基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計技術(shù)

顏勝利（臺州市海順船舶設(shè)計有限公司，浙江臺州　318000）

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基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計技術(shù)

顏勝利
（臺州市海順船舶設(shè)計有限公司，浙江臺州318000）

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，航運業(yè)已經(jīng)成為我國運輸行業(yè)中十分重要的一種運輸方式，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略逐漸深入落實的現(xiàn)階段，人們也開始重視船舶設(shè)計中的節(jié)能減排問題。為此，本文首先對船舶設(shè)計現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的分析，之后重點論述了基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計技術(shù)，以推動我國航運業(yè)的健康發(fā)展。

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

隨著人們思想意識的轉(zhuǎn)變，節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)下社會熱議的話題，航運業(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，但是在對船舶進(jìn)行設(shè)計的過程中仍然不可避免的存在著一些實際問題，使得能源利用和廢氣排放不盡合理，因此要對船舶節(jié)能減排設(shè)計技術(shù)予以高度的重視。

1　基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計現(xiàn)狀

從航運業(yè)的碳排放情況來看，與其他運輸方式相比較而言，航運業(yè)是較為環(huán)保和節(jié)能的一種運輸方式，其碳排放的問題一直不被人們所重視，特別是對于我國來說，交通運輸業(yè)一直都是油品消費量較大的行業(yè)，航運業(yè)碳排放的增長速度已經(jīng)明顯超過了其他行業(yè)，應(yīng)該被予以高度重視。

從航運業(yè)節(jié)能減排的情況來看，我國已經(jīng)相繼制定了很多關(guān)于節(jié)能減排的具體目標(biāo)和對策措施，航運業(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，但是其在節(jié)能減排中還存在著一些較為明顯的問題，如節(jié)能減排的管理機制不健全、市場經(jīng)濟(jì)刺激政策和手段的缺乏、基礎(chǔ)工作落實不到位、能源消耗控制機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)情況來看，節(jié)能型船舶的設(shè)計和研發(fā)是實現(xiàn)航運業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的主要措施，但是在對節(jié)能型船舶進(jìn)行研發(fā)的過程中，由于受到政府支持力度不夠、節(jié)能環(huán)保意識的匱乏、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)計技術(shù)措施

船舶在實際的運輸過程中會排放出大量的碳化物和硫化物等，而且還會產(chǎn)生噪音和壓載水等，通常與船舶運營的多個環(huán)節(jié)相關(guān)，因此要想實現(xiàn)船舶的節(jié)能減排設(shè)計，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方面：

2.1船舶阻力的降低

對于船舶的設(shè)計工作而言，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，對船身的設(shè)計都會采取低阻力線型方案，其中最為簡單有效的設(shè)計方法就是母型船法，另外也可以選擇船模實驗法，也就是通過測量和監(jiān)控水對船體阻力的大小來計算出船舶在單位時間內(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，其最大的特點就是船舶下半部分船體更加細(xì)長，船底向下是“V”型，型寬從40m增加到了70m，在空載時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)計方案示意圖

2.2節(jié)能設(shè)備的引進(jìn)

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

2.3推進(jìn)效率的提升

良好推進(jìn)效率的實現(xiàn)，還要實現(xiàn)船、機、槳三者之間的高度匹配，實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。在對船舶進(jìn)行設(shè)計的時候，還要根據(jù)主機的配置情況來適當(dāng)?shù)奶岣咧鳈C的動力能量、擴(kuò)大船槳面積等?，F(xiàn)代船舶設(shè)計中所廣泛使用的“螺旋槳整流罩”技術(shù)，是通過對螺旋槳尺寸的控制來使得船舶脫離低航速和高負(fù)荷的運行狀態(tài)，對槳軸上下部位的流場進(jìn)行平衡。

2.4新能源的開發(fā)利用

基于節(jié)能減排下的船舶設(shè)計技術(shù)中主要的一方面也在于對新能源的開發(fā)和利用，這是因為不可再生能源不僅有限，而且在使用價值和代價方面都比較昂貴，對于能源能耗量較大的航運業(yè)來說是十分不利的?，F(xiàn)階段，風(fēng)能、太陽能、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)化成為動能，為船舶的運行提供了動力；在船舶中加裝廢氣凈化器，不僅能夠消耗對海洋環(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，避免船舶運行障礙的出現(xiàn)。

3　結(jié)語

綜上所述，船舶航運對于環(huán)境的影響是不可忽視的，節(jié)能減排設(shè)計技術(shù)是推動我國船舶工業(yè)和航運業(yè)向前健康發(fā)展的重要動力之源，是我國實現(xiàn)“綠色船舶”發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵之所在；為了實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，首先要對船舶設(shè)計現(xiàn)狀中存在的實際問題實現(xiàn)深入的分析和把握，在對船舶進(jìn)行設(shè)計的時候要以可持續(xù)發(fā)展為思想指導(dǎo)，通過采取降低船舶阻力、引進(jìn)節(jié)能設(shè)備、提高推進(jìn)效率以及新能源的開發(fā)和利用等技術(shù)措施，不斷的推動節(jié)能型船舶的發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

［1］王強.船舶主機降功率節(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.