朱永祺　陸衛(wèi)華（上海遠洋運輸有限公司 上海　200090）

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談船舶等功率航行與能效

朱永祺陸衛(wèi)華
（上海遠洋運輸有限公司 上海200090）

摘 要：海上航行特別是長途航行，氣象海況變化多變，遇到不利的風浪、洋流是在所難免的，運行“等功率航行”模式，限定油門，較之“等轉(zhuǎn)速”模式可以避免油耗無謂的增加，是一種降低油耗，提高能效的有效手段。文章介紹了中遠廈門輪進行“等功率航行”的實踐過程。

關(guān)鍵詞：船舶 等功率 節(jié)油 能效

0　引言

隨著全球集裝箱船隊規(guī)模日益擴大，運力市場競爭日益激烈。要想在市場中保持較強的競爭力，船隊不僅要有良好的安全管理能力，而且還要有效地控制成本的能力。燃油支出作為集裝箱船隊運營中最大的成本支出，在降低營運成本中舉足輕重。如何降低燃油消耗，提高能效控制及管理水平，節(jié)約成本支出，顯得尤為重要。近年來航運界積極探索節(jié)油新方法，如主機降速運行，增壓器封堵，噴嘴環(huán)改造，VIT的適應調(diào)節(jié)等。而“等功率航行”就是其中之一，也越來越為業(yè)界所重視。

所謂“等功率航行”，根據(jù)船方的航線任務要求（諸如班期、港序等），以及船舶主機性能參數(shù)、船舶裝載資料，結(jié)合氣導公司的氣象服務，利用其所掌握的大量的氣象信息資源和專業(yè)技術(shù)團隊的系統(tǒng)分析，提供給船方比較全面的中期氣象分析報告，并據(jù)此推薦一個相對恒定的主機功率指令，該主機功率對應的船速符合船舶的航次班期要求。在完成航次任務中主機功率相對恒定的主機運行模式，即等功率航行。

相對于傳統(tǒng)的主機等轉(zhuǎn)速航行模式，等功率航行更符合船舶的通常做法，即遇到頂風、頂流的不利氣象海況時，應主動減速，在順風、順流的有利情況下，應適當加速。通過與輪機長的交流了解到，在海況比較好的情況下，等功率（等油門）模式與等轉(zhuǎn)速模式因兩者轉(zhuǎn)速波動都很小，主機在兩種模式下的轉(zhuǎn)速接近，油耗差別不大。在實際操作中，等油門模式是在限定主機油門的情況下，駕駛臺主機設定轉(zhuǎn)速高于機艙限定油門時的主機的實際轉(zhuǎn)速實現(xiàn)，此時主機在限定油門對應的轉(zhuǎn)速下運行，而不是在設定轉(zhuǎn)速時在調(diào)速器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)下運轉(zhuǎn)，這種情況下主機調(diào)速器功能不起作用，也就是說主機在部分負荷速度特性下工作。而定轉(zhuǎn)速模式是主機在設定轉(zhuǎn)速下，在調(diào)速器的調(diào)速功能的調(diào)節(jié)下，保持相對恒定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。

在海況稍差的情況下，使用等油門模式時，當外界負荷（阻力）增大時，主機轉(zhuǎn)速會自動降低，外界負荷（阻力）減小時，主機轉(zhuǎn)速則自動升高。主機轉(zhuǎn)速波動比等轉(zhuǎn)速模式要大。而在等轉(zhuǎn)速模式下，外界負荷（阻力）增大時，在主機調(diào)速器的作用下主機油門增加，使主機轉(zhuǎn)速達到設定轉(zhuǎn)速，外界負荷（阻力）減小時，主機油門減小，也使主機轉(zhuǎn)速達到設定轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速也有波動，但一般波動較小（依賴主機調(diào)速器調(diào)速性能）。此時兩種模式下的節(jié)油效果，因等油門模式符合海況較差時，主機降低轉(zhuǎn)速，海況較好時主機增加轉(zhuǎn)速比較節(jié)油的操船模式，由此不難看出，等油門航行模式，是符合在氣象海況較差的情況使用的主機運行模式。

為檢驗“等功率航行”在實踐中的可行性，在中遠集運MOC的安排下，我們“中遠廈門”輪有幸承擔了這次試驗任務。

1　船舶概況

“中遠廈門”輪為全集裝箱船，2004年9月建造于日本幸陽船廠，2005年2月投入營運。船長278．94米，船寬40米，型深24米，船舶輕噸24 041噸，最大載重噸67 209噸，最大吃水14．02米，最大載箱量5816TEU；主機型號MAN B&W，10K98MC，最大功率94RPM/57 200kW，船速27．1節(jié)，額定功率89RPM/48 620kW（85%），船速25．6節(jié)，目前最大轉(zhuǎn)速為78RPM，船速21．2節(jié)。

2　試驗過程

“中遠廈門”輪2015年8月初接中遠集運全球操作中心MOC指令，104E/W航次進行“等功率航行”試驗。

2015年8月4日21：25，離上海洋山港，駛往魯伯特王子港。因本航次輪機部更換了大部分技術(shù)骨干（輪機長、大管輪、二管輪和電機員換班），對設備的工況、技術(shù)性能需要有一段熟悉的過程，為此，8月5、6日輪機部同志抓緊時間，查閱主機操縱和自動化控制方面的技術(shù)資料；8日9：00-12：00進行等功率（油門）試運行，13：00-17：00進行等轉(zhuǎn)速航行，并采集了兩種模式的航行數(shù)據(jù)進行比對，因試驗時間很短，效果并不明顯；8日22：00始，進行等功率（油門）航行，并保持至15日22：00時止，16日4：00抵王子港引航站。西行航次，8月20日23：15離溫哥華引航站，22日11：50駛離低硫區(qū)，12：00繼續(xù)等功率（油門）航行，直至9月6 日22：00時止，7日04：00抵寧波引航站。

