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式的动力体系，可以大幅减少船舶的震动和噪音，而且通过节省25%左右的燃料，可以取得将二氧化碳年排放量约减少10吨的效果。 3.3 新型动力系统研发动态
瓦锡兰公司推出“Energopac”舵/桨联合系统。这种新型联合系统能够优化舵系与螺旋桨之间的协作，从而提高推进效率。使船舶节省高达9％的燃油。与传统动力系统相比。能使船舶的二氧化碳排放量减少20％、氮氧化物排放量减少90％。 3.4 船舶发动机余热回收系统研发动态
日本开发涡轮增压器发电系统。此次开发的系统把用于推进的柴油发电机的涡轮增压器与新开发的高速发电机相连，将发动机余热回收为电能，供船内使用，回收的电能相当于一台用于电力供给的柴油机发电装置所发电量。此外，使用该系统，船舶的CO2排放量最高可减少4.6%，还可减少燃料的消耗[4]。
4 船舶动力装置典型节能减排措施分析
4.1 柴油机排气与冷却水余热的再利用
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。因此，对于我国庞大的远洋运输船队来说，节能领域是大有作为的。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，燃气透平也是利用主机排气废热。
1）增设热管锅炉对主机排气进行二次回收。众所周知，柴油机具有较高的排气温度，二冲程增压、横流扫气排气温度为270～310℃，增压、直流扫气为360～380℃。由于远洋系统大部分为二冲程柴油机，仅以此为例予以说明。在理论上，船舶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。大家都知道，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。用这些回收的热量加热燃油以及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，
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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( 设计一个比较完备的循环系统) ，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。相对而言其结构复杂了，可在达到同样冷却效果的前提下对淡水冷却器的要求相对低些[5]。 4.2 提高船舶动力装置的效率
船舶动力装置包括主、辅机和传动轴系与设备等。因此，要提高整个动力装置的效
率需从各个方面采取有效的措施。
1）优选主机。由于柴油机技术的发展，无论是低速、中速或高速柴油机其耗油率均有较大幅度的降低，但各种机型间的差别也是明显存在的。因此，在建造船舶时应根据船舶具体情况，选择性能稳定，经济性好的主机。由于主机的能耗在整个动力装置中所占的比例最大，因而主机的优选对提高动力装置的效率影响最大。目前柴油机主机趋向低转速、长冲程，其目的主要是降低耗油率，同时该类主机与低速大直径螺旋桨匹配效果较好。节能型大功率主机主要是降低耗油率，烧重质燃油或代用燃料，提高船舶营运经济性。
2）主发电机燃烧劣质油。主发电机燃烧与主机相同的重质燃油，实现了燃用单一品种油，使机舱布置和管路布置大大简化，减少维修工作量。同时也节约燃油开支。 3）优化船、机、桨的配合特性。由于船舶实际航行情况比较复杂，而外界条件(装载、海况、污底等) 又经常变化; 同时，船、机、桨本身的技术状态也会改变，从而使三者的配合特性发生变化，使它们的技术经济指标偏离设计工况，影响能量转换的完善程度，为此，使用管理人员应在船舶运行中清楚地了解各种特性并经常调整运行点，使其处于最佳状态下运行，达到节能的目的。
4）提高传动效率。从主机到螺旋桨的传动效率取决于传动方式和传动轴及设备的效率，因此，应采取下列措施： （1）尽可能采用直接传动;
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（2）如采用间接传动，应提高传动设备(如减速装置、联轴节等)的效率; （3）保证传动轴系的对中良好;
（4）采用高效的轴封装置，减少轴封对漏油及传动效率的影响。
5）采用主机轴带发电机。由于柴油机在部分负荷工作时，其经济性较差，耗油率增加。当某些船舶较长时间处于部分负荷工作时，可采用主机轴带发电机，这样，不仅可使主机工作在效率高的运行区域，提高效率，而且有可能减少柴油发电机组的数目[6]。 4.3 废气处理技术
1）降低微粒的新技术。目前最普遍的方法是在排气管上加装一个微粒捕获器，用来捕获废气中的微粒，并在一定的工况或条件下加以清洁，使微粒捕获器得到再生。就目前而言，再生的方法有很多，但受捕获器材料、工艺等的限制，捕获器再生的可靠性不能很好地保证。还需要广泛地研究。还有其它的技术也在广泛深入地研究，如:静电捕获技术、旋风分离PM技术、燃油添加剂技术。但这些技术离实用仍有不小的距离。 2）降低NOx的新技术。就目前的技术水平而言，在降低柴油机的NOx方面，只有采用在排气中加入还原剂与NOx 进行还原反应的方法。还原NOx的方法有:选择非催化还原、非选择催化还原和选择催化还原。目前国外进入实用化的技术包括选择催化还原技术和NOx吸附催化技术。目前采用的还原剂是：氨和尿素。 4.4 螺旋桨新技术
