摘 要：現(xiàn)今，人類對能源的依賴已達到舉足輕重的地步。能源問題已成為世界各國政府、實業(yè)界和科技部門密切關(guān)注的問題。我國的能源形勢也很緊張，能源供需矛盾突出，浪費嚴重。因此，節(jié)能是我國國民經(jīng)濟發(fā)展中的長期戰(zhàn)略任務(wù)。船舶作為交通運輸中載運量比例最大的載運工具，其節(jié)能效果的好環(huán)對國民經(jīng)濟的影響很大。研究和應(yīng)用節(jié)能技術(shù)降低船舶能耗，不僅可以為航運企業(yè)節(jié)省燃油費用，還可以減少船舶造成的環(huán)境污染，獲得經(jīng)濟和環(huán)保雙重效益。

船舶節(jié)能總的含義是以最小的能量消耗取得最大的運輸效益，或者說就是以最小的燃料費用取得最大的運輸量。船舶節(jié)能的努力方向是增大運輸量，降低燃料消耗量和采用廉價的燃料。

關(guān)鍵詞：研究目的及意義；節(jié)能技術(shù)；節(jié)能措施；

中圖分類號：F407.474 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-12-00-02

當(dāng)今世界各國國民經(jīng)濟的發(fā)展在很大程度上取決于能源的發(fā)展。能源問題已成為舉世關(guān)注的重大戰(zhàn)略問題，而解決能源供需矛盾無非是開發(fā)能源和節(jié)約能源。因此我國制定了“開發(fā)與節(jié)約并重，近期把節(jié)能放在優(yōu)先地位，大力開展以節(jié)能為中心的技術(shù)改造和結(jié)構(gòu)改革”的能源方針。由此可見，開展能源節(jié)約工作具有多么重要的意義?，F(xiàn)今，人類對能源的依賴已達到舉足輕重的地步。能源問題已成為世界各國政府、實業(yè)界和科技部門密切關(guān)注的問題。我國的能源形勢也很緊張，能源供需矛盾突出，浪費嚴重。因此，節(jié)能是我國國民經(jīng)濟發(fā)展中的長期戰(zhàn)略任務(wù)。船舶作為交通運輸中載運量比例最大的載運工具，其節(jié)能效果的好環(huán)對國民經(jīng)濟的影響很大。研究和應(yīng)用節(jié)能技術(shù)降低船舶能耗，不僅可以為航運企業(yè)節(jié)省燃油費用，還可以減少船舶造成的環(huán)境污染，獲得經(jīng)濟和環(huán)保雙重效益。

船舶節(jié)能總的含義是以最小的能量消耗取得最大的運輸效益，或者說就是以最小的燃料費用取得最大的運輸量。船舶節(jié)能的努力方向是增大運輸量，降低燃料消耗量和采用廉價的燃料。

一、船舶節(jié)能技術(shù)

機電設(shè)備是船舶油料最直接的消耗者，因此抓好機電設(shè)備的維護保養(yǎng)，確保機電設(shè)備工況，突出技術(shù)管理，充分挖掘節(jié)能降耗潛力，是船舶節(jié)能的關(guān)鍵途徑。

新造船舶應(yīng)盡可能選用下列節(jié)能技術(shù)：

（1）選用節(jié)能環(huán)保型柴油機作為船舶的主副發(fā)動機

（2）選用近年開發(fā)的新型高效螺旋槳

（3）選用正反轉(zhuǎn)螺旋槳

（4）船體、主機和螺旋槳三者匹配合理

（5）改進船體線型，選用合適的節(jié)能附件

（6）選用軸帶發(fā)電機等節(jié)能機電產(chǎn)品

二、研究目的與意義

（一）研究目的

中國能源形勢不容樂觀，我國人口占世界的1/5，而能源資源則相對匱乏。我國已探明的煤炭儲量約占世界儲量的11%，原油占2.4%，天然氣占12%，人均能源占不到世界平均水平的一半。我國是世界上第三大能源生產(chǎn)國和第二大能源消費國，從1993年開始成為能源凈進口國，能源稀缺，特別是油氣資源短缺已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的首要因素，所以我們必須重視節(jié)能技術(shù)的研究和開發(fā)。

