船舶动力系统的节能减排技术与应用

试析船舶节能减排技术的应用

社会经济的不断发展给交通运输行业带来巨大的考验，车辆、船舶等交通运输加剧了 的排放，其在一定程度上影响了人们的身心健康以及社会经济的健康可持续发展，其中被认为是最清洁、最环保的船舶运输行业也不能幸免。因此，研究船舶运输行业的节能减排具有十分重要的现实意义。

一、船舶节能减排技术重要性

船舶节能减排是航运发展的需要，船舶运输努力的方向就是利用最合理的航速和耗油关系来获得最好的经济效益，对于船舶运输行业来说，船舶节能减排已经成为船舶企业落实科学发展观的关键步骤，其对建设资源节约型、环境友好型社会有着重要意义。在实际的船舶运输中，工作人员需要根据船舶运行航线、工况等实际的变化情况，对船舶实际运行中的耗油等进行分析以及修正，以便得到船舶实际的耗油数据，从而分析船舶实际的节能方式，为满足实际船舶运输需要奠定坚实基础。船舶节能减排也是我国法律法规的强制性要求，我国明确规定了到2020年，我国二氧化碳排放量会降低到16%，船舶运输单位运输周转耗能量降到15%，因此可以说船舶节能减排技术在一定程度上符合我国节能减排总体战略。

二、船舶节能减排的影响因素

1.船舶性能

船舶自身的性能会影响到船舶节能减排的效果，一般来说，不同船舶主辅机状态、涂装底漆以及污底情况、运营年限、型号以及船体浸水体积等都会对船舶节能减排产生不同影响。船舶主辅机是船舶运输过程中重要的耗能设备和安全设备，主辅机运行效率越高，船舶燃烧效率就越高，这样就可以适当降低船舶单位耗油量，在一定程度上对船舶节能减排工作起到重要作用；不同运营年限的船舶主机磨损程度不同，长时间运行的船舶主机磨损较大，其单位耗油量较大，对能源利用效率、污染物排放等存在一定的影响；不同型号的船舶抗风浪性能不同，其甲板受风面积以及船舶耐波性等都会对船舶节能减排效果产生一定的影响；船舶船体浸水体积会在一定程度上影响船舶兴波阻力，进而影响船舶节能减排效果。

