船舶节能减排技术的应用研究

吕伟    ,李东洁, 

    芜湖四维船舶技术有限公司          安徽  芜湖  241000       芜湖舟航船舶技术服务有限公司      安徽  芜湖  241000

摘要：在我国经济快速发展的背景下，交通运输量也在不断增加，这使二氧化碳的排放有所加剧，温室效应也变得越发严重，环境污染问题不断加重，对人们的身心健康与社会经济发展造成了严重影响。对此，在船舶运输领域需要有效应用船舶节能减排技术，以此来降低能源消耗，有效减少污染物排放，促进我国船舶运输行业的健康发展。本文针对船舶节能减排技术的应用展开分析，探讨了相关影响因素，并提出具体的应用对策，希望能够为相关研究人员起到一些参考作用。

关键词：船舶节能减排；影响因素；技术应用

随着环境问题的持续恶化，人们的环保意识也在不断提升，而且为了使能源消耗得到减少，许多领域对节能减排技术的应用也不断加大重视。在我国船舶行业发展过程中，通过有效应用船舶节能减排技术，一方面可以降低船舶运行期间的能源消耗，另一方面还可以减少污染物的排放，提高环境保护水平。

一、船舶节能减排的影响因素

（一）船舶性能

船舶自身性能与其节能减排效果具有密切联系。一般情况下,不同的船舶其主辅机状态存在差异，同时对运营年限、涂装底漆等方面所提出的要求也有所不同。在船舶运输期间，主辅机具有十分重要的作用，通过提升其运作效率，可以有效提高船舶燃烧效率。在此情况下，可以使不必要的能源损耗得到有效降低。当船舶的运营年限不同时，主机的磨损程度也会存在差异，当船舶长时间工作后，主机将存在严重的磨损程度，进而影响到船舶油耗，所以船舶自身性能直接影响到船舶的节能减排效果，需要相关工作人员对此加大重视[1]。

（二）环境因素

在船舶运行过程中，环境因素对船舶的节能减排、燃料燃烧等也具有重要影响。从整体角度进行分析，环境因素具体包括自然条件、地理条件，如大气压以及温度等。对于这些因素，其对船舶的排放水平、油耗等有着直接影响，所以需要充分关注这些因素。例如，在船舶行驶期间，一旦遇到风暴天气，将会增大船舶的行驶阻力，使船舶有不必要的负荷产生，进而增加船舶的耗油量。除此之外，航道弯曲角度、宽度、交叉情况、深度等，对船舶废气排放和能源消耗也有着重要影响，当减小航道的弯曲度后，可以有效降低船舶的燃烧消耗。

（三）效益因素

目前，我国在船舶领域投入的资金与比例，能够对船舶企业所产生的经济效益和节能减排战略的实施效果进行充分反映。当相关船舶企业在节能减排方面投入高效低成本时，可以进一步保障节能减排工作的有效实施，从而提高节能减排效果。而一旦船舶企业所投入的成本较高，不仅无法产生经济效益，而且还会导致企业有负经济效益产生，这也使企业开展节能减排工作的积极性受到打击，对我国船舶行业的发展造成不利影响。针对船舶运行的经济效益展开分析，其主要是指产品投入比值，而经济效益高低对船舶行业的整体发展情况具有重要影响。所以，相关船舶企业需要合理控制成本，并保证资金的高效利用，在实现船舶节能减排目标的基础上，有效提高经济效益，从而促进船舶企业的健康发展[2]。

二、船舶节能减排技术的应用对策

（一）船体减阻降耗

在船舶节能减排技术中，船体减阻降耗是十分重要的一类手段。在船舶设计工作中，想要有效实现船体的减阻降耗，需要合理优化船体的低阻力线型设计，并对其浮态加以调整，有效实现船体表面减阻。首先，在低阻力线型设计过程中，需要合理优化总体设计与线形设计，相关设计人员需要结合以往的设计经验以及母形船，确保船舶排水量，并对方形系数以及弧形位置等加以调整，合理选择船型尺寸比。在线型优化过程中，船体线型的去留角、流角等设计，直接影响到船体阻力，因此相关设计人员需要采用CDF的手段以及模型试验，对船舶线型进行合理调整，以此来明确船体低阻力线型。在船体航行过程当中，其阻力除了与船舶净水阻力有关以外，还会受到航线上风浪等环境因素带来的影响。因此，相关研究人员需要对多种转载工况的阻力性能展开研究，以此来全面提升船舶在多工况下的综合阻力性能，明确浮态调整方法，实现船体的减阻降耗[3]。

