主机降速及燃烧高粘度燃油应用研究

摘要

国际金融危机爆发后，航运市场持续低迷，航运企业开始面临较大的压力和挑战，不仅需要应对市场价格持续走低的压力，同时还要处理运营成本高等问题。同时，航运业追求经济效益最大化，其前提是船舶必需满足IMO规范标准、MARPOL国际公约以减少污染、保护环境，这对船舶节能减排的要求越来越高。
　　为了摆脱航运经营困境，航运公司应通过各种方式来降低运营成本。同时，随着炼油技术提高，冶炼出超低价的重质燃油，重质燃油沥青质含量越来越高，油品粘度越来越大，燃油中大分子成分越来越多，代表油质状态的燃油型号也越来越大，而航运公司为了进一步降低船舶营运成本中燃料油的使用成本份额，将降本增效策略进一步延伸到船舶燃用高粘度燃油，以实现营运成本的再降低。
　　实践和理论证明，船舶低速航行及燃烧高粘度燃油是一项非常有效的节能减排措施，同时也产生了不容忽视的负面影响，诸如影响主机寿命，增加船舶备件消耗和维修保养强度，甚至影响航行安全性。目前，真正实施“主机超低速及燃烧高粘度燃油的国内外航运公司凤毛麟角，可供吸取的经验和教训更是缺乏。
　　本文通过对大型万箱级集装箱船舶实施主机低速及燃烧高粘度燃油运行的实践研究，分析船舶在降速及燃用高粘度燃油过程中影响船舶经济性、安全稳定性因素，并通过对影响因素的分析论证得出行之有效的规避和解决对策。
　　论文是依托中远集团“船舶降速及燃烧高粘度燃油风险控制研究”课题（NO.2013-1-R-COO1）完成，本人作为该课题主要参与研究人员。
　　论文可作为指导航运企业船舶降速及燃烧高粘度燃油最佳实践，指导新造船舶的节能减排设计，同时也适用于航运公司的营运策略、技术策略和管理策略，对航运公司船队综合节能减排策略的最佳实践具有参考价值，对应对航运市场低迷，推广船舶降速及燃烧高粘度燃油的经验成果具有极高的实用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究课题的提出

1．1．1 论文研究背景

1．1．2 论文研究目的

1．1．3 论文研究意义

1．2 国内外研究综述

1．2．1 研究现状

1．2．2 发展趋势

1．3 研究内容及思路

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

第2章 应用研究基础

2．1 船舶航速的分析计算

2．1．1 船舶经济航速

2．1．2 盈利航速

2．1．3 经济航速的分析计算

2．1．4 盈利航速的分析计算

2．2 船舶节能分析

2．2．1 船舶柴油机降速节能分析

2．2．2 船舶降速节能分析

2．2．3 船舶阻力影响分析

2．3 船舶柴油机工作特性

2．4 船用高粘度燃油特性

2．4．1 船用高粘度燃油燃烧性能指标

2．4．2 船用高粘度燃油的特点

第3章 主机降速航行及燃烧高粘度燃油问题分析

3．1 经济性分析

3．1．1 船舶营运成本的构成

3．1．2 船舶运输成本控制

3．1．3 船舶降速经济性分析

3．1．4 燃油成本的分析

3．2 影响主机燃烧的问题分析

3．2．1 主机降速扫气的影响

3．2．2 高粘度燃油加热温度高的影响

3．3 影响主机润滑问题分析

3．3．1 气缸润滑失常拉缸

3．3．2 过度磨损问题

3．3．3 低温腐蚀问题

3．3．4 腐蚀磨损问题

3．4 船舶蒸汽系统热能分析

3．4．1 船舶蒸汽能量流分析

3．4．2 热源产能分析

3．5 对燃油粘温控制的影响分析

3．5．1 高粘度燃油温度

3．5．2 高粘度燃油加热

3．5．3 高粘度燃油粘温控制

3．5．4 高粘度燃油燃烧

3．6 应急控制区(ECA)换油

3．7 其它问题分析

3．7．1 主机各缸负荷不平衡

3．7．2 减速运转可能出现振动

3．7．3 辅助鼓风机的影响

3．7．4 燃烧不良及增加PH排放

3．7．5 扫气箱内单向蝶阀的影响

3．7．6 扫气箱着火

3．7．7 废气锅炉脏堵加剧和羞火

3．7．8 船舶安全与操纵性

3．7．9 管理维护成本影响

3．7．10 主机降速及燃烧高粘度燃油问题叠加

第4章 主机降速及燃烧高粘度燃油实施对策

4．1 高粘度燃油优化管理

4．1．1 加强高粘度燃油添加和储存管理

4．1．2 加强高粘度燃油预处理管理

4．2 优化调整主机运行状况

4．2．1 提高压缩此

4．2．2 增大喷油提前角

4．2．3 改善燃油喷射雾化状况

4．2．4 优化洽却水系统管理

4．2．5 提高扫气空气温度

4．3 提高扫气压力

4．3．1 优化废气涡轮增压器的管理

4．3．2 主机辅助鼓风机合理使用管理

4．3．3 加强扫气箱的管理

4．4 合理调整气缸润滑

4．4．1 调整依据

4．4．2 主机降速气缸油调整(以Alpha电子注油器为例)

4．4．3 不同机型适用性

4．4．4 调整注油率注意事项

4．4．5 必要的记录和存档

4．4．6 气缸注油器的使用注意事项

4．5 优化主机系统润滑管理

4．5．1 加强滑油系统管理

4．5．2 采用BOB技术改善主机润滑

4．6 优化主机负荷控制管理

4．6．1 合理操控主机负荷

4．6．2 主机低负荷EGB优化技术

4．7 主机各缸负荷平衡的控制措施

4．8 主机及附属设备维护保养措施

4．9 蒸汽系统的使用管理措施

4．9．1 控制蒸汽的使用

4．9．2 加强锅炉使用维护管理

4．10 主机完车后的管理措施

4．11 预防和减少船舶航行阻力

4．11．1 预防船舶自身原因额外增加的阻力

4．11．2 应用纵倾优化软件减小阻力

4．12 主机短暂高转速冲车

第五章 实船主机降速及燃烧高粘度燃油效果分析

5．1 船舶降速的经济性分析

5．1．1 船舶降速节约的燃油成本

5．1．2 因船舶降速增加的成本

5．2 燃烧特高粘度燃油的经济性分析

5．2．1 主机燃烧特高粘度燃油节约的成本

5．2．2 主机燃烧特高粘度增加的成本

5．3 主机降速及燃烧特高粘度燃油的综合性经济分析

5．3．1 主机降速及燃烧特高粘度燃油的2012年度综合分析

5．3．2 主机降速及燃烧特高粘度燃油的2013年度综合分析

5．3．3 主机降速及燃烧特高粘度燃油的2014年度综合分析

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介