李海昭，陳 丹

（青島北海船舶重工有限責(zé)任公司，山東青島 266520）

船舶油耗計(jì)算方法探討

李海昭，陳 丹

（青島北海船舶重工有限責(zé)任公司，山東青島 266520）

在造船行業(yè)中燃油消耗是船東關(guān)注的重點(diǎn)，特別是在國(guó)際金融危機(jī)爆發(fā)以來(lái)，船用柴油機(jī)發(fā)展的外部環(huán)境發(fā)生了重大變化，燃料價(jià)格的不斷上漲給船用柴油機(jī)廠帶來(lái)了新的壓力，船東正在尋求運(yùn)營(yíng)成本更低的船用柴油機(jī)。本文主要介紹了全球兩大低速柴油機(jī)專利公司（MAN B&W和WARTSILA）機(jī)型油耗參數(shù)的計(jì)算方式、柴油機(jī)廠在臺(tái)架試驗(yàn)和造船廠在試航階段如何測(cè)量和計(jì)算主推進(jìn)柴油機(jī)油耗的方法，并對(duì)兩大專利公司的油耗參數(shù)的選取和計(jì)算方式進(jìn)行了對(duì)比，便于柴油機(jī)廠和造船廠能簡(jiǎn)單有效的對(duì)油耗進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。

標(biāo)準(zhǔn)油耗；計(jì)算公式；參數(shù)；溫度；壓力

0 引言

2008年世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)后的航運(yùn)市場(chǎng)仍未走出低谷，隨著近期BDI指數(shù)的再次走低和燃油價(jià)格的節(jié)節(jié)攀升，各航運(yùn)公司都在動(dòng)足腦筋降低成本、提升經(jīng)營(yíng)效果。其中，控制船舶航速、降低燃油消耗是降低船舶成本的一項(xiàng)重要方法。通常燃油費(fèi)用占船舶全部營(yíng)運(yùn)成本的40%左右，在變動(dòng)成本中占比更大，可達(dá)70%或更高。

對(duì)于營(yíng)運(yùn)船舶的油耗要求越來(lái)越高，對(duì)新造船主推進(jìn)柴油機(jī)的選擇首先看重的便是柴油機(jī)本身油耗參數(shù)，在相同條件下油耗越低則越占有優(yōu)勢(shì)，因此全球的兩大低速柴油機(jī)專利公司（MAN B&W和WARTSILA）都根據(jù)市場(chǎng)的需求推出新機(jī)型，或?qū)υ袡C(jī)型進(jìn)行改進(jìn)來(lái)降低燃油的消耗，但無(wú)論從何種技術(shù)角度進(jìn)行改進(jìn)和修改來(lái)降低油耗，兩大公司對(duì)油耗計(jì)算的相關(guān)關(guān)聯(lián)參數(shù)的選取都是固定的，唯一能變化的就是參數(shù)的取值需根據(jù)機(jī)型的不同進(jìn)行選取，因此兩大專利公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)油耗的修正方式是不同的。

1 油耗計(jì)算的相關(guān)參數(shù)

MAN B&W和WARTSILA對(duì)外發(fā)布的油耗參數(shù)都是在ISO3046/1標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的理論數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)油耗計(jì)算是需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量的油耗和專利公司自己選取的不同相關(guān)參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，MAN B&W堅(jiān)持一貫的簡(jiǎn)潔明了的方式，從相關(guān)的試驗(yàn)和測(cè)量數(shù)據(jù)中選取主推進(jìn)柴油機(jī)本身的4組相關(guān)參數(shù)和ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的4組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；而WARTSILA則堅(jiān)持一貫的精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞?，從各相關(guān)的試驗(yàn)和測(cè)量數(shù)據(jù)中選取主推進(jìn)柴油機(jī)本身的4組相關(guān)參數(shù)和ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的4組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，以及3組延伸參數(shù)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；各個(gè)船廠都需根據(jù)兩大專利公司發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)修正公式，結(jié)合各自的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正，來(lái)完成各自的實(shí)測(cè)理論油耗（ISO標(biāo)準(zhǔn)狀況下）計(jì)算。

ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件規(guī)定[1]：

大氣壓力：100KPa；

大氣溫度：25℃；

掃氣空氣的冷卻介質(zhì)溫度：25℃；

燃油的低發(fā)熱值：42707kJ/kg。

2 MAN B&W的油耗計(jì)算

2.1 MAN B&W的相關(guān)參數(shù)

MAN B&W通常關(guān)注的本身4組關(guān)鍵參數(shù)是掃氣空氣冷卻介質(zhì)溫度、增壓器進(jìn)口空氣溫度、增壓器進(jìn)口空氣壓力、燃油低發(fā)熱值，各項(xiàng)參數(shù)在ISO狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換比例如下[2]表1所示。

表1 參數(shù)在ISO狀態(tài)下的轉(zhuǎn)換比例

根據(jù)上述標(biāo)定轉(zhuǎn)換比例即可將實(shí)測(cè)的主推進(jìn)柴油機(jī)的油耗轉(zhuǎn)化為ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的油耗。

2.2 MAN B&W的計(jì)算方式

輔助公式：

標(biāo)準(zhǔn)油耗計(jì)算公式：

2.3 各個(gè)符號(hào)的說(shuō)明

如表2所示。

3 WARTSILA的油耗計(jì)算

3.1 WARTSILA的相關(guān)參數(shù)

WARTSILA通常關(guān)注的本身4組關(guān)鍵參數(shù)：大氣壓力、主機(jī)透平后廢氣壓力、鼓風(fēng)機(jī)前的空氣溫度、主機(jī)掃氣溫度。

4組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為：ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下大氣壓力，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下大氣溫度，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下掃氣空氣的冷卻介質(zhì)溫度，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下燃油的低發(fā)熱值。

3組延伸參數(shù)為：ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下功率參考值，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下掃氣溫度參考值，ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下廢氣背壓參考值。

根據(jù)上述參數(shù)即可將實(shí)測(cè)的主推進(jìn)柴油機(jī)的油耗轉(zhuǎn)化為ISO標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的油耗。

3.2 MAN B&W的計(jì)算方式

表2 符號(hào)說(shuō)明

輔助公式：

標(biāo)準(zhǔn)油耗計(jì)算公式[3]：

表3 符號(hào)說(shuō)明

表3 符號(hào)說(shuō)明（續(xù)）

3.3 各個(gè)符號(hào)的說(shuō)明

如表3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著對(duì)船舶油耗的要求越來(lái)越高，造船廠在主推進(jìn)柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)和船舶航海試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)柴油機(jī)的油耗測(cè)量越來(lái)越重視，如何更好的利用兩大專利公司推出的計(jì)算方式結(jié)合各個(gè)船廠在測(cè)量過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際油耗的測(cè)量是主推進(jìn)柴油機(jī)廠和造船廠面臨的問(wèn)題。

[1] Reciprocating internal combustion engines. Performance. Declarations of power, fuel and lubricating oil consumptions, and test methods. Additional requirements for general use. [S]. ISO3046-1:20012012.

[2] 中國(guó)船舶工業(yè)總公司編. 船舶設(shè)計(jì)使用手冊(cè)輪機(jī)分冊(cè)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 1999.

[3] Guidelines for Turbocharger Matching[S], WARTSILA. 2011.

Discussion of Calculation Method of Marine Fuel Oil Consumption

Li Hai-zhao, Chen dan
(Qingdao Beihai Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd., Shandong Qingdao 266520, China)

Ship owners pay attention to the fuel oil consumption in the shipbuilding field, especially after the economic crisis happened. The outside developing environment of marine diesel is greatly changed. The continuously increasing price of the fuel oil puts new pressure on the diesel works. Ship owners are searching for the less-cost marine diesel to reduce the running cost. The article mainly introduces the calculation method of marine fuel oil consumption and how to measure and calculate the fuel oil consumption during the shop test in the marine diesel works and sea trial in the two low speed marine diesel companies (MAN B&W and WARTSILA). The selection method of fuel oil consumption parameter and the calculation method of the two companies are compared, which help marine diesel works and shipyards do the measure and calculation for fuel oil easily and effectively.

standard fuel oil consumption; calculation formula; parameter; temperature; pressure

U676.3

A

10.14141/j.31-1981.2015.03.014

李海昭（1980-），男，工程師，研究方向：熱能與動(dòng)力工程和船舶輪機(jī)設(shè)計(jì)。