船舶油耗計算方法探討

李海昭，陳 丹

（青島北海船舶重工有限責(zé)任公司，山東青島 266520）

船舶油耗計算方法探討

李海昭，陳 丹

（青島北海船舶重工有限責(zé)任公司，山東青島 266520）

在造船行業(yè)中燃油消耗是船東關(guān)注的重點，特別是在國際金融危機爆發(fā)以來，船用柴油機發(fā)展的外部環(huán)境發(fā)生了重大變化，燃料價格的不斷上漲給船用柴油機廠帶來了新的壓力，船東正在尋求運營成本更低的船用柴油機。本文主要介紹了全球兩大低速柴油機專利公司（MAN B&W和WARTSILA）機型油耗參數(shù)的計算方式、柴油機廠在臺架試驗和造船廠在試航階段如何測量和計算主推進柴油機油耗的方法，并對兩大專利公司的油耗參數(shù)的選取和計算方式進行了對比，便于柴油機廠和造船廠能簡單有效的對油耗進行測量和計算。

標(biāo)準(zhǔn)油耗；計算公式；參數(shù)；溫度；壓力

0 引言

2008年世界經(jīng)濟危機后的航運市場仍未走出低谷，隨著近期BDI指數(shù)的再次走低和燃油價格的節(jié)節(jié)攀升，各航運公司都在動足腦筋降低成本、提升經(jīng)營效果。其中，控制船舶航速、降低燃油消耗是降低船舶成本的一項重要方法。通常燃油費用占船舶全部營運成本的40%左右，在變動成本中占比更大，可達70%或更高。

對于營運船舶的油耗要求越來越高，對新造船主推進柴油機的選擇首先看重的便是柴油機本身油耗參數(shù)，在相同條件下油耗越低則越占有優(yōu)勢，因此全球的兩大低速柴油機專利公司（MAN B&W和WARTSILA）都根據(jù)市場的需求推出新機型，或?qū)υ袡C型進行改進來降低燃油的消耗，但無論從何種技術(shù)角度進行改進和修改來降低油耗，兩大公司對油耗計算的相關(guān)關(guān)聯(lián)參數(shù)的選取都是固定的，唯一能變化的就是參數(shù)的取值需根據(jù)機型的不同進行選取，因此兩大專利公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)油耗的修正方式是不同的。

1 油耗計算的相關(guān)參數(shù)

MAN B&W和WARTSILA對外發(fā)布的油耗參數(shù)都是在ISO3046/1標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的理論數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)油耗計算是需要根據(jù)實際測量的油耗和專利公司自己選取的不同相關(guān)參數(shù)進行轉(zhuǎn)換的，MAN B&W堅持一貫的簡潔明了的方式，從相關(guān)的試驗和測量數(shù)據(jù)中選取主推進柴油機本身的4組相關(guān)參數(shù)和ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的4組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進行轉(zhuǎn)換；而WARTSILA則堅持一貫的精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞剑瑥母飨嚓P(guān)的試驗和測量數(shù)據(jù)中選取主推進柴油機本身的4組相關(guān)參數(shù)和ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的4組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，以及3組延伸參數(shù)來進行轉(zhuǎn)換；各個船廠都需根據(jù)兩大專利公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)修正公式，結(jié)合各自的經(jīng)驗進行修正，來完成各自的實測理論油耗（ISO標(biāo)準(zhǔn)狀況下）計算。

ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件規(guī)定[1]：

大氣壓力：100KPa；

大氣溫度：25℃；

掃氣空氣的冷卻介質(zhì)溫度：25℃；

燃油的低發(fā)熱值：42707kJ/kg。

2 MAN B&W的油耗計算

2.1 MAN B&W的相關(guān)參數(shù)

MAN B&W通常關(guān)注的本身4組關(guān)鍵參數(shù)是掃氣空氣冷卻介質(zhì)溫度、增壓器進口空氣溫度、增壓器進口空氣壓力、燃油低發(fā)熱值，各項參數(shù)在ISO狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換比例如下[2]表1所示。

表1 參數(shù)在ISO狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換比例

根據(jù)上述標(biāo)定轉(zhuǎn)換比例即可將實測的主推進柴油機的油耗轉(zhuǎn)化為ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的油耗。

2.2 MAN B&W的計算方式

輔助公式：

標(biāo)準(zhǔn)油耗計算公式：

2.3 各個符號的說明

如表2所示。

3 WARTSILA的油耗計算

3.1 WARTSILA的相關(guān)參數(shù)

WARTSILA通常關(guān)注的本身4組關(guān)鍵參數(shù)：大氣壓力、主機透平后廢氣壓力、鼓風(fēng)機前的空氣溫度、主機掃氣溫度。

4組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為：ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下大氣壓力，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下大氣溫度，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下掃氣空氣的冷卻介質(zhì)溫度，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下燃油的低發(fā)熱值。

3組延伸參數(shù)為：ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下功率參考值，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下掃氣溫度參考值，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下廢氣背壓參考值。

根據(jù)上述參數(shù)即可將實測的主推進柴油機的油耗轉(zhuǎn)化為ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的油耗。

3.2 MAN B&W的計算方式

表2 符號說明

輔助公式：

標(biāo)準(zhǔn)油耗計算公式[3]：

表3 符號說明

表3 符號說明（續(xù)）

3.3 各個符號的說明

如表3所示。

4 結(jié)束語

隨著對船舶油耗的要求越來越高，造船廠在主推進柴油機臺架試驗和船舶航海試驗過程中對柴油機的油耗測量越來越重視，如何更好的利用兩大專利公司推出的計算方式結(jié)合各個船廠在測量過程中的經(jīng)驗進行實際油耗的測量是主推進柴油機廠和造船廠面臨的問題。

[1] Reciprocating internal combustion engines. Performance. Declarations of power, fuel and lubricating oil consumptions, and test methods. Additional requirements for general use. [S]. ISO3046-1:20012012.

[2] 中國船舶工業(yè)總公司編. 船舶設(shè)計使用手冊輪機分冊[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1999.

[3] Guidelines for Turbocharger Matching[S], WARTSILA. 2011.

Discussion of Calculation Method of Marine Fuel Oil Consumption

Li Hai-zhao, Chen dan
(Qingdao Beihai Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd., Shandong Qingdao 266520, China)

Ship owners pay attention to the fuel oil consumption in the shipbuilding field, especially after the economic crisis happened. The outside developing environment of marine diesel is greatly changed. The continuously increasing price of the fuel oil puts new pressure on the diesel works. Ship owners are searching for the less-cost marine diesel to reduce the running cost. The article mainly introduces the calculation method of marine fuel oil consumption and how to measure and calculate the fuel oil consumption during the shop test in the marine diesel works and sea trial in the two low speed marine diesel companies (MAN B&W and WARTSILA). The selection method of fuel oil consumption parameter and the calculation method of the two companies are compared, which help marine diesel works and shipyards do the measure and calculation for fuel oil easily and effectively.

standard fuel oil consumption; calculation formula; parameter; temperature; pressure

U676.3

A

10.14141/j.31-1981.2015.03.014

李海昭（1980-），男，工程師，研究方向：熱能與動力工程和船舶輪機設(shè)計。