船舶主机降功率节能减排技术的优化研究

摘要

能源日益枯竭，全球气候变暖，促进低碳经济的发展，节能减排已成为国际社会的共同责任。船舶运输是石油消费的重点行业，也是温室效应气体(GHG)和大气污染排放的重要来源之一。因此，加强船舶节能减排是缓解能源环境压力的必然选择之一。IMO制定的“船舶能效设计指数(EEDI)”和“船舶能效管理计划(SEEMP)”对实施船舶节能减排具有强制性和巨大的推动力，是实现可持续发展的必然要求。 航运市场低迷，世界经济不景气，燃油成本已占运营成本的60％以上的大环境下，船舶采用主机降速降功率航行进行降本增效，是节能减排的重要举措之一。 论文是在中远集团“主机超低速及燃烧特高粘度燃油的风险控制研究”课题(NO.2013-1-R-C001)和国家自然科学基金(NO.51179102)资助下完成的。 通过分析船舶能效设计指数(EEDI)和船舶能效营运指数(EEOI)的内涵应用，油耗统计，多航次Average EEOI计算，优化船舶能效营运指数(EEOI);研究螺旋桨推进特性、主机功率与螺旋桨转速工况特性，分析船舶降速、降功率节能减排时，优化船舶营运经济航速;研究减速节能原理，分析主机降功率航行的利弊，解决问题的措施。重点研究实船船舶主机降功率航行时，采用增压器(TC)CUT-OUT技术、Alpha ACC电子定时气缸注油装置技术优化，进行实船经济效益分析，得出，主机在50％负荷运行时，运行工况安全可靠，并取得较好的节油效果。 在航运市场持续低迷、世界经济不景气、环保节能减排规范、公约和燃油成本多重压力的大环境下，采用主机降功率航行，进行降本增效、节能减排，值得航运企业推广使用;也为以后船舶降速功率航行控制研究提供实例依据和研制参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 所选课题的来源及研究内容

1．3 船舶节能减排技术简介

1．3．1 废热利用技术

1．3．2 螺旋桨薪技术

1．3．3 VIT技术

1．3．4 废气处理技术

1．3．5 废油回收(WFR)技术

1．4 论文研究的主要内容及意义

第2章 船舶能效管理指数的内涵和应用

2．1 船舶能效设计指数分析

2．1．1 船舶能效设计指数内涵

2．1．2 执行船舶能效设计指数产生的影响

2．1．3 改善船舶能效设计指数的技术措施

2．2 船舶能效营运指数分析

2．2．1 船舶能效营运指数(EEOI)内涵

2．2．2 油耗统计

2．2．3 多航次Average EEOI计算式

2．2．4 计算实例

第3章 船舶降速、降功率节能减排技术理论分析

3．1 船舶经济航速优化分析

3．1．1 航速对续航力、燃油消耗量的影响

3．1．2 营运船舶的经济航速

3．2 船舶主机降功率运行理论分析

3．2．1 船舶螺旋桨的工况分析

3．2．2 螺旋桨推进特性分析

3．2．3 主机功率与螺旋桨转速分析

3．3 船舶减速航行的节能原理

3．4 船舶主机降功率运行利弊分析

3．4．1 船舶主机降功率运行之利

3．4．2 船舶主机降功率运行之弊

第4章 船舶主机降功率航行实船技术优化

4．1 主机降功率的措施分析

4．1．1 应用可变喷油定时机构

4．1．2 其他常用技术

4．1．3 应用科学管理手段

4．2 主机降功率需要优化的内容

4．2．1 根据降功率后的功率点重新优化主机性能

4．2．2 基于更改螺旋桨设计的主机配机

4．2．3 重新匹配增压器

4．3 实船废气涡轮增压器(TC)CUT-OUT技术优化控制

4．3．1 废气涡轮增压器工作特性

4．3．2 废气涡轮增压器(TC)CUT-OUT技术

4．3．3 采用透平(TC)CUT-OUT技术优化控制效益分析

4．4 实船Alpha ACC电子定时气缸注油装置优化控制

4．4．1 传统气缸注油装置的不足

4．4．2 电子定时气缸注油装置Alpha ACC技术

4．4．3 采用Alpha ACC电子定时气缸注油装置效益分析

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