浅谈船舶动力装置节能减排技术
[摘要] 2007年以来，全球性能源紧张、高涨的燃油成本、持续增长的燃油需求以及
IMO等国际组织对船舶排放问题的关注，使得船舶节能减排工作重要而突出，节能减排成为近年来世界各大航运公司的一个主要任务。船舶是高能耗的运输工具，研究和应用节能技术降低船舶能耗，加强船舶管理和设备维护保养及节能减排的基础性管理，不仅可以为航运企业节省燃油费用，还可以减少船舶造成的环境污染，获得经济和环保双重效益。本文主要介绍船舶动力装置方面节能减排方面的技术，以及这些技术在船舶动力装置的应用现状。
[关键词] 船舶；动力装置；节能；减排
I
Shallow talk about the Technologyof Marine Power Unit
reducing Emissions
[Abstract] Since 2007, the global energy tension and soaring fuel costs and
sustained growth fuel demand and IMO concern over the problem of ship emissions, energy saving and emission reduction made shipping work important. in recent years, energy conservation and emission reduction become major shipping company's a main task in the world. Ship is the high-energy consume transport, research and application of energy-saving technology to reduce energy consumption and strengthen the shipping management ships and the equipment maintenance and emission reduction, which not only can save fuel costs for shipping enterprise but also can reduce the environmental pollution caused by ship, creating economic and environmental double benefit. This paper mainly introduces the Marine power plant aspects of energy conservation and emissions reduction technology, and these techniques in the present situation of the application of Marine power plant.
[Key words] Marine Ship; Power Unit; Energy saving; Emissions reducing
II
目录
0 引言 -------------------------------------------------------------------1 1 船舶节能的内涵---------------------------------------------------------1 2 国内外节能减排技术的发展-----------------------------------------------1 3 节能减排新技术在现代化船舶上的应用成果---------------------------------2 3.1 韩国船舶新技术可省50%燃料费---------------------------------------2 3.2 现代重工建造韩国国内第一艘混合动力船------------------------------2 3.3 新型动力系统研发动态----------------------------------------------3 3.4 船舶发动机余热回收系统研发动态------------------------------------3 4 船舶动力装置典型节能减排措施分析---------------------------------------3
4.1 柴油机排气与冷却水余热的再利用------------------------------------3 4.2 提高船舶动力装置的效率--------------------------------------------4 4.3 废气处理技术------------------------------------------------------5 4.4 螺旋桨新技术------------------------------------------------------5 4.5 VIT技术-----------------------------------------------------------6 4.6 采用电子喷油系统装置----------------------------------------------6 4.7 优化机舱布置及改善主机进气环境------------------------------------6 4.8 采用EGR废气再循环技术---------------------------------------------7 4.9 加强维护保养------------------------------------------------------7 5 船舶动力装置节能减排技术的展望-----------------------------------------7 5.1 新型油料节能技术--------------------------------------------------7 5.2 开发代用燃料------------------------------------------------------8 5.3 采用风帆助航------------------------------------------------------8 5.4 智能化技术--------------------------------------------------------8 结论----------------------------------------------------------------------8 致谢语-------------------------------------------------------------------10 参考文献-----------------------------------------------------------------11
III
刘凯：轮机工程专业毕业论文
0 引言
海上运输的主要工具——船舶，随着物流业的进一步发展，其数量在不断增加。船舶作为能耗大户，对其进行节能减排技术改造，具有重要的现实意义。根据国际通行的预测，石油将在40 年内枯竭，天然气将在60 年内用光，煤炭也只能用220 年。人类必须节约使用这些有限的常规能源。中国能源形势不容乐观，我国人口占世界的1/ 5，而能源资源相对匾乏，人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半。我国是世界上第三大能源生产国和第二大能源消费国，从1993年开始成为能源净进口国，能源稀缺，特别是油气资源短缺已成为制约我国经济发展的首要因素[1]。气候变暖是当今人类面临的最严峻的挑战之一，控制和减缓能源利用中二氧化碳等温室气体的排放对于解决温室效应问题具有重要意义。国际航运业所排放温室气体的主要成分是二氧化碳，其总量大约相当于全世界二氧化碳排放量的3%，且该数字还将随着世界贸易活动和国际航运量的增长而不断增长[2]。除排放二氧化碳外，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，都会对海洋环境造成破坏。
1 船舶节能的内涵
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[3]。
2 国内外节能减排技术的发展
从20世纪70年代发生两次能源危机以来，油价飞涨，航运企业的经营成本剧增。特
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刘凯：轮机工程专业毕业论文
别是近几年来，油价上涨迅速，造成船舶营运成本的构成因素发生显著的变化，燃料费所占的比重急剧增大，现已超过50%。船舶节能、降低燃料消耗量和燃油费用、提高装置经济性已成为一个重要课题，使得船舶节能工作倍受重视。故从柴油机制造厂到造船厂和船公司，一直都在降低船舶燃料费用支出上下功夫，以提高其经济效益。
船舶节能一靠技术进步，二靠加强基础管理。技术进步即是利用船舶节能技术来促进船舶开展节能工作，比如，在新造船舶设计时对船、机、桨进行节能方面的优化设计、合理配置推进柴油机和动力装置、设法减小船舶阻力和提高推进效率；推进柴油机方面采用长行程、少缸数、小型化的柴油机，对增压系统进行优化改进、提高扫气压力，优化燃烧室和采用新的燃烧系统，改进燃油喷射系统、提高最高燃烧压力等，以期直接降低柴油机的油耗；推进柴油机动力装置方面包括主机轴带发电机、采用串联螺旋桨、余热回收等节能技术来提高船舶的整体热效率。加强基础管理包括：船舶合理调度；走经济航道和利用气象导航；采取减速航行与节能航速；使用劣质燃料油；加强机务管理、对设备进行合理的维护保养、保持柴油机及其动力设备良好的工作状态等。
3 节能减排新技术在现代化船舶上的应用成果
3.1 韩国船舶新技术可省50%燃料费
韩国大型造船企业STX海洋造船9月21日表示，该公司开发的船舶节能成套技术已经准备好接受订单。该技术能大幅减少船舶运行中的二氧化碳排放量，最多可节省50%的燃料费用。
STX将这项技术称为绿色之梦研发项目。STX项目组利用该公司在螺旋桨宽弦叶尖领域的技术积累，设计了全新概念的叶片，大幅提高了燃效。ECO-Ship将不再使用传统的船用C级重油作燃料，而改用更高等级、提升了环保性能的燃料。采用高等级燃料能够提升燃料效率41%，减排45%。同时氮化物和硫化物的排放也大幅降低。 3.2 现代重工建造韩国国内第一艘混合动力船
韩联社首尔9月18日电，同时将引擎和电动机作为动力源的混合动力船舶在国内首次面世。现代重工在蔚山总部举行了海洋警察厅3000吨级警备救助艇“太平洋9号”的下水仪式。该舰成为国内第一艘混合动力船。如果以12节以下速度进行低速航行，就没必要启动主引擎，完全可以靠电动机向前行驶。现代重工介绍称，通过采用混合动力方
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