车辆工程技术81机械电子1　前言 随着全球化进程加快，物流业、渔业、大型海上工程的不断发展，船舶作为海上运输工具其数量也在逐步增加，其节能效果的好坏直接对经济、社会、环境有着重大影响。而高耗的能源则是伴随着大量的温室气体排放，国际航运业所排放的二氧化碳其总量大约相当于全世界二氧化碳的排放总量的3%，而且船舶柴油机还会排放一氧化碳、氮氢化合物、硫化物、微粒等有害物质[1]。因此，加强船舶管理和设备维护保养及节能减排的基础性管理，研究和应用节能技术降低船舶能耗，不仅可以为航运企业节省燃油费用，同时减少船舶造成环境污染，获得经济和环保双重效益。2　船舶节能的原则 船舶节能总的含义是以最小的能量消耗取得最大的运输效益，或者说就是以最小的燃料费用取得最大的运输量。 燃料费用营运指标=运输量（吨×千米或海里）/（燃油消耗量（千克） ×燃料的价格（元/千克）） 上式的燃料费用营运指标是表示单位燃料费用所完成的运输量，从式中可以看出，船舶节能的努力方向是增大运输量，降低燃料消耗量和采用廉价的燃料[2]。3　传统动力系统的类型及特点 现代船舶动力系统主要有柴油机动力系统、燃汽轮机动力系统和电力推动系统。对于柴油动力系统主要的性能特点有以下几点：柴油机作为内燃机在启动时能够比较迅速，而且它的负荷运转性能好，安全可靠技术成熟。按照转速的高低分为二冲程柴油机和四冲程柴油机。二冲程柴油机主要应用在大中型远洋运输船舶上，具有转速低动力持久等特点，四冲程柴油机主要应用在中小型船舶（客船、豪华游船以及军船等）上。 对于燃气轮机动力系统的特点有以下几点：燃气轮机相比柴油机在质量和尺寸方面占有绝对的优势，它具有良好的加速性能和很低的污染气体排放，被很多高速客船舰艇等所采用。它的缺点主要在于燃油经济性上不能够做到充分燃油，尤其在部分工况的情况下此现象更为严重。而且燃汽轮机需要燃用干净清洁、价格昂贵的蒸馏油，价格比较昂贵。在船舶航行过程中可以合理地选择柴油机、柴油机发电机和电动机的数量来实现节能、减排的目的，更加有效地提高整个船舶航行的经济性。在电推进动力系统中吊舱式电力推进系统是当今备受关注和重视的推进方式。4　在船舶传统动力系统中的节能减排4.1　柴油机废气与冷却水余热再利用 燃油在气缸内燃烧后的热量大部分被排气和冷却水带走，只有小部分热量得以充分利用。对这些可用热量的有效利用，现在最为普遍的就是废气锅炉以及主机暖缸利用冷却水热量。（1）设热管锅炉对主机废气进行二次回收。柴油机排气余热的温度在吸收利用时其温度可降低到环境温度。主机排气通过废气锅炉后，排气温度由原来的360～380℃下降到260～280℃，这个温度离露点（假如为180℃，有时还要低）还有100℃左右温度可利用。现在假设在远洋船舶的每个废气锅炉之后增设一热管锅炉，对柴油机的排气余热进行二次回收，使排气温度降到180℃左右。用这些回收的热量供船员日常生活用气是非常富裕的，并可避免冬季单靠废气锅炉供热有时不能满足船舶正常需要的供热量。热管锅炉由气水管及烟道箱组成。它是利用热管作为传热元件来回收船舶主机排气余热的。由于热管的传热效率高，热敏度高，又结构简单、运行可靠，使其具有重量轻、体积小、蒸发量大等特点。这是其它型式的废气锅炉无法比拟的。（2）采用主机冷却水热损失来加热日用油柜的燃油。主机冷却水温度一般都在60～75 ℃，属于低品热能。一般的远洋船舶都是利用各种型式的冷却器对主机冷却，进行热量交换，把其热量带走，白白的浪费掉这部分热能。这样既增加了船用设备，又增加了海水泵的功率消耗。假如采用主机冷却淡水加热日用油柜，使燃油吸收冷却水的热量而进行预热，这不仅可减少加热主机日用燃油的蒸汽耗量，而且通过这个所谓的燃油—淡水热交换器后，使淡水温度先行下降，再通过淡水冷却器对其进一步冷却，可提高其冷却效果。4.2　优化螺旋桨的设计 整个推进系统的效率，不仅与推进装置的传动效率、船身有关，更与螺旋桨的敞水效率及装船后的小队旋转效率有关。一般来水，当传动设备及轴系确定后，传动效率不同的船型变化不大，但船身效率，螺旋桨敞水与船型密切相关。因此，为使船舶具有较大推力、较高的船速，改善螺旋桨设计，提高推进系统效率十分重要。4.3　优选主机 在选择主机时都尽量采用“减额输出”匹配方法，即标定功率的85%左右，并以此作为向主机生产厂家订货的依据目前柴油机主机趋向低转速、长冲程，其目的是降低油耗率，同时该类主机与低速大直径螺旋桨匹配效果很好，节能型大功率主机主要是降低油耗，烧重质燃油或代用燃料，提高船舶运营经济性。4.4　优化机舱布置及改善主机进气环境 机舱布置应首先满足总体布局，机电及其辅机布置合理，既便于操纵，又易于维修；同时，机舱周围环境应满足柴油机进气的需求，可及时进气扰动，以使主机进气充足，燃烧良好，排气顺畅。换气良好，燃料燃烧充分，从而达到节能减排的目的。5　结论 我国资源总量稀缺、消耗大，利用率低，节能减排工作面临巨大压力，节能减排是国民经济可持续发展的重要组成部分，是我国的一项基本国策，在世界资源紧缺的今天，迫切需要加强政策力度，加大节能减排技术的研究和推广，调动各方积极性。除了在新技术上要不断创新，同时还要通过开发先进的适合全球标准的信息管理网络，对整个船舶进行综合系统、智能管理，从而使我们国家航运业更具竞争力。参考文献：[1]程楠,李军.船舶减排的标准之困[J].中国船检,2018(06).[2]彭斌.船舶节能技术应用综述[J].舰船科学技术,2015.船舶动力节能减排技术卫志茹1, 阎长斌2,张大鹏3（1. 舶科海事技术服务(大连)有限公司,辽宁 大连 116600;2.大连碧水起重设备有限公司,辽宁 大连 116033; 3. 州泰尔格重工机械（大连）有限公司,辽宁 大连 116600）摘　要：加强船舶的船舶管理、设备的维护保养和应用节能减排技术，是经济和环境的双重效益，是企业可持续发展的重要组成部分，对未来的船舶运输发展显得尤其重要。本文主要介绍了传统船舶行业节能减排现状，并对当前采用的节能减排进行整理、分析、并提出建议及措施。关键词：船舶动力装置；节能；减排