推进效率是影响船舶航速的主要因素。欲提高船舶航速可在降低船舶阻力、提高推进效率、合理增大船主机功率等诸多方面采取有效措施，提高推进效率的措施有以下几个方面:
1）设计低转速大直径螺旋桨
增大螺旋桨直径且降低转速，可提高螺旋桨敞水效率，使推力减额因数增加以及增大伴流分数，提高船身效率。因此，设计低转速大直径螺旋桨，与其优配最佳船尾形状是船舶节能的重要措施之一。对于高速船舶，设计安装低转速大直径螺旋桨，可获取最佳的船舶推进效率。 2）采用内旋桨
国内研究双尾船配内旋桨表明，采用内旋桨的船身效率比外旋桨的提高约20%左右。对于MAU 型和B型螺旋桨而言，采用内旋桨的船身效率比采用外旋桨的提高2.4%左右，旋转效率提高3%～5%。其机理主要是产生一种反桨效应，因为内旋螺旋桨与来流流入桨盘的切向速度方向相反，则螺旋桨的转速相对于水流的旋转速度增加，导致螺旋桨推力
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增大，从而提高船舶推进效率。若巧妙设计最佳的船尾形状，更好地改善伴流场，提高伴流分数值，降低推力减
额分数值，使螺旋桨处于稳定高伴流区工作，则船舶推进效率的提高会更加显著。 3）采用高效螺旋桨——PBCF装置
国外研究的一种PBCF装置，在螺旋桨轴套盖上设有鳍，鳍的数量与螺旋桨叶数相同，形状不一，与船尾形状有关。PBCF装置的主要作用是降低螺旋桨旋转产生的涡流，以降低旋涡阻力。此装置具有结构简单，重量轻，费用低等优点。适用于各类船舶，尤以安装在螺旋桨螺距较大的船上效果更佳。 4）采用船舶助推轮装置
船舶助推轮装置是一种回收螺旋桨旋转尾流的装置，它可将一部分尾流能量转换为船舶前进的附加推力。该装置采用滚柱轴承支撑安装在螺旋桨轴的末端，在螺旋桨尾流的作用下，可自由地在桨轴上转动，以产生附加推力，从而提高船舶推进效率。该装置结构简单，易于安装、改装、拆卸和维修保养。 4.5 VIT技术
柴油机的效率与最高燃烧爆发压力有关，爆压上升则燃油消耗率下降。当代柴油机的爆压已达13~15MPa，甚至18MPa。由于结构、材料等多种因素的制约，柴油机的爆压不可能无限提高。而且，如此高的爆压通常只有在额定负荷时才能达到，而在部分负荷时，因供油量减少，最高燃烧压力也随之降低，经济性相应下降。VIT机构（即可变喷油定时机构）的实质是：保证变负荷时，油泵自动调整供油提前角，使柴油机在部分负荷时有较高的爆压，在高负荷运行时最高燃烧压力不超过额定值，有效地改善了柴油机运转时的经济性[7]。
4.6 采用电子喷油系统装置
电子喷油系统装置采用微机控制，可即时将柴油机工况的各类参数，如主机转速、曲轴转角、燃油燃烧压力、扫气泵压力以及排气温度等数值输入微机进行综合分析处理，从而得出最佳的喷油压力和提前角以及喷油量，实现燃油在气缸内的燃烧过程的最佳控制，达到节能效果。
4.7 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。
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4.8 采用EGR废气再循环技术
废气再循环在技术成本增加较少的情况下，可以有效抑制NOx的生成，受到了广泛重视。废气再循环(EGR)是通过回引部分废气与新鲜空气共同参与燃烧反应，利用废气中含有大量化学惰性气体(CO2、N2、H2O等)具有较高的比热这一特性来降低NOx的生成。因为NOx 的生成条件是高温富氧，而废气的引入一方面使混合气热容量增大，造成使相同量的混合气升高同样温度所需热量增加，从而降低最高燃烧温度；另一方面废气对新鲜充量的稀释也相应降低了氧的浓度，从而有效地抑制NOx的生成。EGR与其它技术相结合是改善发动机整体性能的总的发展趋势。采用氧化催化剂与EGR反馈控制能同时改善PM和NOx；采用高压共轨喷油系统，结合高EGR率可使NOx和烟度同时大幅下降；改进燃烧系统和冷却EGR可进一步降低NOx排放[8]。 4.9 加强维护保养
通过研究和实践，技术节能有效降低船舶燃油消耗，已被大家所认同，并已广泛应用在船舶节能工作中。但是船舶节能减排是一项系统工程，在注重技术节能的同时还应加强船舶管理，把节能减排的基础性工作做好。机电设备是船舶油料最直接的消耗者，抓好机电设备的维护保养，确保机电设备的工况，充分挖掘节能降耗潜力，首先要使柴油机保持良好的工作状态。可以从以下几个方面着手：1）调整最佳喷油提前角。每一种柴油机都有一个最佳喷油提前角，在维护保养时，要注意检查和调整各缸的供油提前角，使其处于最佳供油位置。2）保持进排气系统的通畅，定期调整气阀间隙。3）定期检查调整供油定时和喷油压力，确保其在规定范围内。4）保持燃烧室组件之间的适宜间隙。5）保持润滑系统的顺畅。润滑系统不顺畅会使机械磨损加剧，增加油耗。6）保证足够的新鲜空气供给量。现代柴油机大都采用废气涡轮增压，若空气通道堵塞，如脏污、结炭、变形等，都会因流阻增大，使增压压力下降，影响扫气效果，导致燃烧不良油耗增加，严重时还会引起喘振。7）保持操作系统和传动系统处于良好技术状态，将大大提高机械效率，从而降低油耗。
5 船舶动力装置节能减排技术的展望
5.1 新型油料节能技术
燃油添加剂渗入到柴油中，对柴油起催化、气化作用，使柴油在气缸中充分燃烧，
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