現(xiàn)代船舶設計建造和航運管理中的節(jié)能措施

文/劉鑫

結(jié)合航運業(yè)的現(xiàn)狀分析，我們可以知道航運業(yè)其實有著較高的能源消耗率。而船舶作為航運業(yè)的主體，在全球各種資源日趨減少的情況下，與船舶相關(guān)的工作就應該做好節(jié)能減排工作，要借助減排工作，實現(xiàn)現(xiàn)代化的船舶運營，減少溫室氣體的排放，努力提高能效，降低能耗，盡早規(guī)避類似于航空企業(yè)所面臨的歐盟強制碳關(guān)稅的尷尬境遇。

一、現(xiàn)代船舶設計建造中的節(jié)能措施

（一）高效螺旋槳的設計。在現(xiàn)代文明穩(wěn)步發(fā)展的今天，科學技術(shù)也在不斷的革新，關(guān)于各種機器的設計方法也日漸成熟。而關(guān)于船舶相關(guān)的設計建造也應該有所革新與創(chuàng)造。如果與之相關(guān)的邊界永遠不做任何改變與創(chuàng)新的話，就很可能無法推進船舶螺旋槳使用效率的提高。因此，在這一方面，就應該注重高效螺旋槳的設計，可以從轉(zhuǎn)速、葉數(shù)以及直徑主尺度等等方面著手作更新設計。可以基于船舶實際的運輸情況適當?shù)販p少槳葉的面積，并且還可以對整個葉形做一個科學的改變，要讓其更加契合節(jié)能原則。而為了對載荷分布進行優(yōu)化，還可以對徑向螺距進行修改，將唇形后傾葉概念給切實地運用進來，最終實現(xiàn)高質(zhì)量螺旋槳的設計及運用。

（二）電控共軌式智能柴油機的應用。在現(xiàn)代船舶的設計建造中，為了盡可能地落實節(jié)能措施，就應該從柴油機方面著手作創(chuàng)新。傳統(tǒng)的柴油機耗能、耗油量非常大，所以它所需要的能源是非常多的。在這一基礎上，如果使用電控共軌式智能柴油機的話，就能夠取消傳統(tǒng)的凸輪軸系統(tǒng)，甚至還能夠?qū)Ω鞲椎膰娪投〞r和噴油量以及排氣閥定時給適時地控制，讓其由電子計算機來完成并落實。這樣就能讓整個船舶的設計建造融入新技術(shù)，它能夠借助計算機信息技術(shù)最大程度地實現(xiàn)節(jié)能措施，讓整個后期航運工作得以高效進行。此外，電控共軌式智能柴油機的運用，能夠積極地引入以下三大系統(tǒng)，這三大系統(tǒng)能夠為節(jié)能工作帶來極大的助力。其一，共軌燃油噴射系統(tǒng)的引入。這一系統(tǒng)也是設計建造工作的一大創(chuàng)新點，它能夠使得噴油泵將高壓燃油提供給共用的高壓管，而提供的量也將由計算機系統(tǒng)來控制，這樣就能大大地減少不必要的能源浪費；其二，液壓伺服油系統(tǒng)的引入。這一系統(tǒng)的引入能夠改變柴油機的驅(qū)動效力，它是由柴油機系統(tǒng)滑油來對高壓油泵以及排氣閥等機構(gòu)進行驅(qū)動。這樣的一個驅(qū)動過程能夠減少不必要的能源消耗，最終落實節(jié)能工作；其三，氣缸壓力在線檢測系統(tǒng)的引入。很明顯，這一系統(tǒng)與計算機系統(tǒng)有著緊密的契合性，它需要向計算機系統(tǒng)中輸入各缸的壓力值，然后由計算機根據(jù)這一壓力值來進行預算與檢測，確保各缸的負荷值是均勻的。這樣就能夠保證柴油機燃燒的時候，燃油的風油燃燒比和霧化效果達到最佳，最終落實節(jié)能措施的運用。

