风帆助航船舶典型航线能效营运指数研究

摘要

进入20世纪中期以后,从事人类活动所排放的温室气体加快了全球气候变暖的步伐。所以,应对全球气候变化是当今社会最主要的任务,IMO在2009年7月召开的海上环境保护委员会第59次会议(MEPC59)上通过了“能效营运指数(EEOI)自愿应用导则”通函。能效营运指数(EEOI)最简单的定义是产生的CO,量／吨·海里,它适用于所有承担运输工作的船舶,包括:干散货、油船、集装箱、滚装船、散货船、客船(客滚船)和气体船。该指数也有望成为海运界的又一国际标准。究竟多高的指数和指标的取值才是可以接受的尚无定论一这也正是IMO下一步将要做的重要工作。在上述形势下,作为辅助动力的风帆助航系统也越来越倍受关注,而由大连海事大学关于风帆助航船舶的研究也取得了初步成果。根据前人在典型航线上的风帆受力分析,本文针对“文竹海”风帆助航船舶,利用Fluent软件对风帆进行数值模拟计算,分析风帆在青岛至吉达典型航线下各个航段提供的推力,进而进行此航线的EEOI指数研究,最终为风帆助航船舶能效营运管理的节能减排提供重要的理论基础并建立能效营运管理系统。
　　 由于风帆助航船舶是在固定航速下行驶,而在青岛至吉达航线中风力是不同的,我们按照风力情况分为九个航段,这样在每一个航段中由于船舶受到的风力是不同的,船舶能耗也是不同的。所以在每个航段中船舶主机、副机和锅炉的工作状态就要发生变化。我们要计算出在各个航段时它们的功率变化情况和给出它们的耗油量,并分别给出在满载和空载情况下用帆和无帆的航次EEOI指数。
　　 研究“文竹海”在以固定航速行驶下无帆和使用风帆的EEOI指数之后,本文对整个航段进行优化,优化方案是在船舶保持航行速度不变的基础上,本着经济、环保和安全的要求,对于在某个航段中主机功率较低的时候采用降帆运行,这样计算出来的EEOI指数和原来的进行对比分析,最终确定航次EEOI指数并给出在这个航线下的运行管理方案。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 论文背景及意义

1.2 论文主要研究工作

1.3 论文结构

第2章 能效营运指数(EEOI)综合分析

2.1 EEOI发展历程

2.2 EEOI概述

2.3 EEOI浅析

2.4 本章小结

第3章 风帆助航船舶主机能量系统分析

3.1 风帆受力情况介绍

3.2 风帆助航船舶能量传递研究

3.3 主机转速和功率的计算

3.3.1 满载工况时主机转速和输出功率的计算

3.3.2 压载工况主机转速和功率的计算

3.4 5S60MC柴油机功率和转速稳定性探讨

3.5 主机耗油率的确定

3.6 本章小结

第4章 风帆助航船舶电站及锅炉能量系统分析

4.1 风帆助航船电站负载变化研究

4.2 船舶电站耗油量的计算

4.3 风帆助航船锅炉工作状态研究

4.4 锅炉耗油量的计算

4.5 本章小结

第5章 航次能效营运管理方案研究

5.1 营运船舶管理方案研究

5.2 典型航线下固定航速EEOI指数的确定

5.2.1 无帆航行航次EEOI指数

5.2.2 风帆助航船航次EEOI指数

5.3 “文竹海”轮运营管理优化方法

5.4 优化结果分析

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录 符号和缩略词说明

致谢