劉海明等

1、船舶用柴油機(jī)在國(guó)際上的節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展

船舶用柴油機(jī)隨著國(guó)際上相關(guān)法律的頒布，節(jié)能減排技術(shù)得到了跨越性的發(fā)展，節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展不僅可以保護(hù)環(huán)境，同時(shí)可以節(jié)約資源。國(guó)際海事組織最新研究報(bào)告指出，預(yù)計(jì)未來(lái)五年，因船舶柴油機(jī)運(yùn)營(yíng)而導(dǎo)致的CO2排放量超過(guò)15億噸，隨著全球氣候的變化，航運(yùn)業(yè)也應(yīng)該承擔(dān)起自己的行業(yè)責(zé)任，為全球可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

國(guó)際海洋組織早在2009年就船舶提出能耗限制指數(shù)，但是在2009年，并沒(méi)有作為強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，直到2014年才作為強(qiáng)制規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行。2012年國(guó)際海事組織海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)對(duì)國(guó)際海洋組織的規(guī)定進(jìn)行了補(bǔ)充規(guī)定，將其命名為IMO Tirer 1，IMO Tirer 2，IMO Tirer 3，目的是限制硫化物和氮化物以及PM的排放，并提出了執(zhí)行日期與規(guī)定對(duì)應(yīng)的時(shí)間，在2012年至2013年執(zhí)行IMO Tirer 1標(biāo)準(zhǔn)，2013年-2016年將執(zhí)行IMO Tirer 2，2017-未來(lái)將執(zhí)行IMO Tirer 3。

在法律法規(guī)的推動(dòng)下，世界各研究機(jī)構(gòu)加大技術(shù)研發(fā)投入，不斷研發(fā)新技術(shù)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排方面的性能，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)尾氣后處理、燃料燃燒技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，同時(shí)在新燃料的利用，發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能的提升上都取得了突破性進(jìn)展。國(guó)際上的船舶柴油機(jī)制造廠商研發(fā)的技術(shù)主要的特點(diǎn)是高效節(jié)能低排放，結(jié)構(gòu)緊湊模塊化，智能自動(dòng)化，安全可靠、大功率集成化，長(zhǎng)壽命。節(jié)約、排放是保護(hù)環(huán)境的兩大重要舉措，也是船舶柴油機(jī)的主要發(fā)展方向。

船用發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)和低排放大功率柴油機(jī)的研究上取得了階段性的進(jìn)展，瑞士聯(lián)邦政府與歐盟聯(lián)合資助科研院所、發(fā)動(dòng)機(jī)制造商在內(nèi)的40多家單位參加的船舶超低排放燃燒的高效研發(fā)項(xiàng)目，這項(xiàng)舉措為法律法規(guī)的實(shí)施提供了技術(shù)保證。該項(xiàng)目對(duì)船舶柴油機(jī)開(kāi)展了“極限”參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)和機(jī)械學(xué)試驗(yàn)，研發(fā)了降低排放的內(nèi)部方法、多級(jí)智能渦輪增壓技術(shù)、能量回收及復(fù)合式熱發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的后處理技術(shù)、排放及性能監(jiān)控新傳感器、以及自適應(yīng)控制智能發(fā)動(dòng)機(jī)等技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究。建立和開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的計(jì)算模型和工程軟件工具，驗(yàn)證新一代船用發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)目在結(jié)題時(shí)達(dá)到了預(yù)期成果，船用柴油機(jī)燃油消耗率降低了9%，改善高船用柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的超過(guò)50%，降低二氧化碳的排放量。

結(jié)合國(guó)外研究成果，針對(duì)國(guó)際船舶柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)，總結(jié)國(guó)際上技術(shù)現(xiàn)狀：（1）研發(fā)出了尾氣處理系統(tǒng)，在源頭上對(duì)尾氣進(jìn)行處理，減少燃燒產(chǎn)生的氣體有害氣體排放。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)能量綜合利用， 進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)效率。（3）開(kāi)發(fā)新能源，加強(qiáng)新能源的利用，改變以往以石油燃料為主的結(jié)構(gòu)。（4）通過(guò)對(duì)燃料燃燒過(guò)程技術(shù)的改進(jìn)， 達(dá)到提高燃燒效率的作用。

