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        EEDI航速的測(cè)定

        2016-05-14 10:48:54徐洪祥楊晶淳隋鴻飛
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年6期

        徐洪祥 楊晶淳 隋鴻飛

        摘 要:隨著EEDI的全面施行,各方更加重視船舶的航速測(cè)量,文章著重講解了相關(guān)規(guī)范對(duì)EEDI測(cè)速的特殊要求,以及在測(cè)速過(guò)程中需要注意的事項(xiàng),并結(jié)合我廠某船實(shí)例來(lái)具體計(jì)算其航速值。

        關(guān)鍵詞:EEDI;載重噸(DWT);船模試驗(yàn);功率航速曲線;試航

        EEDI的全稱為Energy Efficiency Design Index,即船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)。2011年7月,國(guó)際海事組織(IMO)在其英國(guó)倫敦總部召開(kāi)了海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)(MEPC)第62屆會(huì)議,通過(guò)了《國(guó)際防止船舶造成環(huán)境污染公約》附則Ⅵ有關(guān)船舶能效規(guī)則的修正案,確立了“船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)”(EEDI)標(biāo)準(zhǔn)。這是第一個(gè)專門(mén)針對(duì)國(guó)際海運(yùn)溫室氣體減排的強(qiáng)制性法律文件。2012年又推出文件MEPC.212(63)決議《2012年新船達(dá)到的能效設(shè)計(jì)指數(shù)(Attained EEDI)計(jì)算方法導(dǎo)則》。決議規(guī)定2013年1月1日或以后簽訂建造合同;或2015年7月1日或以后交付的船舶需要滿足EEDI指數(shù)要求。

        EEDI適用于400總噸及以上的國(guó)際航行所有新船和重大改建的新船以及部分重大改建的現(xiàn)有船,適用船型為散貨船、氣體運(yùn)輸船、液貨船、集裝箱船、雜貨船、冷藏貨船、兼用船,以上類型船計(jì)算其EEDI指數(shù)值并與相應(yīng)時(shí)間階段的EEDI要求的最低值進(jìn)行比較,如低于要求值,則此船滿足EEDI。而客船、客滾船、滾裝貨船、近海供應(yīng)船則只計(jì)算其EEDI指數(shù)值,相關(guān)決議中并未有此類型船要求的參考值,也就是說(shuō)暫時(shí)不需要滿足EEDI的要求。由于航速對(duì)EEDI計(jì)算的最終值影響很大,下面著重介紹EEDI中航速的測(cè)定要求及注意事項(xiàng)。

        在設(shè)計(jì)一條滿足EEDI的船舶初期就需要計(jì)算其理論值是否能滿足規(guī)范要求,且航速理論值需在船模實(shí)驗(yàn)中得到。該船速是指在假定無(wú)風(fēng)無(wú)浪的氣象條件下,在每臺(tái)主機(jī)額定安裝功率(MCR)的75%的軸功率時(shí),以及下面所定義的載運(yùn)能力下的深水中航速,其單位為節(jié)(kn)。對(duì)散貨船、液貨船、氣體運(yùn)輸船、滾裝貨船(車(chē)輛運(yùn)輸船)、滾裝貨船、冷藏貨船、雜貨船、兼用船和近海供應(yīng)船,用載重噸(DWT)表示;對(duì)客船和客滾船,用1969國(guó)際噸位丈量公約附則I第3條定義的總噸(GT)表示;對(duì)集裝箱船,載運(yùn)能力參數(shù)應(yīng)以70%DWT表示,且其EEDI值計(jì)算如下:(1)實(shí)船EEDI實(shí)船計(jì)算值應(yīng)根據(jù)EEDI公式采用70%DWT計(jì)算; (2)EEDI要求值應(yīng)根據(jù)基準(zhǔn)線公式采用100%DWT計(jì)算。由以上的描述可以看出,EEDI測(cè)試的載運(yùn)條件對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果有很大的影響,所以對(duì)不同類型的船需注意其測(cè)試條件。

        下面結(jié)合我廠建造的一艘散貨船來(lái)詳細(xì)講述EEDI航速測(cè)試的過(guò)程。由于散貨船在建造后的試航中沒(méi)有辦法裝載到最大載重噸(滿載),只能在試航中測(cè)量其在壓載狀態(tài)時(shí)的航速,然后根據(jù)船模試驗(yàn)得出的壓載滿載航速比例關(guān)系來(lái)進(jìn)行換算,最終得出實(shí)船滿載時(shí)候的航速。所以對(duì)于部分船舶,船模試驗(yàn)必不可少,并且相應(yīng)的工況都必須有,本船船模試驗(yàn)航速功率曲線圖見(jiàn)圖1。

