保气缸有充足的进气量。大多副机采用废气涡轮增压，若空气通道堵塞，如脏污、结炭、变形等，都会因流阻增大，使增压压力下降，影响换气效果，导致燃烧不良，油耗增加，严重时还会引起喘振。因此应定期清洁增压器压气机进气滤器。当然,还应定期测量和调整气阀正时，使其保持在最佳的工作状态。

保持副机良好的工作状态，是获得副机性能良好的关键条件，是轮机管理人员在副机方面节能的主要措施。提高轮机员的技术素质和操作能力，对各种机械设备有完善的维修制度，使其达到良性循环，杜绝副机“跑”、“冒”、“滴” 、“漏”等现象的发生。尤其对于老式副机，这方面节能的空间更大。另一方面，副机性能提高了，便进一步确保了单副机航行的安全；与双副机航行比较，不仅实现了副机节能降耗目的，而且可以减少副机备件损耗和人工管理成本，经济效益明显。

3. 更经济的发电设备的应用

3.1 正常航行时尽可能多地利用轴带发电机（PTO）向全船供电。

在主柴油机正常运转期间（通常要求主机转速要大于70%标定转速），通过常设置在中间轴处的恒速传动装置驱动一专用发电机，可满足船舶航行所需的电力。在主机转速变动时借助于恒速装置保证发电机转速恒定，或借助于变频装置保证发出的电压与频率不变。在航行期间可停止使用副机，而用油耗率低的主机供应电力，节省了整个动力装置的燃料及副机的滑油消耗，并可减少副机的数量与维修费用。

3.2 利用排气废热产生的蒸汽来驱动蒸汽透平发电机组，并入船舶电站；或者主机采用新型高效废气涡轮增压器（如BBC-VTR-4A型），其效率可达76%，大于为满足增压器功能平衡所需的效率64%时，采用动力涡轮系统（TCS）来将多余的能量转化为电能[2]。

3.3 在靠泊码头后，换用岸电

利用成本较低的岸电，可减少船用副机及发电机的维修费用和燃料费用；此外，这还便于轮机部开展维修保养工作（如此时可对副机冷却海水系统进行维护）；降低了轮机部船员港区值班强度等。

4. 减少船舶电能需求，降低副机负荷

4.1 采用变频技术控制压缩机、泵及风机等转速

船舶上使用的压缩机、泵和风机等绝大多数是由交流异步电动机带动的。当负载发生变化时，通常借助于阀或风门的调节来适合负载的变化。这种控制方式，电动机转速几乎不变，电动机容量是按最大负载的工况来选择的，那么在低负载时，必然会发生损失。交流变频调速以其优异的调速和起、制动性能，高效率、高功率和节能效果，被公认为最有发展前途的调速方式。[3]所以，采用变频技术来改变驱动电动机的转速既满足了设备的工况要求，又能节省电力，是个较佳的选择。

如要求中央冷却器淡水出口温度保持一定，则主海水泵电动机转速控制装置应根据动力装置的热负荷和海水进口温度的变化，自动控制泵的转速，有助于节省电力。再如空调压缩机，可以在回风口处设置一个温度检测点，将该温度和给定的温度进行比较，根据比较的结果，变频器发出控制信号对电机进行速度控制。当回风温度较低时，说明房间温度低，此时通过变频器降低压缩机的转速，减缓冷剂的循环速度，降低电能消耗。

4.2 采用其它方式进行空气调节

在空调降温工况时，将外界的空气直接引入受船底外海水冷却的双层底空间中进行冷却，冷却后的冷空气导入船舶空调管道系统作室内空气降温用；在空调加温工况时，将外界的空气引入设置在柴油机排气管道中的空气加热器中，加热后的热空气导入空调管道系统作取暖用，如布置困难时还可利用柴油机缸套冷却水对空气进行加热。这样空调的电能消耗大大降低。

4.3 降低船舶起货设备耗电

从设计角度来看，如船舶使用电动起货设备，电动机-发电机方式与可控硅发电机电动机组控制方式相比，前者效率为60％～70％；后者为80％～85％，远高于前者[4]。因此应尽可能选用可控硅发电机电动机组来控制电动起货设备。

从船舶管理角度来看，应注意与港口协调，尽可能使用岸吊。如确需使用船舶起货设备，甲板部和轮机部应加强联系，根据实际负荷即时并车或解列，在保证必要设备运转的情况下，合理分配用电，以减轻副机的负荷，避免浪费。

4.4 利用改进的锅炉进行船舶产生的污油或油渣的焚烧，既可减少焚烧炉的电能消耗，又可回收污油焚烧时所放出的热能。

5.结语

综上所述，只要充分利用新技术，加强船舶管理，从船舶副机自身的节油、更经济的发电设备的应用、降低船舶电能需求等方面挖掘节油潜力，副机节油效果必将有新的提高。

参考文献

[1] 林开进.船舶使用燃油添加剂效益分析[J].航海技术，2008年第2期，P56.

[2] 杜荣铭.船舶柴油机[M].大连海事大学出版社，2005.

[3] 王君艳.交流调速[M].高等教育出版社，2005.

[4] 林淑华.船舶电动机的节能技术[J].黑龙江交通科技，2009年第8期，P150.