港作船舶燃油監(jiān)控系統(tǒng)對降低能耗的作用

殷全明

（河北港口集團(tuán)，河北秦皇島 066000）

0 前言

當(dāng)前發(fā)展綠色港口已成為港口可持續(xù)發(fā)展的趨勢，實(shí)現(xiàn)港口綠色發(fā)展、提升核心競爭力，將成為當(dāng)前和今后一段時間的重要任務(wù)。秦港船舶公司作為港口服務(wù)的前沿為進(jìn)出港本港的貨船提供靠離泊作業(yè)，公司所屬拖輪帶動了幾萬噸的貨輪進(jìn)行靠離泊作業(yè)，除去本身具有靈活的操控性能外，還要擁有強(qiáng)大的動力輸出作為保障。長期以來，拖輪油耗問題一直企業(yè)的重點(diǎn)，雖然想盡辦法去降低燃油消耗率，但效果不大?？傄詾闀r間縮短就能連帶著油耗的減小，卻未能在動力輸出和作業(yè)時間的關(guān)系上面投入太多的精力。既造成大多數(shù)動力輸出的浪費(fèi)，也加大了拖輪能耗的浪費(fèi)。

新造拖輪秦港26于2016年建造，于2017年10月投用，并在新拖輪上加裝了能耗監(jiān)控系統(tǒng)，可以直觀的觀測到不同作業(yè)情況下的能耗情況。本次課題設(shè)置主要是結(jié)合能耗監(jiān)控系統(tǒng)的直觀監(jiān)測數(shù)據(jù)和船員多年的工作經(jīng)驗，針對不同作業(yè)情況進(jìn)行積累與總結(jié)，整理出更加合理的作業(yè)規(guī)范，能最大限度地降低船舶能耗，為公司的節(jié)能減排及減能增效工作做出貢獻(xiàn)。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

2018年1月至4月的燃油消耗記錄分析情況，表1。

表1 1～4月燃油分析

從4個月的平均小時油耗相比較而言，工作能耗較相同作業(yè)的船舶要高。經(jīng)分析是作業(yè)過程中有不必要的能耗情況出現(xiàn)所致，從而能造成高能耗表現(xiàn)。

2 油耗監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 建立完整的考核體系

公司已經(jīng)建立一套完整的定期考核體系，為了加強(qiáng)科學(xué)與現(xiàn)代化管理、提高能源使用效率、降低能源使用費(fèi)用、有效節(jié)省生產(chǎn)成本等，建立了能源管理信息系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測能源消耗狀況，并定期公示。通過科學(xué)考核各項指標(biāo)，來增強(qiáng)公司在市場中的競爭力，要在社會公眾面前樹立一個厲行節(jié)約、杜絕奢侈浪費(fèi)的優(yōu)良形象。為了加強(qiáng)科學(xué)管理、提高能源使用效率、有效地控制生產(chǎn)成本，積極響應(yīng)低碳綠色港口和科技示范港口建設(shè)需要，實(shí)時監(jiān)測能源消耗狀況，科學(xué)考核各項指標(biāo)。例如，對新造船舶使用了“港作船舶在線能耗監(jiān)控系統(tǒng)”。通過對船舶所用燃油、岸電、淡水等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時采集、顯示，為船舶管理人員提供可視化能耗實(shí)時數(shù)據(jù)，指導(dǎo)駕駛員正確操作船舶，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

（1）港作船舶節(jié)油的手段。港作船舶節(jié)油的手段包括：①在設(shè)備管理層面，采用改善設(shè)備工況、使用燃油添加劑等措施；②在船舶駕駛層面，盡量使用船舶最佳經(jīng)濟(jì)航速，使柴油機(jī)在高效率下運(yùn)行。通過實(shí)踐結(jié)果表明，采用控制最佳經(jīng)濟(jì)航速方式節(jié)油效果更加顯著。船舶經(jīng)濟(jì)航速是根據(jù)船用柴油機(jī)燃油消耗率特性曲線和主推進(jìn)特性曲線共同確定的。由于螺旋槳所消耗功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，故航速的少量降低就可以節(jié)省大量的燃油消耗。

（2）船舶在線能耗監(jiān)控系統(tǒng)原理。在柴油機(jī)進(jìn)、回油管路上分別裝有渦輪流量計。監(jiān)控系統(tǒng)通過讀取渦輪流量計瞬時流量，進(jìn)行差值計算，得到柴油機(jī)燃油實(shí)時消耗。船舶裝有GPS模塊，可以獲取當(dāng)前船舶航速數(shù)據(jù)。系統(tǒng)通過對油耗、航速等相關(guān)參數(shù)的運(yùn)算分析，獲得瞬時單位里程油耗數(shù)據(jù)。有關(guān)船舶瞬時油耗、船舶作業(yè)類型和主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等信息可在船舶駕駛室電腦上顯示。同時通過船岸數(shù)據(jù)傳輸平臺，將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳送到岸邊基站網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)岸基對油耗的實(shí)時監(jiān)控和管理。