根據(jù)104E/W航次與102E/W航次的掛靠港口相似，102E/W航次多靠西雅圖，我們用該兩個航次油耗報告中相應航段的油耗進行比對，見下表一、表二：

表2-1?。?02E與104E）

東行104航次較102航次的平均吃水和排水量明顯要大，但油耗增加不大，說明等功率（油門）航行是有效果的。

表2-2?。?02W與104W）

西行104航次較102航次的平均吃水和排水量同樣明顯要大，但油耗反而減少，說明等功率（油門）航行同樣是有效果的。

3　數(shù)據(jù)分析

為此，我們采集了兩個航次的航行數(shù)據(jù)進行分析（見表三、表四、表五、表六），發(fā)現(xiàn)等功率（等油門）航行在氣象海況較差的情況下，節(jié)油效果比較明顯；東行航次，104航次和102航次氣象海況條件相似，耗油量接近；西行航次，104航次較102航次的氣象海況要差，耗油量下降明顯，說明等功率（等油門）航行還是有一定效果的。

表3-1?。?04E航次）

表3-2　（102E航次）

表3-3?。?04W航次）

表3-4?。?02W航次）

4　試驗結(jié)果

我輪104E/W航次在氣導公司的推薦指導下進行試驗，氣導公司依靠其自身的優(yōu)勢，根據(jù)大量氣象資料分析，得出比較全面的中期氣象分析報告，按船方提供的主機性能數(shù)據(jù)和航次任務，給船方推薦符合航次任務的主機功率指令。但在實踐操作中，應充分考慮船舶機器的實際情況，我輪主機最大功率94RPM/57 200kW，額定功率89RPM/48 620kW（85%），實行能效管理后，為適應降速后主機工況，達到節(jié)油降成本的目的，主機封堵了一臺增壓器，目前最大轉(zhuǎn)速為78RPM，主機轉(zhuǎn)速在54RPM以下時，主機輔助鼓風機始終運行工作，63RPM以上時，鼓風機隨主機工況自動停止運行，在55～62RPM時，鼓風機會隨主機工況頻繁自動啟動/停止，而在58RPM時，鼓風機負荷達到最大，需避免長時間以此轉(zhuǎn)速航行；因此根據(jù)AWT氣導公司提供的推薦指令，要求我輪東行保持58RPM/ MCR24%航行，是對主機不利的；因此，我輪采用了分段進行的方法，先保持63RPM（約MCR32%）轉(zhuǎn)速航行（即鼓風機停止運轉(zhuǎn)后的最低轉(zhuǎn)速），途中再根據(jù)氣象海況、剩余航程、抵港時間調(diào)整航速，改為54RPM（約MCR19%）轉(zhuǎn)速航行；西行航次，根據(jù)AWT氣導公司提供的推薦指令，設定功率MCR14%，主機轉(zhuǎn)速48RPM對應的油門34%，但主機如果長時間低負荷運行，主機增壓器容易臟堵，影響主機工況，為保持主機良好的技術(shù)工況，一般每隔三天左右，主機需進行1小時左右的加車至72RPM運行，使主機透平轉(zhuǎn)速達到一定的轉(zhuǎn)速，進行主機透平?jīng)_洗工作，與等功率航行存在一定沖突；如何克服這些不利因素，需要我們在今后的實踐中不斷地摸索。

5　結(jié)束語

通過此次等功率（等油門）航行試驗，我們體會到，海上航行特別是長途航行，氣象海況變化多變，遇到不利的風浪、洋流是在所難免的；等功率（等油門）航行模式，因油門限定，較之等轉(zhuǎn)速模式可以避免油耗無謂的增加，是一種降低油耗、提高能效的有效手段。

需要注意和避免的是，在惡劣海況下，由于等功率（等油門）模式下轉(zhuǎn)速波動范圍大，當油門設定在較高時，如果船舶前后顛簸劇烈，飛車風險大大增加。而在等轉(zhuǎn)速模式下，由于調(diào)速器的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，飛車風險要小一些。當然，在惡劣海況下，即使在等轉(zhuǎn)速模式下，主機也需要適當降速運行防止飛車。因此，在遭遇惡劣氣象海況時，使用等轉(zhuǎn)速模式更安全。

同時我們注意到，等功率（等油門）模式與等轉(zhuǎn)速模式對現(xiàn)有的駕控是有一定影響的。通常在等轉(zhuǎn)速模式下，值班駕駛員為航行安全采取的避碰行動中，可以對主機進行小幅的機動操縱（提速和減速）；但在等功率（等油門）模式下，此時的主機在限定油門對應的轉(zhuǎn)速部分負荷運行，只能小幅減速，如果需要提速，就需要值班輪機員的配合，提高油門限定，這就不利于在沿岸、漁船密集區(qū)、狹水道等海域的航行安全。因此，我們認為等功率（等油門）模式更適合在氣象海況復雜情況的跨洋航行。

參考文獻

［1］ 楊全才.船舶柴油機［M］.大連海事大學出版社,2002.