        其縱坐標(biāo)為軸有效功率,橫坐標(biāo)為軸有效功率對(duì)應(yīng)的航速。三條曲線分別代表滿載吃水、設(shè)計(jì)吃水、壓載吃水工況下的功率航速曲線。根據(jù)曲線可以看出,在相同功率下,吃水越?。ㄑb載量越少),其船的航速越快。在這里需要注意的是,由于集裝箱船需要考核70%DWT時(shí)候的航速,所以在做船模試驗(yàn)時(shí)必須做此吃水的工況,否則實(shí)船70%DWT時(shí)的航速無(wú)法獲得,除非試航時(shí)裝載這么多的貨物才可以得到,而這又往往是不現(xiàn)實(shí)的。

        此船的主機(jī)最大功率為11060kW,則PD=75%MCR=0.75*11060

        =8295kW。表1為船舶試航期間實(shí)測(cè)的功率與速度等各參數(shù)。

        把表1的各個(gè)航速與功率分別作為橫縱坐標(biāo)畫(huà)點(diǎn)并做成曲線(見(jiàn)圖2),然后在圖中得到8295kW對(duì)應(yīng)的航速VDB=15.74kn,而從船模試驗(yàn)得出的功率速度曲線可以知道,在8295kW功率下滿載航速Vm=14.20kn,壓載航速VmB=15.30kn,故實(shí)船滿載航速應(yīng)為V=Vm*VDB/VmB=14.61kn。

        由于EEDI剛生效不久,這是我廠測(cè)試的第一條需滿足EEDI的船舶,各方對(duì)EEDI航速的測(cè)試流程及注意事項(xiàng)還都不是太熟悉。根據(jù)船級(jí)社LR航速測(cè)試要求,測(cè)速前首先需要停船確認(rèn)船舶吃水及海水密度,記錄其數(shù)據(jù),并且拍照存檔,此時(shí)需注意應(yīng)有小船配合拍照。測(cè)速時(shí)需準(zhǔn)備相關(guān)的有檢驗(yàn)證書(shū)的設(shè)備,如(1)全球差分定位系統(tǒng)(DGPS);(2)軸功率測(cè)量系統(tǒng);(3)遙測(cè)浪高儀;(4)轉(zhuǎn)速計(jì);(5)水深儀;(6)風(fēng)速風(fēng)向儀。其中第4到6項(xiàng)可以使用船上的設(shè)備,第1項(xiàng)和第2項(xiàng)為比較常規(guī)的測(cè)速設(shè)備,第3項(xiàng)遙測(cè)浪高儀用來(lái)測(cè)量波浪的浪高和周期,現(xiàn)階段用的比較少,是一門(mén)比較新的技術(shù),目前設(shè)備報(bào)價(jià)較貴。EEDI測(cè)速要求的測(cè)距是順流逆流各跑5次,每航次的大約功率參考上面的試航測(cè)速記錄表。最后一項(xiàng)跑70% MCR是為了驗(yàn)證跟第一次跑70% MCR結(jié)果是否相近,如果兩次測(cè)試的功率和航速差的較多,則需找出原因,如檢查出開(kāi)始的幾組數(shù)據(jù)有問(wèn)題,則此試驗(yàn)必須重新開(kāi)始做。

        另外在測(cè)速過(guò)程中需注意測(cè)試條件:(1)風(fēng)力小于蒲氏3級(jí)、海浪小于蒲氏2級(jí);(2)水深不小于40米;(3)航速方向偏差小于±2°,最大操舵角應(yīng)小于5°,(4)主機(jī)轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。測(cè)試距離跑一個(gè)方向航次需助跑使船達(dá)到穩(wěn)定的航速,船級(jí)社推薦為9海里,加上測(cè)速距離3海里,掉頭轉(zhuǎn)到航向角相反也需要9海里,加起來(lái)為21海里,一般需要航行1.5小時(shí)到2小時(shí),在加上一般測(cè)速需要跑100% MCR的航次,則此測(cè)速試驗(yàn)在沒(méi)有其他意外耽擱的情況下就至少20小時(shí)以上。個(gè)人認(rèn)為測(cè)試一個(gè)方向航次上跑21海里完成沒(méi)有必要,10里左右就足夠了,助跑距離4海里左右就可以讓船達(dá)到穩(wěn)定的航速,可以讀取DGPS上顯示的航速來(lái)確認(rèn)。各測(cè)試航次的測(cè)試地點(diǎn)應(yīng)盡量在一個(gè)區(qū)域內(nèi),以保證測(cè)試條件的一致性。

        為了使EEDI值達(dá)標(biāo),目前比較常用的方法就是提高船舶的航速,現(xiàn)在有不少新的技術(shù)可以采用,其中大多數(shù)船東采用的都是在螺旋槳的外側(cè)增加導(dǎo)流管結(jié)構(gòu),起到整流增加航速的效果,大多數(shù)的導(dǎo)流管能提高2%到4%的航速。

        EEDI規(guī)范現(xiàn)在已經(jīng)正式生效,并且對(duì)大部分的船型都是強(qiáng)制執(zhí)行的,各方都對(duì)此計(jì)算非常重視。相信在將來(lái),相應(yīng)的規(guī)范和試驗(yàn)方法等都日益完善。

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