（二）使用经济航速

在船舶运行过程中，其燃油消耗对船舶节能减排技术和经济性等指标可以进行综合反映，与船舶航速具有紧密联系。在实际运行期间，需要有效使用经济航速，具体包括最低燃油费用航速、最高盈利航速、最低燃油消耗率航速三种类型。一般来说，经济航速主要是指最低的燃油消耗率航速，船舶主要由发电柴油机、主机、锅炉等部分组成，而船舶主机是最为主要的耗油部分，结合其耗油特点展开分析，在船舶主机运行过程中，船舶功率与航速主要呈现出三次方关系，所以需要对船舶航速进行适当降低。结合船舶运行角度展开分析，如果船舶的功率与转速发生改变，主机消耗燃油量将会受到喷油量、换气量、船速等因素带来的影响，所以需要对航速与耗油找到最佳平衡点。

（三）提高推进效率

想要使船舶推进效率得到有效提高，需要对尾部半流场进行改进，同时还要降低主机功率。在对尾部半流场进行改进时，需要相关工作人员在船舶船体上对螺旋桨整流罩进行加装，对于螺旋桨尺寸存在限制和拖轮等高负荷的低航速船舶十分适用。在对螺旋桨整流罩进行加装后，螺旋桨的后流场与桨轴上下呈现不完全对称，而螺旋桨的桨轴上方流场则为偏右，下方流场为偏左。所以，需要使船舶上下部能够形成具体的角度，以此来对螺旋桨后流场分别对齐，这样可以使船舶受到的扭矩得到减少。在主机降功率使用的过程中，需要降低船舶主机功率，从而使其燃油消耗率得到降低，有效实现节能目标。该技术相对比较成熟，在初次使用时需要投入较大成本，但从船舶的整体生命周期角度来看，此技术具有良好的经济性和节能性[4]。

（四）废热回收及废气处理

在船舶节能减排技术中，废热回收及废弃处理是十分重要的一类手段。首先，针对船舶废热回收技术展开分析，相关技术人员需要对船舶废热利用技术加以应用。对于船舶的燃油消耗，多数热量往往以热交换、废气、热辐射等形式发生浪费，而主机废热的转化功率仅达到最大功率的0.6%-4%。通过应用船舶主机冷却水废热再利用技术，可以再次利用船舶扫气以及缸套的废热，使主机功率得到有效提高。此回收系统相对比较复杂，一般需要联合废气和蒸汽透平等共同使用，所以一般在大型的集装箱船上进行使用。其次，在废气处理方面，相关工作人员需要将废气净化器和循环系统在船舶上安装，其中废气净化器可以将船舶废气有效去除，而废气循环系统则可以使船船舶当中 NOx得到有效减少。在实际应用船舶废气处理技术时，需要对EGR单元进行加装，这样可以使船舶废气峰值温度得到降低，使船舶废气的产生量得到减少[5]。

结束语：

综上所述，在船舶运行过程中，相关工作人员需要对节能减排技术进行有效应用，明确影响船舶节能减排的相关因素，并结合实际情况采取有效的技术应用对策，以此来合理降低船舶能源消耗，使污染物排放得到减少，更好的保护生态环境，促进我国船舶行业的可持续发展。

参考文献：

[1] 张文磊,李换春,葛平原. 浅析船舶节能减排技术的应用[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016,12(10):2278-2278.

[2] 徐岩. 船舶节能减排技术现状与发展[J]. 中国水运（上半月）,2020,17(11):135-136.

[3] 黄建新. 船舶节能减排技术的应用探究[J]. 科技与企业,2016,32(4):253-253,255.

[4] 黄国富. 绿色船舶节能减排技术的研发与应用[J]. 中国经贸导刊,2018,11(31):66-67.

[5] 徐建. 节能减排技术在船舶设计中的应用策略[J]. 船舶物资与市场,2022,30(11):26-28.