節能控制技術在船舶動力裝置中的實踐探索

許振波，張大勇，李敬偉

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節能控制技術在船舶動力裝置中的實踐探索

許振波，張大勇，李敬偉

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著科學技術的持續不斷發展，越來越多的創新型技術開始被廣泛應用到船舶動力綜合裝置當中。以往的船舶在航行過程中會消耗大量能源，很多能源綜合使用效率非常低，在一定程度上還會消耗大量資金，在這種情況下一種創新型節能控制技術應運而生。基于此，將節能控制技術在船舶動力裝置中的應用實踐這個角度作為出發點對其展開深入探討與論述。

船舶動力裝置；節能控制；混合動力；節能減排

船舶是運輸貨物的重要工具，然而船舶在運輸過程中肯定會消耗大量能源。因此，相關工作人員應該重視能源的使用價值。從長遠角度分析，節能控制技術在一定程度上會對環境、社會發展產生重要作用。因此，相關工作管理人員應該投入更多時間和精力加強對船舶節能控制技術的研究，進而提升船舶運行效率和促進社會的快速發展。

1 船舶節能減排的意義

船舶是運輸大量貨物的重要工具。通常情況下，船舶在運輸貨物的過程當中常常會消耗大量能源，大量廢棄物的排放會給環境帶來很大影響。顯然以往的船舶運輸發展模式已經不適合新時代發展的要求，需要相關工作人員以一種與時俱進的心態來創造更多創新型、高效的節能減排技術[1]。在對船舶節能減排技術應用的過程當中，相關工作人員一定要綜合其他各方面因素去考慮和分析，充分運用科學、合理的方法來對船舶進行優化設計。在對船舶整體進行優化設計的過程當中，要從船舶實際狀況出發，最大程度減小船舶阻力。除此之外，還應選用耗油量比較小的主機，使船舶整體處于一種協調狀態。用耗油量比較小的主機在一定程度上能提升船舶的整體推進效率，進而減少各種運營費用的支出。對此，相關工作人員應該綜合各方面因素去考慮和分析，積極投入更多時間和精力對船舶節能減排技術進行深入研究。近些年，隨著船舶相關行業的快速發展，船舶燃料費用整體處于一種上升的趨勢，這說明大量的船舶肯定會消耗很多能源，并且還會對空氣環境帶來嚴重影響。綜合各方面因素考慮，加強船舶節能減排的研究顯得非常有意義。

2 船舶動力裝置分析

船舶動力裝置是保證船舶正常運行的重要動力設備之一，它在船舶的運行過程當中起著至關重要的作用。通常情況下，船舶動力裝置一般包括主動力綜合裝置、輔助綜合動力裝置和其他設備。主動力綜合裝置的主要作用是為船舶的正常行駛提供推動力，進而保證船舶能夠以正常速度進行巡航，是整個船舶的核心部分。準確地講，船舶內部主動力綜合裝置主要包括主機、傳動設備、軸系和動力推進器等[2]。當主機啟動之后其他驅動設備與軸系也會發生很大變化，使得推進器工作能夠正常運行，尤其對螺旋槳的作用更加明顯，在某種程度上能夠有效控制船舶的前進或者后退。通常情況下，主機種類有很多，不過比較常用的有柴油機和燃氣輪機。當下船舶運輸主要以柴油機為主，使用柴油機能夠減少船舶整體運行資金成本。輔助動力裝置能夠為船舶的正常航行帶來源源不斷的能量[3]，包括為船舶提供更多電力、照明和其他動力綜合裝置。發電機組是船舶中的重要輔助動力綜合裝置。在很多柴油機船舶上，通常情況會有三四臺發電機組，大部分都是由中速和高速柴油機綜合驅動的。容量通常情況下會依據電動機械設備數量確定，大多數情況下會選擇使用450 V三相交流電，頻率是55 Hz與65 Hz這兩種。聯合船舶動力裝置機械設備如圖1所示。

