周飞光
珠海市琛龙船厂有限公司
摘要：近些年，我国社会经济建设飞速发展，而环境污染与能源消耗问题则愈加的严峻，在此背景下节能减排技术在社会各个领域之中得到极为广泛的应用，实现对自然环境与生态环境的保护。因此，加强节能减排技术在船舶设计中的应用就十分的有必要，在减少船舶运输对环境所带来的污染同时，实现对海洋环境与各种生物能源的有效保护。
关键词：船舶设计；节能减排技术；研究
引言
在我国交通运输行业的发展过程中，其中航运是其中非常重要的运输方式之一，随着我国经济发展模式的不断影响下，人们对船舶设计中的节能减排技术的重视程度不断加大，对船舶实施节能减排设计，不但可以在很大程度上降低了运输和生产成本，同时对环境保护工作形成了重要意义。
1节能减排技术在船舶设计中应用现状
在我国社会经济建设中船舶行业发挥着重要作用，尤其是在海上运输中有着不可替代的作用，同时也存在环境与能源消耗等方面问题。因此，我国一直高度重视船舶的节能减排问题，并出台了相关的法律法规与公约，以此实现减少船舶所带来的污染，实现对海洋环境的保护。针对于船舶业我国制定了绿色航运这一目标，并调整与改革了船舶业发展规划。例如，针对于燃油的含硫量与氮氧化物等，我国政府采用分阶段集中控制方式，分阶段的逐渐提高空气污染的限制标准。除此之外，在船舶设计、船舶运营以及船舶规划等方面，我国相应的做出了调整与修改。由此可以看出，我国政府对船舶节能减排的重视，通过节能减排技术的有效应用，推进船舶行业的进步与发展，而节能减排技术在船舶业中的应用是实现社会经济建设可持续发展的必然要求。
2加强节能减排技术在船舶设计中的应用措施
2.1待机和停泊期间可以采取的措施
工程船舶在施工期间，一般需要2~3台发电机同时在线，而待机或停泊期间，一般只需要1台发电机在线。但1台发电机的容量一般往往会远远大于实际负载需求，如国内首艘浅水铺管船，在施工期间高峰负荷约为5000kW，待航或停泊期间，负荷一般约1000kW，只占单台发电机总功率的35%，发电机原动机处于长时间低负荷下运行，不仅会造成柴油机在活塞上、活塞环槽、气门和增压器中的严重积炭，也会造成润滑油耗增多；因此，短时待机或停泊状态，可以采用停泊发电机的方法，降低燃油消耗和废气排放；而长时间处于待机和停泊期间时，可以采用靠港接岸电的方法。根据2016年国务院印发的《"十三五"节能减排综合工作方案》要求：加快船舶和港口污染物减排在珠三角、长三角、环渤海京津冀水域设立船舶排放控制区，主要港口90%的港作船舶、公务船舶靠港使用岸电，50%的集装箱、客滚和邮轮专业化码头具备向船舶供应岸电的能力。因此，在长时间待航、停泊或者修船期间，工程船舶可以优先使用码头岸电维持船舶设备基本运转。
2.2加强对新能源的开发
船舶制造与船舶运输中无疑会消耗大量的能源，且开发成本较高，基于此，强化对新能源的开发就十分的有必要。在科学技术飞速发展的背景下，核能、风能以及太阳能等新能源在船舶行业中应用较多，但是由于开发技术依旧存在许多的问题，新能源的应用效果有待提升，但是新能源的开发技术所取得进步与突破也是不容忽视的，为实现船舶设计的节能减排的目标提供了保障。
例如，无论是船舶热辐射，还是船机热交换，两者在船舶运输环节中都会造成热能的大量消耗，而实现对废热的回收利用是实现节能减排目标的重要措施，通过相关技术的应用对回收的废热进行处理，使其转换为供船舶运行的机械动能。除此之外，通过废气处理技术如废气净化系统装置在船舶设计中的应用，可以将污染的气体转换为干净气体。
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因此，为了推进船舶设计节能减排这一目标的顺利实现，要高度重视废气处理系统技术的应用，同时可以减少船舶运输所带来的污染问题。总之，设计人员在船舶设计环节中要注重新能源的开发与应用，将其有效的应用于船舶设计环节中，同时要注重优化完善船舶设计方案，减少运行不畅与结构问题。此外，要设计新能源处理系统中，对于船舶中各运行系统的配合度这一问题，设计人员要加以充分的考虑。
