康凱

摘 要：船舶航行運(yùn)輸必須依靠燃油的支持，由于受到國內(nèi)外形勢(shì)及各種因素的影響，燃油價(jià)格處于動(dòng)態(tài)的起伏變化狀態(tài)，使得船舶航行運(yùn)輸也面臨風(fēng)險(xiǎn)，必須加快船舶節(jié)能技術(shù)的研究與發(fā)展，使得內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備在船舶系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)揮作用，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。文章首先分析了船舶內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備的工作原理、節(jié)能技術(shù)以及未來的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)；節(jié)能設(shè)備；船舶系統(tǒng)；應(yīng)用

燃油成本是船舶航行運(yùn)輸?shù)闹饕杀局?，在整個(gè)的船舶運(yùn)營成本中占據(jù)很大的組成部分，要想確保船舶運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，就要積極控制船舶營運(yùn)成本，控制燃油成本，積極研究并改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化調(diào)整內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備，以此來確保船舶在節(jié)能減耗的狀態(tài)下高效工作和運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

1 船用內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備的原理與構(gòu)造

依托于初始的陸用內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備，并結(jié)合船舶主機(jī)功率以及船舶設(shè)備的功能特點(diǎn)等等，根據(jù)實(shí)際工作中的需要來科學(xué)選擇合金成分，優(yōu)化選定油路結(jié)構(gòu)與濾器形態(tài)，其中節(jié)能主體同磁性濾清器融合為一體，其結(jié)構(gòu)牢固穩(wěn)定，便于裝配與利用。

設(shè)備工作原理：參照透射電子顯微鏡微區(qū)電子衍射，柴油流經(jīng)節(jié)能設(shè)備，經(jīng)過處理會(huì)形成沉淀物，出現(xiàn)結(jié)晶狀態(tài)，同未經(jīng)節(jié)能設(shè)備處理前的柴油相比，沉淀物的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、密度、結(jié)晶狀態(tài)等都會(huì)有極大的不同。通常來說，經(jīng)節(jié)能設(shè)備處理的柴油，所形成的沉淀物質(zhì)較為疏松，結(jié)晶狀態(tài)一般呈現(xiàn)出：晶體或非晶體兩大形態(tài)。

常溫狀態(tài)下，柴油內(nèi)含各類碳原子數(shù)的烷烴，也就是說各類碳?xì)浠衔锊⒎且詥畏肿有螒B(tài)存在。單分子化合物能夠締結(jié)為大分子結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠渲泻袣滏I以及極性。單分子化合物經(jīng)歷了從單分子合成→大分子集團(tuán)分解→單分子結(jié)構(gòu)的合成與分解過程，這兩大變化過程達(dá)到一種動(dòng)態(tài)的平衡，在柴油未流經(jīng)內(nèi)燃機(jī)前，要經(jīng)節(jié)能設(shè)備的磁場(chǎng)處理，此時(shí)大分子集團(tuán)的結(jié)合與分解的平衡狀態(tài)將被打破，其中大分子集團(tuán)的分解占據(jù)上風(fēng)。這樣被合成的大分子集團(tuán)同那些沸點(diǎn)與黏度都較高、但凝固點(diǎn)較低的雜質(zhì)就會(huì)以固體晶核的形式呈現(xiàn)出來，作為結(jié)晶的晶核，在節(jié)能設(shè)備的作用下，柴油沉淀物最終結(jié)晶成晶體。同樣的溫度、同樣的壓力下，節(jié)能設(shè)備處理后的柴油，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的自由單分子，低溫作用下會(huì)發(fā)生液化反應(yīng)，液化成細(xì)小液滴，這樣燃油就能夠更加高效、持續(xù)、安全地使用，不會(huì)形成煙霧污染，也有效控制了有害物質(zhì)的排放，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

2 科學(xué)選擇多元化合金

內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備的主體構(gòu)造原理為：多元合金，其質(zhì)量水平會(huì)關(guān)系到節(jié)油效果。必須加強(qiáng)多元化合金類型的選擇，對(duì)于多元合金類型的選擇，要對(duì)其材質(zhì)的特征、性能等進(jìn)行優(yōu)化分類與調(diào)整，從中優(yōu)選出多元合金類型與材料，為了確保內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備充分發(fā)揮節(jié)能的效果，就應(yīng)重點(diǎn)選擇出多元合金磁體。通常來說，合金磁體材料的磁場(chǎng)不應(yīng)太大或太小，因?yàn)檫@樣會(huì)影響節(jié)油效果，加劇油體的損耗，增加燃油成本，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在某一相對(duì)較小的范圍內(nèi)會(huì)創(chuàng)造積極的節(jié)能成效。

3 改革油道結(jié)構(gòu)與磁濾器的形態(tài)

3.1 改革并完善油道結(jié)構(gòu)。對(duì)于船舶內(nèi)燃機(jī)來說，其油道結(jié)構(gòu)通常包括單油道與雙油道，一般以原始的單油道為基礎(chǔ)，檢查并測(cè)試其他油道，主要的油道類型為：二油道、三油道、四油道，每一個(gè)油道的具體規(guī)格、類型如表1所示。

通過測(cè)試臺(tái)架得出：二油道能夠節(jié)油，但是節(jié)油率有限；四油道能夠?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與運(yùn)行提供保障，也就是說內(nèi)燃機(jī)不分地域、區(qū)位都會(huì)享受到充足的供油，然而，其節(jié)油效率則不明顯，其中，三油道則具有良好的節(jié)油效果。

