顏勝利（臺(tái)州市海順船舶設(shè)計(jì)有限公司，浙江臺(tái)州　318000）

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基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計(jì)技術(shù)

顏勝利
（臺(tái)州市海順船舶設(shè)計(jì)有限公司，浙江臺(tái)州318000）

【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，航運(yùn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)運(yùn)輸行業(yè)中十分重要的一種運(yùn)輸方式，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略逐漸深入落實(shí)的現(xiàn)階段，人們也開(kāi)始重視船舶設(shè)計(jì)中的節(jié)能減排問(wèn)題。為此，本文首先對(duì)船舶設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，之后重點(diǎn)論述了基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計(jì)技術(shù)，以推動(dòng)我國(guó)航運(yùn)業(yè)的健康發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能減排船舶設(shè)計(jì)技術(shù)措施

隨著人們思想意識(shí)的轉(zhuǎn)變，節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)下社會(huì)熱議的話題，航運(yùn)業(yè)作為海上貿(mào)易的主要方式，其廢氣的排放和能源結(jié)構(gòu)與環(huán)境之間具有十分緊密的聯(lián)系，但是在對(duì)船舶進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中仍然不可避免的存在著一些實(shí)際問(wèn)題，使得能源利用和廢氣排放不盡合理，因此要對(duì)船舶節(jié)能減排設(shè)計(jì)技術(shù)予以高度的重視。

1　基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

從航運(yùn)業(yè)的碳排放情況來(lái)看，與其他運(yùn)輸方式相比較而言，航運(yùn)業(yè)是較為環(huán)保和節(jié)能的一種運(yùn)輸方式，其碳排放的問(wèn)題一直不被人們所重視，特別是對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，交通運(yùn)輸業(yè)一直都是油品消費(fèi)量較大的行業(yè)，航運(yùn)業(yè)碳排放的增長(zhǎng)速度已經(jīng)明顯超過(guò)了其他行業(yè)，應(yīng)該被予以高度重視。

從航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排的情況來(lái)看，我國(guó)已經(jīng)相繼制定了很多關(guān)于節(jié)能減排的具體目標(biāo)和對(duì)策措施，航運(yùn)業(yè)在節(jié)能減排目標(biāo)的完成上已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，但是其在節(jié)能減排中還存在著一些較為明顯的問(wèn)題，如節(jié)能減排的管理機(jī)制不健全、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)刺激政策和手段的缺乏、基礎(chǔ)工作落實(shí)不到位、能源消耗控制機(jī)制的不完善以及信息服務(wù)體系不完整等。

從節(jié)能型船舶的研發(fā)情況來(lái)看，節(jié)能型船舶的設(shè)計(jì)和研發(fā)是實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的主要措施，但是在對(duì)節(jié)能型船舶進(jìn)行研發(fā)的過(guò)程中，由于受到政府支持力度不夠、節(jié)能環(huán)保意識(shí)的匱乏、短期經(jīng)濟(jì)效益較低和基礎(chǔ)設(shè)施制約等因素的影響，再加之相關(guān)法律法規(guī)的缺乏，使得節(jié)能型船舶的研發(fā)和推廣受到較大的阻礙。

2　基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計(jì)技術(shù)措施

船舶在實(shí)際的運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)排放出大量的碳化物和硫化物等，而且還會(huì)產(chǎn)生噪音和壓載水等，通常與船舶運(yùn)營(yíng)的多個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)，因此要想實(shí)現(xiàn)船舶的節(jié)能減排設(shè)計(jì)，就必須要從多角度進(jìn)行著手，具體技術(shù)主要包括了以下幾個(gè)方面：

2.1船舶阻力的降低

對(duì)于船舶的設(shè)計(jì)工作而言，船舶自身的線型是影響船舶阻力的最主要因素，通常情況下，對(duì)船身的設(shè)計(jì)都會(huì)采取低阻力線型方案，其中最為簡(jiǎn)單有效的設(shè)計(jì)方法就是母型船法，另外也可以選擇船模實(shí)驗(yàn)法，也就是通過(guò)測(cè)量和監(jiān)控水對(duì)船體阻力的大小來(lái)計(jì)算出船舶在單位時(shí)間內(nèi)的排水量和浮心位置等，從而確定出船型的尺度比。例如，由日本造船研究中心所涉及的蘇伊士型游船，其最大的特點(diǎn)就是船舶下半部分船體更加細(xì)長(zhǎng)，船底向下是“V”型，型寬從40m增加到了70m，在空載時(shí)的吃水深度也能夠支撐船舶重量，如圖1所示。