2.2 能耗監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

（1）艘次任務(wù)統(tǒng)計功能。港作船舶作業(yè)開始，都可在所示界面選擇艘次任務(wù)。由于港內(nèi)助泊作業(yè)與引水作業(yè)和長航作業(yè)的工作里程和主機(jī)負(fù)荷不同，主柴油機(jī)負(fù)荷速度特性曲線也不同，艘次任務(wù)記錄則有利于對不同作業(yè)類型的船舶能耗數(shù)據(jù)分別進(jìn)行統(tǒng)計與分析，對不同任務(wù)相應(yīng)的節(jié)能效果進(jìn)行分別評價。

（2）油耗顯示功能。本監(jiān)控系統(tǒng)顯示界面涵蓋了船舶瞬時油耗、本艘次油耗、艘次開始時間、艘次時長、左右主機(jī)轉(zhuǎn)速和3G、GPS在線離線狀態(tài)等信息。顯示模式可以設(shè)置白天模式、夜晚模式。通過觀察船舶瞬時油耗，可以了解船舶在加速、怠速及全負(fù)荷等不同工況下的油耗；可以了解不同航速下的單位里程油耗，從而找到船舶的經(jīng)濟(jì)航速。指導(dǎo)駕駛員及時對航速進(jìn)行調(diào)整等。

（3）數(shù)據(jù)查詢功能。通過數(shù)據(jù)查詢功能查看日、月、年船舶累計作業(yè)時間、里程及燃油消耗；系統(tǒng)還具有水電查詢功能，可以統(tǒng)計當(dāng)日、當(dāng)月和當(dāng)年的用電量和加水量。方便機(jī)務(wù)管理人員對各船能源消耗進(jìn)行統(tǒng)計，為各船節(jié)能降耗工作評優(yōu)考核提供依據(jù)。如圖1。

3 對策與效果

由船長、輪機(jī)長組織各部門人員學(xué)習(xí)相關(guān)文件精神，強(qiáng)化個人責(zé)任心，加強(qiáng)自身節(jié)能意識；組織駕駛?cè)藛T學(xué)習(xí)能耗監(jiān)控系統(tǒng)，并要求每位駕駛員根據(jù)每一次作業(yè)情況結(jié)合能耗監(jiān)控系統(tǒng)總結(jié)作業(yè)經(jīng)驗，摒棄作業(yè)陋習(xí)，互相學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗。根據(jù)作業(yè)油耗統(tǒng)計從中分析先進(jìn)方法，借助能耗監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持，公司對50次典型作業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計，總結(jié)出的經(jīng)驗是：①靠離碼頭時使用滑動離合進(jìn)行操作較怠速操作可節(jié)省燃油消耗；②無緊急任務(wù)航行時，主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)600 r/h，此狀態(tài)最為經(jīng)濟(jì)；③無危及本船安全情況下，待命狀態(tài)采用滑動離合維持最小舵效，較怠速待命時小時耗油量可減少（80～100）kg/h；④離泊作業(yè)選擇合適主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為550 r/h時拖帶速度可達(dá)極值，隨著主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)增加速度增加變化不明顯；⑤風(fēng)浪條件不好時，會使相應(yīng)數(shù)據(jù)值變大。

圖1 船舶在線能耗監(jiān)控系統(tǒng)

2018年5月至9月的燃油消耗記錄分析，如表2。

表2 2018年5月至9月燃油消耗記錄分析

船舶能耗較本年度前4個月明顯下降，各駕駛員能夠熟練掌握較經(jīng)濟(jì)省油的作業(yè)方式，并且此過程無安全事故出現(xiàn)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

4 結(jié)語

通過對船舶用油、岸電、淡水等信息進(jìn)行實(shí)時采集、顯示，為船舶駕駛?cè)藛T提供可視化能耗實(shí)時數(shù)據(jù)，規(guī)范船舶駕駛?cè)藛T駕駛操作，達(dá)到節(jié)能降耗目標(biāo)；為岸基系統(tǒng)提供實(shí)時數(shù)據(jù)，減能增效和堅持綠色發(fā)展。實(shí)踐證明只有通過開展全面質(zhì)量管理控制作業(yè)過程，掌握作業(yè)動態(tài)，并采取相應(yīng)對策，才能使節(jié)能工作穩(wěn)步提高。只有員工的團(tuán)結(jié)合作，才能造就技能的不斷提升。通過本次的課題研究，既增加了同事之間的默契和團(tuán)結(jié)的合作精神，使這個團(tuán)體的工作將會繼續(xù)精益求精，也可為公司的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。