3.2 科學(xué)選擇磁性濾器。通常情況下，柴油無論是生產(chǎn)、運(yùn)輸還是實(shí)際運(yùn)用，其中都會(huì)摻雜大量雜質(zhì)。柴油機(jī)中通常安裝了一粗、一細(xì)的過濾設(shè)備，在柴油正式進(jìn)入柴油機(jī)前，流經(jīng)這兩個(gè)設(shè)備，雜質(zhì)得以清除，然而，其中的類似于金屬的雜質(zhì)無法有效清除、過濾。類似的雜質(zhì)流經(jīng)柴油機(jī)汽缸時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒，這就使得柴油機(jī)的各個(gè)零部件可能遭受磨損的威脅，從而提升內(nèi)燃機(jī)設(shè)備的成本投入。要想控制這一現(xiàn)象，可以將磁性濾器裝在內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備中，從而對(duì)單體金屬濾清器、雙體金屬濾清器以及組合金屬濾清器進(jìn)行全面的對(duì)照、對(duì)比與檢測(cè)。這三類金屬濾清器中，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究表明：最佳的濾器結(jié)構(gòu)形態(tài)為：大流量油道與復(fù)合網(wǎng)形結(jié)構(gòu)濾器共同使用。

3.3 加大力度研究劣質(zhì)油預(yù)處理設(shè)備。要想實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備的優(yōu)化改造與改良，就必須加大對(duì)劣質(zhì)油預(yù)處理設(shè)備的研究力度，國家相關(guān)部門要做出具體的燃油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以此來約束并提高內(nèi)燃機(jī)燃油的質(zhì)量，要參照所在地所購得的油料質(zhì)量，來對(duì)應(yīng)研制出科學(xué)有效的預(yù)處理設(shè)備，發(fā)揮預(yù)處理設(shè)備的油料處理作用，從而確保油料質(zhì)量，進(jìn)而全面提升內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備作用的發(fā)揮。

4 船舶系統(tǒng)中內(nèi)燃機(jī)節(jié)能設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

從當(dāng)前來看，船舶系統(tǒng)中較為高端、功率較大的內(nèi)燃機(jī)的耗油率已經(jīng)得到了大幅度控制，而且有深入節(jié)能開發(fā)利用的趨勢(shì)，因?yàn)橐廊挥写笠?guī)模的余熱隨著排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)消耗掉。特別是排氣大概要損耗掉30%左右的熱量。所以，為了達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)，不僅要控制船舶內(nèi)燃機(jī)節(jié)能系統(tǒng)自身的能耗，還要充分利用余熱。因此，要加強(qiáng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)余熱的回收，將這些余熱用在一些生活熱源中，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果，利用余熱來發(fā)揮輔助推動(dòng)性功能和作用。未來的內(nèi)燃機(jī)節(jié)能推進(jìn)系統(tǒng)勢(shì)必朝著以下方向發(fā)展：第一，通過控制蒸汽壓力，選擇多回路余熱鍋爐的方法，有效提升廢氣熱量的回收效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)所產(chǎn)生大量蒸汽的有效利用。第二，選擇多級(jí)混壓式汽輪發(fā)電機(jī)。對(duì)于在一萬千瓦以上的柴油機(jī)來說，科學(xué)選擇余熱發(fā)電的方法，當(dāng)主機(jī)功率較大、供電充足時(shí)，可以使余熱化作推進(jìn)動(dòng)力。第三，對(duì)于主機(jī)排氣冷卻水和滑油內(nèi)部的熱量進(jìn)行全面有效地回收，而且也應(yīng)積極控制船舶設(shè)備的耗電、耗能量，主要的設(shè)備包括：變速泵、變速風(fēng)機(jī)等等。第四，余熱系統(tǒng)內(nèi)部的一些設(shè)備要努力朝著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、系統(tǒng)化等方向發(fā)展，從而達(dá)到控制成本、確保設(shè)備工作效率等作用。

現(xiàn)階段，我國的船舶內(nèi)燃機(jī)余熱回收技術(shù)依然處于初步發(fā)展時(shí)期，船舶的各個(gè)系統(tǒng)依然在發(fā)揮作用，但是，熱回收效率卻相對(duì)較低，只有一些大型的、遠(yuǎn)距離航行的船舶內(nèi)燃機(jī)使用廢熱鍋爐來發(fā)揮對(duì)余熱的回收與使用，達(dá)到能量熱量充分利用的效果，對(duì)于小型船舶系統(tǒng)來說，其主機(jī)余熱依然處于排空狀態(tài)，余熱未得到有效利用。一些長(zhǎng)途航行燒重油的主機(jī)則正在逐步使用余熱鍋爐和熱水器，一些小型漁船內(nèi)部還安裝了熱水器。近年來，隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，各種各樣的節(jié)能設(shè)備與裝置正在走向運(yùn)用與普及，例如：小型號(hào)的余熱鍋爐、構(gòu)造簡(jiǎn)單的熱水經(jīng)濟(jì)器等等，這些設(shè)備體現(xiàn)出構(gòu)造簡(jiǎn)單、功能健全完善等特征，適合裝配在小型柴油機(jī)內(nèi)部，發(fā)揮節(jié)能環(huán)保功效。

5 結(jié)束語

內(nèi)燃機(jī)節(jié)能裝置在船舶設(shè)備系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的重要功能和作用，必須加大對(duì)內(nèi)燃機(jī)節(jié)能技術(shù)的研究力度，積極改進(jìn)并提高內(nèi)燃機(jī)節(jié)能裝置的功能和作用，確保其節(jié)能功能作用的有效發(fā)揮，從而保證節(jié)能技術(shù)的有效利用，提高船舶運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。

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