圖1　“V”型船身設(shè)計(jì)方案示意圖

2.2節(jié)能設(shè)備的引進(jìn)

在對(duì)船舶進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，其中船身、船槳和主機(jī)等是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，因此成為節(jié)能減排設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵載體和對(duì)象，在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的現(xiàn)階段，變頻技術(shù)、動(dòng)力節(jié)能技術(shù)、主輔機(jī)智能技術(shù)等的廣泛應(yīng)用使得船舶的減排效果實(shí)現(xiàn)了較大程度的提升。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用能夠改變船舶設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)的基本布局等，對(duì)船舶的節(jié)能狀態(tài)和能力會(huì)產(chǎn)生直接的影響。例如我國(guó)在對(duì)大湖型散貨船進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，摒棄了以往所使用的柴油機(jī)，在船舶的設(shè)計(jì)張應(yīng)用了型號(hào)為的6RT-flex68-D主機(jī)，雖然其功率較大，但經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該船舶動(dòng)力最大節(jié)省了約7%。

2.3推進(jìn)效率的提升

良好推進(jìn)效率的實(shí)現(xiàn)，還要實(shí)現(xiàn)船、機(jī)、槳三者之間的高度匹配，實(shí)際上就是要保證主力所發(fā)出的功率與螺旋槳的負(fù)荷和船舶的有效馬力之間是相互吻合的。在對(duì)船舶進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，還要根據(jù)主機(jī)的配置情況來(lái)適當(dāng)?shù)奶岣咧鳈C(jī)的動(dòng)力能量、擴(kuò)大船槳面積等?，F(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)中所廣泛使用的“螺旋槳整流罩”技術(shù)，是通過(guò)對(duì)螺旋槳尺寸的控制來(lái)使得船舶脫離低航速和高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)槳軸上下部位的流場(chǎng)進(jìn)行平衡。

2.4新能源的開(kāi)發(fā)利用

基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計(jì)技術(shù)中主要的一方面也在于對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用，這是因?yàn)椴豢稍偕茉床粌H有限，而且在使用價(jià)值和代價(jià)方面都比較昂貴，對(duì)于能源能耗量較大的航運(yùn)業(yè)來(lái)說(shuō)是十分不利的。現(xiàn)階段，風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能和燃料電池等新能源已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到船舶的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，廢熱利用技術(shù)的應(yīng)用，將熱能直接轉(zhuǎn)化成為動(dòng)能，為船舶的運(yùn)行提供了動(dòng)力；在船舶中加裝廢氣凈化器，不僅能夠消耗對(duì)海洋環(huán)境存在污染危害的氣體，而且還能夠有效的降低船舶的減排壓力，避免船舶運(yùn)行障礙的出現(xiàn)。

3　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，船舶航運(yùn)對(duì)于環(huán)境的影響是不可忽視的，節(jié)能減排設(shè)計(jì)技術(shù)是推動(dòng)我國(guó)船舶工業(yè)和航運(yùn)業(yè)向前健康發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ?，是我?guó)實(shí)現(xiàn)“綠色船舶”發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵之所在；為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，首先要對(duì)船舶設(shè)計(jì)現(xiàn)狀中存在的實(shí)際問(wèn)題實(shí)現(xiàn)深入的分析和把握，在對(duì)船舶進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要以可持續(xù)發(fā)展為思想指導(dǎo)，通過(guò)采取降低船舶阻力、引進(jìn)節(jié)能設(shè)備、提高推進(jìn)效率以及新能源的開(kāi)發(fā)和利用等技術(shù)措施，不斷的推動(dòng)節(jié)能型船舶的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

［1］王強(qiáng).船舶主機(jī)降功率節(jié)能減排技術(shù)的優(yōu)化研究［D］.大連海事大學(xué)，2013.

［2］黃雪嬌.基于陰極電位控制理論的船舶節(jié)能減排技術(shù)研究［D］.大連海事大學(xué)，2012.