隨著人類活動的日益頻繁，能源消耗變得越來越大，世界常規(guī)能源，如煤炭、石油等的供應(yīng)是有限而短暫的，現(xiàn)在已逐漸緊張甚至趨于枯竭，在沒有找到合適的可替代能源以前，節(jié)能已成為國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要任務(wù)。船舶是海上運輸?shù)闹饕ぞ?，隨著物流業(yè)的不斷發(fā)展，其數(shù)量也在不斷地增加。從20世紀70年代發(fā)生兩次能源危機以來，油價飛速增漲。隨著燃油價格的不斷上漲，航運企業(yè)的經(jīng)營成本劇增。船舶作為能耗大戶，對其進行節(jié)能技術(shù)進行改造已刻不容緩。船舶節(jié)能技術(shù)已成為航運業(yè)研究的熱點之一。

（二）研究意義

與新興的信息產(chǎn)業(yè)相比，船舶工業(yè)是一個十分傳統(tǒng)的行業(yè)。傳統(tǒng)行業(yè)如何在飛速發(fā)展的時代，按照可持續(xù)發(fā)展的要求，維護自身行業(yè)微薄的利潤，是一個非常艱巨的任務(wù)，而有“工業(yè)血液”之稱的石油價格一直居高不下，給本就不算景氣的傳統(tǒng)行業(yè)帶來了巨大的沖擊。船舶是高消耗的運輸工具，作為能耗大戶，燃油價格上漲后，燃油費用在船舶各項可變動的運輸成本中所占的比重最大，約占可變動運輸成本的50%左右。

船舶節(jié)能是以最小的能量消耗取得最大的運輸效益，或者說就是以最小的燃料費用取得最大的運輸量。船舶的節(jié)能技術(shù)改造，不僅可節(jié)省燃油費用，減少船舶的運輸成本，提高企業(yè)的利潤率，給企業(yè)帶來高的經(jīng)濟效益，還可以減少船舶造成的環(huán)境污染，獲得經(jīng)濟和環(huán)保雙重效益。船舶節(jié)能技術(shù)研究是一項非常有意義的工作。

三、節(jié)能措施

（一）減少船舶阻力

減少船舶阻力是一種常用的節(jié)能措施。船舶航行在水面上受到的阻力主要有水阻力和風(fēng)阻力，其中風(fēng)阻力主要在高速船舶設(shè)計時進行考慮，一般情況下通常只考慮水阻力。水阻力又分為摩擦阻力、粘壓阻力和興波阻力。

1、減阻球鼻

如今，新型的球鼻艏采用了雙球鼻結(jié)構(gòu)，被稱為減阻節(jié)能球鼻艏。據(jù)初步了解，減阻節(jié)能球鼻艏能有效地減小興波阻力，獲得優(yōu)良的減阻效果，一般節(jié)能15%以上，具有廣闊的應(yīng)用前景。在高速水面艦船上安裝新型的球鼻艏，是近年來國內(nèi)外研究的前沿課題。

2、球艉船型

球艉型船的特征是在船體滿載吃水線的尾部區(qū)設(shè)有一個長約1%～2%L，寬度極小的尾端形體。它是根據(jù)流體力學(xué)原理，利用球尾產(chǎn)生與船尾尾波相反的等幅波，以降低興波高度。其主要作用有：①消波壓浪，使船尾波的起波點后移，導(dǎo)致尾波擴散面減小，從而減少能量損失，降低船舶阻力。②可改善尾流，起整流作用，提高船舶的推進效率。設(shè)計球尾的主要參數(shù)是球尾體長度、橫剖面的大小與形狀以及球心的位置等，一般宜選擇在槳軸中心線上，可根據(jù)船模試驗優(yōu)先其球尾尺度與形狀，該船型一般可以節(jié)省主機功率7%～9%。

3、微氣泡減阻

1876年，傅汝德曾進行過一個實驗，證明了一個固態(tài)物體在空氣中的摩擦阻力要比在水中小600多倍，他建議用一層空氣膜將船體和水隔開，以減小粘性阻力。日本海上技術(shù)安全研究所在日本東海運輸公司的“太平洋海鷗”號水泥運輸船上進行了微泡沫船舶節(jié)能新技術(shù)實驗，這種新技術(shù)是在船艏兩側(cè)安裝長10m的微縫板，通過噴出的空氣在船底形成一層薄薄的小氣泡，使船舶受到水的摩擦阻力減小12%，節(jié)省燃油8.5%。一旦此節(jié)能效果被驗證，此項技術(shù)將在使用在“太平洋獵鷹”號水泥運輸船上，而后這項技術(shù)也將逐步推廣并應(yīng)用到大型油船上。