3 節能控制技術在船舶動力裝置中的實踐分析

3.1 EGR廢氣再循環技術

柴油機是為船舶正常行駛提供動力的機械設備。通常情況下，使用船舶柴油機在日常工作當中常常會有很多氮氧化合物產生。針對這種情況，一般可以通過廢氣重復循環來降低整個氮氧化合物的排放。一般情況下，廢氣再循環一般是指通過把新鮮空氣和廢氣進行充分融合后再燃燒。通常情況下，相關工作人員可以使用廢氣中的大量惰性氣體使整個燃燒溫度下降，能夠起到降低氮氧化合物含量的作用。另外，廢氣在進入氣缸之后會通過柴油機中的進氣系統來進行循環，廢氣再循環系統可以被劃分為內部廢氣再循環系統與外部廢氣再循環系統。一般情況下，內部廢氣再循環系統在一定程度上能夠有效避免廢氣腐蝕整個管道，提升整個系統的耐久性。外部再循環系統通過電控系統來精確控制整個EGR，能夠起到優化柴油機性能的作用[4]。相關工作人員可以在外部系統當中加裝廢氣綜合循環冷卻器，有效降低燃燒溫度，由此可以說明，外部廢氣在循環系統能夠達到節能減排的目的。

圖1 聯合船舶動力裝置機械設備圖

3.2 柴油機VIT綜合裝置

VIT綜合裝置設計是一種創新型、高效的方式。為了有效滿足主機部分低負荷時燃燒爆炸壓力帶來的影響，達到提升熱效率的目的，VIT綜合裝置能夠在已經設定的初始噴油定時的基礎上，依據柴油機負荷變化來自動調整柴油機高壓油泵，當負荷處于一種非常低的范圍時應提前對噴油進行定時，在短時間內提升燃燒室中的燃燒壓力。當負荷達到額定負荷中的75%～95%時，會逐步延遲噴油定時，使燃燒室內中的燃燒壓力在合理的爆炸壓力范圍內，與此同時還能夠有效防止柴油機負荷超過材料允許的范圍，其主要目的是提升熱高效率，某種程度上還能夠保證柴油機正常工作。

3.3 節能型燃油預熱系統

營運船舶重油駁運加熱方式主要是在船舶重油儲存內部加熱盤管，通過使用蒸汽的方式來加熱重油進而實現駁運。這種燃油加熱方式的特點是：①能量綜合使用效率低，尤其是船體和海水之間熱交換帶走了很多熱量。②加熱盤管是一項紛繁復雜的綜合性工作，蒸汽會對加熱盤管造成很大腐蝕，嚴重時還有可能會造成蒸汽泄漏，進而影響船舶的安全、穩定運行。節能預熱轉換系統是一種創新型、高效的節能減排技術，通過降低駁運重油而浪費大量熱量，從而把節能減排技術作用發揮到最大，并減少整個燃油艙加熱中和其他外界熱交換帶來的損失。除此之外，預熱轉換系統還可以通過使用沉淀柜中的熱油來加熱燃油艙中的燃油，有效降低加熱盤管的整體安裝費用。通過使用這種方式可以保證柴油機船舶設備正常運轉，進一步促進船舶行業的長久、穩定發展。

4 結束語

節能減排是一種創新型、高效的技術，節能減排的主要功能是提升能源的綜合使用效率，降低資金成本。另外，還可以通過減少空氣中有害物質的排放來實現保護環境的目的。近些年，政府相關部門已經在船舶節能減排方面投入了很多資金，相關工作人員應對新技術進行持續不斷的創新，使船舶行業能夠長久、穩定地向前發展。

［1］朱世偉，任燕落.船舶動力裝置的節能控制技術研究［J］.艦船科學技術，2017（20）：76-78.

［2］游叔平.淺談船舶動力裝置節能減排技術［J］.科技創新與應用，2017（23）：42-43.

［3］古彪彬.淺談船舶動力裝置節能減排技術［J］.科研，2017（2）：00127.

［4］胡賢民，溫小飛.大型船舶動力裝置故障的診斷研究［J］.艦船科學技術，2018（2）：79-82.

U664.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.132

2095－6835（2018）22－0132－02

〔編輯：嚴麗琴〕