2.3加强机器设备管理，保持良好工作状态
（1）轮机员应参阅制造商的技术手册，加强主机、副机的管理和维护，保证机器的良好工况。科学管理主机、副机燃油系统和排气系统。燃油系统方面：可根据实际运行情况安装轻重油转换设备，低质燃油通过加热、搅拌、过滤后流动性得到提高，可以达到充分燃烧的目的；还可以根据其性质合理添加燃油添加剂和助燃剂，对燃油进行循环分滤，适度加热以降低黏度。此外，还要加强对高压油泵、喷油器的监测和保养，使之处于最佳状况，从而确保最佳燃烧工况，减少能源损耗。排气系统方面：保持进排气系统的通畅；定期检查和调整喷油压力，确保其在规定范围内；保持润滑系统的顺畅，否则会增加机械磨损，从而增加油耗；保证足够的新鲜空气供给量；保持操纵系统和传动系统处于良好状态，将大大提高机械效率，从而减少油耗。此外，加强机电设备的保养和维护也能起到节能的效果。
（2）船舶抛锚时，在进行适当的风险评估后以可控的方式执行抛锚操作，为确保船舶准备抛锚操作时锚机能及时启动，建议停止机舱部分设备的运转。具体操作如下：机舱有4个送风机，停止2个，仅保持2个送风机运行，基本就可满足发电机的进气要求；使用适当的小功率海水泵代替主海水泵；关闭机舱相关的气阀；合理安排使用燃油的沉淀柜和重力柜，可停止重油油舱加热，关闭分油机、主机滑油泵等设备。
2.4降低船舶的阻力
通过降低船舶阻力可以在减少船舶废物排放量的同时，有效的降低能源的消耗，而影响船舶阻力的众多因素中，船舶线型是主要的影响因素之一，鉴于此，在制定设计方案时绝大部分的船舶公司会采用类似于"母型船"这种阻力偏低的设计方案，该方式的操作方式是首先实行对母型船的优化，而后在新船设计中融入经过优化的母型船。除此之外，在船舶制造环节中部分的船舶企业会采取模型试验这一方式，该方式的操作流程是首先借助于监控与测量等方式的应用准确计算出船舶具体的阻力大小，并总结出船舶阻力、浮心位置以及排水量等各项指标，从而保证船舶的比例与船型的科学性与合理性。
众所周知，海洋环境是复杂多变的，这就要求船舶设计工作人员要将环境因素考虑在内，在船舶设计中要考虑到水流与风浪对船舶阻力所带来的不良影响。除此之外，船舶设计人员要根据船舶运行数据，严格控制船舶挡风面积，并优化调整船舶浮动状态。鉴于诸多不良因素对船舶阻力所带来的不利影响，设计人员要具备缜密的思维，考虑问题要周全，要符合船舶总体设计要求基础上尽可能的减少波浪阻力以及风阻力，并在科学论证基础上选择船舶线性。
结束语
综上所述，"节能减排"已成为我国重要的国策。随着近年来船舶数量不断增加，船舶大型化趋势日益明显，航运业已成为能耗大户，能源的消耗、废气废热等排放在不断增加。加强船舶节能减排，既能缓解能源环境压力，节约航运企业的营运成本，也可减少环境污染。为了践行可持续发展的战略目标，实现人与自然的和谐发展，在船舶设计中要注重节能减排技术的应用，努力的降低船舶业的能源消耗，从而为实现船舶行业的健康长远发展奠定坚实的基矗
参考文献
[1]黄炼,袁秋枫,程杰.船舶设计中节能减排技术的应用[J].山东工业技术,2018(08):14.
[2]马化铮,郭文菁.船舶设计中的节能减排技术应用研究[J].时代农机,2017,44(07):116+186.
论文作者:周飞光
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第21期
论文发表时间:2019/11/26
标签：船舶论文; 节能论文; 船舶设计论文; 阻力论文; 技术论文; 新能源论文; 发电机论文; 《中国西部科技》2019年第21期论文;