4、采用船尾附體

采用船尾附體，不僅能改善尾部的流場，降低粘壓阻力，還可使螺旋槳的推進效率提高，目前采用的附體一般有反作用力鰭、前置導(dǎo)管、附加推力鰭、尾端球、槳后固定葉輪等。

5、減少船體的粗糙度

船舶在使用一段時間后，船舶會由于被腐蝕等的原因，使其粗糙度增加。同時，海生物對船殼的污底與附著也會日益嚴重。這些都是節(jié)能的大敵。據(jù)粗略統(tǒng)計，由于粗糙度增加，每年要多耗燃油30%左右。

防止污底的對策主要有四個：（l）采用防污涂料系統(tǒng)，防止海生物的附長。如采用自拋光船殼漆。（2）電解海水防污，通過電解裝置將海水分解，殺滅海生物。（3）定期進行清理。（5）水面刮刷和補涂技術(shù)。防止粗糙化的對策有：（l）選擇合理的涂料系統(tǒng)。（2）提高油漆施工的質(zhì)量。（3）對船殼的水下部分實行陰極保護等。（4）對船殼板進行打砂。

（二）最佳縱傾法

美國節(jié)能委員會將最佳縱傾節(jié)能技術(shù)列入十大節(jié)能措施之一。大量的實驗表明，船舶利用壓載水調(diào)整縱傾，使船舶處于最佳縱傾航行狀態(tài)，是一項簡單易行，安全可靠又無需加任何設(shè)備的重大節(jié)能措施。船舶在最佳縱傾狀態(tài)航行時，船體阻力降低，推進效率提高，航速相應(yīng)提高，引起螺旋槳的進速增加，扭矩系數(shù)Km減小，從而使螺旋槳特征曲線變得平穩(wěn)。因此，調(diào)整船舶在最佳縱傾狀態(tài)下航行，可大幅度地節(jié)約主機功率。據(jù)試驗研究，最佳縱傾航行節(jié)能特點是節(jié)能效果好，經(jīng)濟效益好，調(diào)整簡便，不影響船的營運能力。

四、小結(jié)

總之，節(jié)能措施是很多的，如何節(jié)能要根據(jù)實際情況選擇，以便達到最佳節(jié)能效果。在全球都進行節(jié)能研究大背景下，我們國家在船舶節(jié)能方面也已投入更大的力量。我們的優(yōu)勢在于后發(fā)優(yōu)勢，除了在新技術(shù)方面要進行不斷創(chuàng)新以外，同時還要通過開發(fā)先進的適合全球標(biāo)準的信息網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，對整個船舶進行綜合系統(tǒng)、智能管理，從系統(tǒng)整體上把握創(chuàng)新的方向，從而使我們的船舶業(yè)具有更強的競爭能力。隨著科學(xué)的發(fā)展以及理論的研究，可以預(yù)見將會有越來越多新型種類的船舶節(jié)能技術(shù)將應(yīng)用到船舶的節(jié)能技術(shù)中。同時節(jié)能措施也是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，我國能源消耗大，利用率低，浪費也很大，節(jié)能工作面臨著巨大的壓力。在全球都進行節(jié)能研究及國內(nèi)能源情況緊急的大背景下， 我們國家在船舶節(jié)能方面也已投入更大的力量。目前，推動船舶節(jié)能工作，迫切需要加快節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用，爭取使我國所有船舶都能采用適合自身發(fā)展的船舶節(jié)能技術(shù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及理論預(yù)報的深入開展，可以預(yù)見將來會有越來越多新型種類的船舶節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到船舶的節(jié)能技術(shù)中。另外，文中提到的許多節(jié)能措施大多已經(jīng)在實船中得到應(yīng)用，并且有較好的效果，我國正在加大支持發(fā)展綠色船舶的力度，未來船舶的節(jié)能減排和綠色船舶仍將是船舶設(shè)計研究的一個重點。