2、船舶用柴油機(jī)在我國(guó)現(xiàn)狀

我國(guó)船舶用柴油發(fā)展落后于國(guó)外，但是最近幾年隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提升，研發(fā)和制造技術(shù)都得到了很大的提升，初步形成了船舶柴油機(jī)的產(chǎn)業(yè)布局。具備船舶用柴油機(jī)的自主研發(fā)能力。但我國(guó)船舶柴油機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)能力與國(guó)際研發(fā)能力仍有很大的差距。存在某些技術(shù)瓶頸，很多關(guān)鍵技術(shù)受制于人。結(jié)合我國(guó)船舶柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展情況提出以下發(fā)展途徑：（1）低速船用低速柴油機(jī)在我國(guó)發(fā)展較為成熟，但是未來(lái)應(yīng)該進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。（2）因我國(guó)高速采用機(jī)發(fā)展仍存在很多不足，為此現(xiàn)階段重點(diǎn)發(fā)展中速柴油機(jī)開(kāi)發(fā)研制的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)、掌握現(xiàn)有技術(shù)要點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，并開(kāi)發(fā)性能顯著的核心部件，擺脫進(jìn)口。全面掌握中速柴油機(jī)系列的設(shè)計(jì)方法，嘗試對(duì)高速柴油機(jī)的研制提高關(guān)鍵配套件的國(guó)產(chǎn)化，達(dá)到節(jié)能減排的目的。（3）加強(qiáng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建設(shè)，由僅僅的中國(guó)造向中國(guó)研究制造轉(zhuǎn)變。最終達(dá)到掌握高速柴油機(jī)的總體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)技術(shù)。

3、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，船用柴油機(jī)隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)保意識(shí)對(duì)增強(qiáng)，得到了飛躍性的發(fā)展。未來(lái)船舶用柴油機(jī)節(jié)能減排技術(shù)政府應(yīng)該加強(qiáng)行業(yè)管理，在我國(guó)認(rèn)真研究國(guó)際船舶節(jié)能減排相關(guān)方面的法規(guī)的變化情況，同時(shí)在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)應(yīng)該加快已有技術(shù)消化吸收和升級(jí)，在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)新技術(shù)的研發(fā)，不要一味抄襲，緊隨行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和先進(jìn)技術(shù)方向通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的闡述，建議采用幾方面措施來(lái)達(dá)到節(jié)能減排的目的。（1）改善燃料燃燒過(guò)程通過(guò)改善燃料燃燒過(guò)程可以減少害物排放、降低燃料的消耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。（2）新型替代清潔燃料技術(shù)目前比較成熟的新型替代清潔燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)有生物燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)等。但是現(xiàn)在應(yīng)用的新能源類(lèi)型較少，未來(lái)應(yīng)該嘗試發(fā)展太陽(yáng)能和風(fēng)能等儲(chǔ)量豐富的能源，即使不能作為船舶動(dòng)力的主體動(dòng)力燃料，可以嘗試作為補(bǔ)充能源，來(lái)達(dá)到節(jié)能減排的目的。（3）能量綜合利用技術(shù)目前所有船舶用柴油機(jī)都無(wú)法回避的問(wèn)題就是能源利用率低，在柴油機(jī)燃燒的過(guò)程中僅有一半左右作為的動(dòng)力，其他部分的能力被排出的廢氣和冷卻水帶走，這不僅能源不僅降低能源利用率，還會(huì)造成環(huán)境污染。為此未來(lái)應(yīng)該加強(qiáng)能量的綜合利用技術(shù)的研發(fā)。

4、結(jié)束語(yǔ)

船舶運(yùn)輸仍然是未來(lái)的運(yùn)輸業(yè)的主題，作為船舶動(dòng)力的來(lái)源-船舶柴油機(jī)，船舶柴油機(jī)的發(fā)展，應(yīng)該與運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展同步，伴隨著國(guó)際上對(duì)節(jié)能、排放法規(guī)日益嚴(yán)格，石油資源的日益少，船舶柴油機(jī)需要進(jìn)行不斷的技術(shù)研發(fā)以及加到新能源的利用率。

（作者單位：煙臺(tái)中集來(lái)福士海洋工程有限公司）

作者簡(jiǎn)介

劉海明：（1986，6——）男，漢族，山東青州人，助理工程師，研究方向：船舶建造與調(diào)試.