導(dǎo)讀

　　文章從船舶副機(jī)自身的節(jié)油、更經(jīng)濟(jì)的發(fā)電設(shè)備的應(yīng)用、減少船舶電能需求等方面對(duì)船舶副機(jī)主要節(jié)能措施進(jìn)行了分析探討，為船舶副機(jī)節(jié)油降耗提供了有益的參考。

　　一、引 言

　　受當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，交通運(yùn)輸業(yè)特別是航運(yùn)業(yè)受到了嚴(yán)重的沖擊，在這種形勢(shì)下更需要控制成本支出，節(jié)能降耗，以確?！霸谖C(jī)中生存，在危機(jī)中謀發(fā)展”。

　　如中遠(yuǎn)公司在結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要采取的四項(xiàng)策略之一便是降低燃油成本策略。

　　節(jié)油問(wèn)題，又一次擺在了各船公司技術(shù)部門工作人員的面前。

　　而船舶發(fā)電耗油占據(jù)了一個(gè)不小的份額(據(jù)某輪測(cè)算約占總油費(fèi)的25%)，因此研究降低副機(jī)發(fā)電耗油對(duì)各船公司具有重要意義。

　　二、船舶副機(jī)自身的節(jié)油措施

　　1、選用電子噴射、可燃燒劣質(zhì)油的副機(jī)

　　副機(jī)采用電子噴射及智能化技術(shù)和相應(yīng)的控制裝置后，對(duì)不同工況自動(dòng)確定副機(jī)所需的最佳噴射壓力，噴油時(shí)間和噴油速率亦可精確控制，即通過(guò)對(duì)副機(jī)和船舶電站的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)調(diào)整副機(jī)參數(shù)使之始終處于最佳的工作狀態(tài)，從而達(dá)到可使燃油消耗顯著降低的目的。

　　副機(jī)燃燒與主機(jī)相同的重質(zhì)燃油，實(shí)現(xiàn)了燃用單品種油，使機(jī)艙布置和管路布置大大簡(jiǎn)化，降低了船舶營(yíng)運(yùn)成本，并可以合理地使用石油資源。

　　當(dāng)然，這時(shí)要充分借鑒主機(jī)燃燒劣質(zhì)油的一些成熟的技術(shù)，如：燃油使用前的預(yù)處理 ( 預(yù)熱、凈化 )， 以保證良好的燃油霧化質(zhì)量;

　　燃油添加劑技術(shù)的運(yùn)用，進(jìn)一步提高燃油燃燒效率(其節(jié)油率可達(dá) 4.1% [1]，并能降低有害排放);

　　堿性氣缸油的使用，降低劣質(zhì)燃油中含硫量高的危害等等。

　　2、加強(qiáng)副機(jī)日常管理，提高其熱效率

　　(1)確保副機(jī)氣缸處于良好工作狀態(tài)

　　應(yīng)注意副機(jī)活塞環(huán)和氣缸套的磨損情況及氣閥密封情況，避免燃燒室漏氣。

　　經(jīng)常進(jìn)行壓縮終點(diǎn)壓力的檢查，并定期進(jìn)行吊缸檢查。

　　(2)強(qiáng)化副機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的管理(尤其是非電子噴射式)

　　副機(jī)的燃燒過(guò)程對(duì)噴射設(shè)備的工作質(zhì)量很敏感，應(yīng)予以特別重視。

　　噴油泵的凸輪及其傳動(dòng)部件的磨損，噴油器彈簧疲勞或折斷，新彈簧的調(diào)整不當(dāng)?shù)榷紩?huì)影響噴油定時(shí)。

　　另外，燃油的十六烷值、粘度、發(fā)熱值及餾程等指標(biāo)均對(duì)燃油的滯燃期產(chǎn)生直接的影響，應(yīng)根據(jù)使用燃油品質(zhì)的不同，相應(yīng)調(diào)整噴油提前角，使其處于最佳位置，降低燃油消耗。