我凝視著這棵神奇的樹，突然發(fā)現(xiàn)有無數(shù)雙手臂正朝我張開，它是在呼喚我吧？是的，一定是，一種久違的、怦然心動的感覺開始讓我坐立不安。

（三）加入廢熱回收利用裝置。現(xiàn)代船舶設計建設還應該遵循“綠色發(fā)展觀”，換言之，應該對可以再次循環(huán)利用的東西進行回收再利用。所以可以將廢熱回收利用裝置給加進來。結(jié)合船舶的工作情況我們可以知道，整個船舶燃料總發(fā)熱量的一半左右都是被柴油機的廢氣以及冷卻介質(zhì)給帶走了。那么要想極力提高動力裝置的經(jīng)濟效果，就應該對這一部分廢熱的能量作一個充分地、全面地利用。對此，結(jié)合具體的情況，就可以關(guān)注廢氣渦輪增壓機、廢氣渦輪發(fā)動機等等，將它們給充分地利用，最終落實節(jié)能措施。

（四）以無污染和輕質(zhì)材料來制作船體。上文已經(jīng)提到，在設計建造的時候，還應該遵循“綠色發(fā)展觀”。因此，關(guān)于船體的設計就可以使用無污染的、輕質(zhì)的材料來制作。這些材料的使用其實是與整個時代的主旋律相契合的，隨著時代的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣新型的材料。其中無污染的、輕質(zhì)的材料也受到了各種重工業(yè)的歡迎，那么也可以將其運用于船舶的制造中。比如，可以將鋁和熱塑性塑料合成的材料替換傳統(tǒng)船舶中的碳鋼材料。與這種傳統(tǒng)的碳鋼材料相比，鋁和熱塑性塑料合成的材料其實有著更更高的抗拉強度，所以它在后期的工作與維護中，并不需要太多的維護費用。并且它還有著輕盈性的特征，重量不大，有著很好的耐疲勞性，這也是它可以進行循環(huán)使用的原因。這種材料的使用，其實可以大大地提高船舶運輸?shù)男省６牧系氖褂米罱K也將使得油耗量得到有效地降低。而且因為遵循了綠色發(fā)展觀，使得它在船舶的制造或者船舶的拆解過程中，也不會造成嚴重的污染，真正意義上地做到了“節(jié)能減排”工作。

二、現(xiàn)代船舶航運慣例中的節(jié)能措施

（一）降低船體的粗糙度。在船舶剛剛建造起來的時候，是需要對船體的粗糙度進行降低的。如果粗糙度過大，勢必會造成船舶航運中的能量消耗。因此，在降低粗糙度的時候，就應該合理地選擇涂料系統(tǒng)。要借助涂料系統(tǒng)的科學選擇來保護油漆施工的質(zhì)量。所以在這一過程中，就應該注重船殼水下部分的陰極保護，對此，就可以充分使用打砂工序，落實船殼的保護。此外，船舶在長期的運行過程中，它們會因為各種各樣的因素影響，也會增加船殼的粗糙度。比如會受到海水的腐蝕、會受到海洋水生物的附著等等。它們的影響會增加船殼的粗糙度，最終也將影響船舶航行時的阻力。那么在這種情況下，就可以充分利用電解裝置，對海水進行分解，滅殺海洋生物，減少阻力。而每一只船舶也應該定期得到清洗和涂層，最大程度地減少它們船體的粗糙度。

境外項目報價與國內(nèi)類似項目報價模式存在較大差異，境外項目大多數(shù)依據(jù)國際通用合同條款開展報價，設計咨詢企業(yè)長期以來項目因成本核算模式的缺失，為境外項目投標報價所能提供的參考數(shù)據(jù)有限。