关于船舶混合动力系统的发展与应用

1. 引言

1.1 船舶混合动力系统的概念

船舶混合动力系统是指在船舶上同时使用不同种类的动力装置来驱动船体前进的动力系统。这种系统结合了传统的燃油动力和电动动力，以实现更高效率和更环保的船舶运行方式。船舶混合动力系统的核心思想是根据船舶的不同工况和性能要求，灵活地选择和切换不同的动力装置，以最大程度地提高整体效率和降低运行成本。

船舶混合动力系统的优势在于可以灵活地选择不同动力装置来适应不同的航行工况，如低速巡航、高速航行、靠泊、停泊等，从而达到节能减排的目的。混合动力系统还可以提高船舶的动力输出效率，减少噪音和振动，提升航行平稳性和舒适性。船舶混合动力系统的出现不仅符合航运业的可持续发展要求，也是船舶动力技术的一个重要突破，将为船舶运输行业带来革命性的变革和发展。

1.2 船舶混合动力系统的意义

船舶混合动力系统的意义在于提高船舶的能源利用效率，减少二氧化碳和其他有害气体的排放，推动船舶行业朝着更加环保和可持续的方向发展。随着全球环境问题日益严重，航运业也受到了越来越多的关注，要求船舶在减少污染和节约能源方面承担更多责任。 船舶混合动力系统可以结合多种不同的动力来源，如传统的柴油引擎、液化天然气发动机和电动机等，根据航行的需求灵活调整使用不同的动力源，以达到最佳的节能和减排效果。这样不仅可以降低燃料成本，提高船舶的经济性，还可以减少温室气体和大气污染物的排放，对保护海洋环境和改善空气质量都具有积极的意义。

船舶混合动力系统的意义还在于推动船舶技术的创新和发展，促使船舶制造商和船东不断提高船舶的环保水平，积极应对国际和国内环保法规的要求，为航运业可持续发展提供技术支持和解决方案。船舶混合动力系统的意义不仅在于个体船舶的节能减排，更在于对整个航运行业的引领和影响，促使其向着更加绿色和环保的方向发展。

浅析船舶节能减排技术的应用

社会经济的快速发展，促使交通运输变得更加繁重，加剧了排放二氧化碳的效率，出现越来越严重的温室效应，引发严重的环境污染问题，会在一定程度上影响社会经济可持续发展以及人们身心健康，严重破坏以及威胁生态系统。其中被一直认为是最环保和最清洁的船舶运输行业也不能幸免，在运输的过程中，向大气中不断排放大量二氧化碳等气体，因此，可以发现运输船舶行业节能减排是十分重要的，对于环境和社会的发展存在极大影响。本文主要分析了运输船舶节能减排技术的应用。

标签：船舶；节能减排；应用

0 引言

在2012年的时候全球造船行业都受到多方面因素的影响，例如，船舶动力、海运需求、经济发展、造船产能等，具备比较大的生产运行压力。现阶段，我国面临的不仅仅是扩大出口，还需要进行分析全球分工体系以及快速投资等方面带来的挑战和机遇，应该不断增加船舶行业自身创新能力，以便于加快经济发展速度，为船舶运输行业提供发展机遇，此外，也能在发展全面建设小康社会的一定程度上促进运输船舶行业的发展。提高船舶运输总体运行需求，对于船舶运输节能减排具备更高的水平和要求，针对发展中出现的节能减排实际情况，合理分析船舶节能减排的实际需求，并且依据此作为基本实践研究案例，为船舶运输节能减排奠定基础。

1 船舶节能减排的内涵

船舶节能实际上就是利用最小消耗能量来达到最大运输效益的目的，也可以说是利用相对比较小的燃料费用来得到最合理、最大的运输量。

燃料费用运行指标=运输量（吨/千米）/油量的价格*消耗燃油量

通过上述可以发现想要能够达到节能的目的，需要适当降低消耗燃油量、提高运输量以及使用廉价燃料等。

2 船舶节能减排的需求

2.1 发展航运的需要

船舶运输行业一直努力的方向就是利用最合理的耗油和航速关系，来得到最优化的经济效益，由于不断建设和推广环境友好型、资源节约型社会，对于船舶运输行业来说，节能减排逐渐成为国家船舶企业不断发展和落实科学发展观的关键，同时也是履行社会责任的主要内容。在运输船舶的时候，需要依据船舶工况和船舶运行航线的实际变化情况，合理分析船舶实际运行过程中出现的耗油记录