　　根據(jù)實(shí)際情況對(duì)副機(jī)噴油器進(jìn)行定期的預(yù)防性檢查和不定期的診斷性檢查，避免其發(fā)生異常噴射。

　　燃油霧化質(zhì)量好， 燃油細(xì)粒與壓縮空氣充分混合，能使滯燃期縮短，燃油燃燒完全。

　　若發(fā)現(xiàn)針閥錐面密封不良，可用極細(xì)的研磨膏研磨，再用柴油或滑油研磨。

　　若噴油孔堵塞，可先用煤油浸泡，然后用略小于噴孔直徑的鋼針或鉆頭疏通。

　　但當(dāng)針閥錐面出現(xiàn)下沉，或噴孔直徑增大 10%以上時(shí)，應(yīng)換新的噴油器。

　　此外，裝噴油器時(shí)應(yīng)注意墊片的厚度，否則油頭伸入燃燒室的高度改變，影響霧化角度，使燃油消耗增加。

　　(3)注意副機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的管理

　　潤(rùn)滑系統(tǒng)不順暢會(huì)使機(jī)械磨損增加，自然也就增加了油耗。

　　在副機(jī)管理中，不但要保證滑油的工作壓力、工作溫度及正常的工作油位，而且要定期檢查潤(rùn)滑油性能，分析結(jié)果，采取相應(yīng)處理措施。

　　(4)保持副機(jī)合適的冷卻水溫

　　副機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若水溫過(guò)高，會(huì)使缸壁潤(rùn)滑油膜蒸發(fā)，磨損加劇，缸套密封圈迅速老化，還易引起汽蝕;

　　水溫過(guò)低，副機(jī)的冷卻強(qiáng)度大，滯燃期延長(zhǎng)，使副機(jī)循環(huán)熱效率降低。

　　因此，從保證副機(jī)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)和節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)根據(jù)說(shuō)明書(shū)的要求調(diào)整副機(jī)的冷卻水溫至正常范圍，既不形成低溫腐蝕，又降低了燃料消耗率。

　　此外，副機(jī)在起動(dòng)前注意暖缸操作，以改善其起動(dòng)性能;

　　否則，易造成起動(dòng)困難，增加燃油消耗。

　　(5)保證副機(jī)良好的換氣質(zhì)量

　　對(duì)進(jìn)氣流經(jīng)的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)檢查清潔，確保氣缸有充足的進(jìn)氣量。

　　大多副機(jī)采用廢氣渦輪增壓，若空氣通道堵塞，如臟污、結(jié)炭、變形等，都會(huì)因流阻增大，使增壓壓力下降，影響換氣效果，導(dǎo)致燃燒不良，油耗增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起喘振。

　　因此應(yīng)定期清潔增壓器壓氣機(jī)進(jìn)氣濾器。

　　當(dāng)然 , 還應(yīng)定期測(cè)量和調(diào)整氣閥正時(shí)，使其保持在最佳的工作狀態(tài)。

　　保持副機(jī)良好的工作狀態(tài)，是獲得副機(jī)性能良好的關(guān)鍵條件，是輪機(jī)管理人員在副機(jī)方面節(jié)能的主要措施。

　　提高輪機(jī)員的技術(shù)素質(zhì)和操作能力，對(duì)各種機(jī)械設(shè)備有完善的維修制度，使其達(dá)到良性循環(huán)，杜絕副機(jī)“跑”、“冒”、“滴” 、“漏”等現(xiàn)象的發(fā)生。

　　尤其對(duì)于老式副機(jī)，這方面節(jié)能的空間更大。

　　另一方面，副機(jī)性能提高了，便進(jìn)一步確保了單副機(jī)航行的安全;

　　與雙副機(jī)航行比較，不僅實(shí)現(xiàn)了副機(jī)節(jié)能降耗目的，而且可以減少副機(jī)備件損耗和人工管理成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

　　三、更經(jīng)濟(jì)的發(fā)電設(shè)備的應(yīng)用

　　1、正常航行時(shí)盡可能多地利用軸帶發(fā)電機(jī)(PTO)向全船供電。

　　在主柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間(通常要求主機(jī)轉(zhuǎn)速要大于 70% 標(biāo)定轉(zhuǎn)速)，通過(guò)常設(shè)置在中間軸處的恒速傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)一專用發(fā)電機(jī)，可滿足船舶航行所需的電力。

　　在主機(jī)轉(zhuǎn)速變動(dòng)時(shí)借助于恒速裝置保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，或借助于變頻裝置保證發(fā)出的電壓與頻率不變。

　　在航行期間可停止使用副機(jī)，而用油耗率低的主機(jī)供應(yīng)電力，節(jié)省了整個(gè)動(dòng)力裝置的燃料及副機(jī)的滑油消耗，并可減少副機(jī)的數(shù)量與維修費(fèi)用。

　　2、利用排氣廢熱產(chǎn)生的蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)蒸汽透平發(fā)電機(jī)組，并入船舶電站;

　　或者主機(jī)采用新型高效廢氣渦輪增 壓 器(如 BBC-VTR-4A 型)，其效率可達(dá) 76%，大于為滿足增壓器功能平 衡所需的效率 64% 時(shí)，采用動(dòng)力渦輪系統(tǒng)(TCS)來(lái)將多余的能量轉(zhuǎn)化為電能 [2]。

　　3、在靠泊碼頭后，換用岸電利用成本較低的岸電，可減少船用副機(jī)及發(fā)電機(jī)的維修費(fèi)用和燃料費(fèi)用;

　　此外，這還便于輪機(jī)部開(kāi)展維修保養(yǎng)工作(如此時(shí)可對(duì)副機(jī)冷卻海水系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù));