（二）柴油機中采用經(jīng)濟轉(zhuǎn)速。結(jié)合與柴油機工作的具體實驗我們可以知道，柴油機在運行過程中，他們其實會呈現(xiàn)出負荷特性曲線。當它們的工作狀態(tài)接近全負荷的時候，它們也將擁有最低的燃油消耗率。因此，在這一過程中，不管是增大負荷量還是減小負荷量，都會增大耗油率。所以從這一方面我們就應該結(jié)合經(jīng)濟性、動力性等因素作全面的、充分的考慮，要確定柴油機額定功率的經(jīng)濟負荷范圍，最后得出結(jié)論：額定功率的百分之九十是最佳的負荷。由此，在柴油機運行的過程中，就一定要保證柴油機要達到百分之九十的額定功率。如果柴油機的負荷比額定功率大的話，就需要及時控制船舶運行的時間，也可以采取相關(guān)的策略與措施來降低負荷。如果它只有較小的一個負荷量，那么就可以對轉(zhuǎn)速進行降低，然后保證其能夠達到一個經(jīng)濟負荷的范圍，那么以此形成的燃油消耗也將處于一個平衡值，達到了有效節(jié)約的作用。

（三）選擇最佳的航線。要想真正地實現(xiàn)船舶航運管理中的節(jié)能措施，就一定要注重最佳航線的選擇?？梢哉f，這是一項十分重要的、也是最有效的措施。因為任何降低能耗量設計建造和航運管理的措施都會產(chǎn)生一定的成本，而航線的選擇所產(chǎn)生的成本基本為零。而以往的航線選擇基本上都是由船長結(jié)合自身的經(jīng)驗，考量天氣情況來確定的，這樣就有極大的主觀因素影響，自然也會出現(xiàn)一些誤差。所以在科學技術(shù)日益發(fā)達的今天，我們就可以充分使用衛(wèi)星遙感技術(shù)來確定航海天氣，利用電子導航儀來確定最佳航線的正確性，避免偏航。在這一過程中，船舶航行的路線還應該向陸上的專家指揮系統(tǒng)作相關(guān)報告，比如該船的航行任務、該船的性能、船航行的速度、船吃水的深度等等。那么陸上的專家指揮系統(tǒng)則可以結(jié)合他們給出的報告為他們指出最佳的航海路線，這樣就能夠保證航線運行的最佳效率。而這樣的航線是既省時又安全的，它能夠最大限度地降低能耗率，保證節(jié)能措施的落實。

（四）推廣使用節(jié)能降耗的燃潤料添加劑。結(jié)合具體的船舶航運管理現(xiàn)狀調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，很多船舶使用的都是劣質(zhì)油，進而最大程度地降低燃油的費用。而這種劣質(zhì)油的使用也會讓船舶的后續(xù)折損率受到影響。因此，為了減少這種影響，就會使用相應的添加劑。添加劑的使用會讓主機結(jié)碳問題得到減少，以此也能夠改善船舶的磨損情況，而這樣也能讓燃油的消耗率達到最低。基于此，在船舶的航運管理中我們就應該注重燃潤料添加劑的合理選擇。在市面上雖然有一些性能好的燃潤料添加劑，但是它所需支付的成本是比較高的。因此，就可以選擇國內(nèi)一些性價比高的添加劑，借助其來落實節(jié)能降耗的目的。此外，還可以充分使用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，用來提高船舶的負載率，將其用來更好的信息共享與信息交流，整體提升船舶的負載率，落實節(jié)能措施。

三、結(jié)語：

綜上所述，針對船舶進行節(jié)能是當今社會發(fā)展中比較重要的一項措施與工程，特別是在資源日趨緊張的情況下，更應該注重船舶節(jié)能問題的解決與落實。因此，相關(guān)人員就應該從設計建造和航運管理等兩個方面著手實施，分別采取對應的策略與措施，然后降低能源的損耗量，不斷促進整個航運獲得更好、更快的發(fā)展。并且在后續(xù)的設計建造與航運管理過程中，也應該盡可能地作創(chuàng)新與優(yōu)化，節(jié)能工作不應該止步不前，而是要不斷的更新與優(yōu)化，這樣才能推進我國航海運輸業(yè)的發(fā)展。