　　降低了輪機(jī)部船員港區(qū)值班強(qiáng)度等。

　　四、減少船舶電能需求，降低副機(jī)負(fù)荷

　　1、采用變頻技術(shù)控制壓縮機(jī)、泵及風(fēng)機(jī)等轉(zhuǎn)速

　　船舶上使用的壓縮機(jī)、泵和風(fēng)機(jī)等絕大多數(shù)是由交流異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的。

　　當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，通常借助于閥或風(fēng)門的調(diào)節(jié)來(lái)適合負(fù)載的變化。

　　這種控制方式，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速幾乎不變，電動(dòng)機(jī)容量是按最大負(fù)載的工況來(lái)選擇的，那么在低負(fù)載時(shí)，必然會(huì)發(fā)生損失。

　　交流變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起、制動(dòng)性能，高效率、高功率和節(jié)能效果，被公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。[3]

　　所以，采用變頻技術(shù)來(lái)改變驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速既滿足了設(shè)備的工況要求，又能節(jié)省電力，是個(gè)較佳的選擇。

　　如要求中央冷卻器淡水出口溫度保持一定，則主海水泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制裝置應(yīng)根據(jù)動(dòng)力裝置的熱負(fù)荷和海水進(jìn)口溫度的變化，自動(dòng)控制泵的轉(zhuǎn)速，有助于節(jié)省電力。

　　再如空調(diào)壓縮機(jī)，可以在回風(fēng)口處設(shè)置一個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn)，將該溫度和給定的溫度進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，變頻器發(fā)出控制信號(hào)對(duì)電機(jī)進(jìn)行速度控制。

　　當(dāng)回風(fēng)溫度較低時(shí)，說(shuō)明房間溫度低，此時(shí)通過(guò)變頻器降低壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，減緩冷劑的循環(huán)速度，降低電能消耗。

　　2、采用其它方式進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)

　　在空調(diào)降溫工況時(shí)，將外界的空氣直接引入受船底外海水冷卻的雙層底空間中進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷空氣導(dǎo)入船舶空調(diào)管道系統(tǒng)作室內(nèi)空氣降溫用;

　　在空調(diào)加溫工況時(shí)，將外界的空氣引入設(shè)置在柴油機(jī)排氣管道中的空氣加熱器中，加熱后的熱空氣導(dǎo)入空調(diào)管道系統(tǒng)作取暖用，如布置困難時(shí)還可利用柴油機(jī)缸套冷卻水對(duì)空氣進(jìn)行加熱。

　　這樣空調(diào)的電能消耗大大降低。

　　3、降低船舶起貨設(shè)備耗電

　　從設(shè)計(jì)角度來(lái)看，如船舶使用電動(dòng)起貨設(shè)備，電動(dòng)機(jī) -發(fā)電機(jī)方式與可控硅發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組控制方式相比，前者效率為60%～70%;

　　后者為 80%～85%，遠(yuǎn)高于前者 [4]。

　　因此應(yīng)盡可能選用可控硅發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組來(lái)控制電動(dòng)起貨設(shè)備。

　　從船舶管理角度來(lái)看，應(yīng)注意與港口協(xié)調(diào)，盡可能使用岸吊。

　　如確需使用船舶起貨設(shè)備，甲板部和輪機(jī)部應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)系，根據(jù)實(shí)際負(fù)荷即時(shí)并車或解列，在保證必要設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，合理分配用電，以減輕副機(jī)的負(fù)荷，避免浪費(fèi)。

　　4、綜合利用能源

　　利用改進(jìn)的鍋爐進(jìn)行船舶產(chǎn)生的污油或油渣的焚燒，既可減少焚燒爐的電能消耗，又可回收污油焚燒時(shí)所放出的熱能。

　　

　　五、結(jié) 語(yǔ)

　　綜上所述，只要充分利用新技術(shù)，加強(qiáng)船舶管理，從船舶副機(jī)自身的節(jié)油、更經(jīng)濟(jì)的發(fā)電設(shè)備的應(yīng)用、降低船舶電能需求等方面挖掘節(jié)油潛力，副機(jī)節(jié)油效果必將有新的提高。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 林開(kāi)進(jìn) . 船舶使用燃油添加劑效益分析[J]. 航海技術(shù)，2008 年第 2 期，P56.

　　[2] 杜榮銘 . 船舶柴油機(jī) [M]. 大連海事大學(xué)

　　出版社，2005.

　　[3] 王君艷 . 交流調(diào)速 [M]. 高等教育出版社，2005.

　　[4] 林淑華 . 船舶電動(dòng)機(jī)的節(jié)能技術(shù) [J]. 黑

　　龍江交通科技，2009 年第 8 期，P150.

　　

　　原創(chuàng)作者系：

　　南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李章德