船舶轮机工程中节能减排技术研究

摘要：随着科学技术的进步，轮机系统越来越复杂，应用也越来越多，其设备的品种、性能也越来越多样，这就需要对其进行维护。随着现代船舶轮机管理水平的不断提高，随着现代船舶轮机管理水平的不断提高，随着经济的快速发展，石油和煤炭的年消耗量也在不断增长。所以，能源问题越来越突出，已经严重制约了我们国家乃至全球的发展。为了实现这一目标，各国都在积极寻求新的能源，尤其是可再生的、洁净的能源，以替代高能耗的石油、煤炭等。海运是人类最主要的交通工具之一，对能源的消耗尤其严重。因此，提高船舶节能水平，开发新型环境友好型能源，对减少燃油消耗意义重大。

关键词：节能减排技术；船舶轮机工程；应用要点

引言

在国际环保呼声高涨的背景下,我国船舶工业对节能、环保的需求也越来越大。而作为能量体系的中心,舰船的发动机设计直接关系到舰船的节能减排。为适应环境保护的需要,本文对船用发动机进行了大量的研究与应用。通过对船用发动机的研究,提出了一套较为完整的船用发动机设计方案,并对其进行了详细地分析,以期为我国造船工业的发展和应用奠定基础。

1加强船舶轮机建造施工技术管理的意义

1.1高质量船舶轮机建造的内在要求

轮机建造较为复杂，涉及众多原理以及结构，会直接影响船舶的运行速度、航程以及安全性。当前，我国海洋运输业快速发展，船舶的规模逐渐扩大，航程也越来越远，这就要求轮机具有较强的动力，所以要积极优化施工技术，打造高质量的船舶。船厂要积极运用先进的施工技术，有效延长船舶轮机的使用寿命，降低轮机产生故障的概率，减少轮机的损耗，使船舶在较少的能耗下航行较远的距离，进而降低船舶运营的成本。在这样的情况下，轮机的动力会更强，能够更好地应对航行过程中的复杂情况，实现可持续性发展的目标。

1.2提升项目效率与优化资源的配置

船舶轮机建造工程较为复杂，涉及众多施工内容，需要运用多样化的施工技术，所以加强施工管理是不可或缺的。通过开展科学的管理工作，能够优化资源配置，减少建造过程中不必要的浪费。例如：在对轮机建造中所需要的零部件进行采购时，要严格检查零部件的出厂证明以及合格证明，加强对零部件质量的检测，同时严格控制建造进度，制定科学的建造流程，保证轮机建造工程的正常开展。同时科学的管理，也能够及时发现施工中的问题，有效规避施工中的风险，实现可持续性发展的目标。

1.3推动船舶制造行业的转型与升级

船舶轮机的制造，不仅关乎单一的产品生产，也影响船舶制造业整体的发展。船舶轮机建造的施工技术会影响其产业链，包含了上游供应商、下游的制造商以及终端用户等。对于零部件的供应商来说，轮机施工技术水平会影响零部件的质量需求，推动零部件质量的升级，为供应商指明了发展的方向。对于制造商来说，高水平的轮机施工技术能够生产高质量的产品，提高产品的市场竞争力，提高制造商的经济效益，实现长期稳定的发展目标。

2船舶轮机工程中节能减排技术应用要点

2.1节能传动系统和设备的应用

在舰船上推广使用高效的动力传输装置与装备,是实现舰船节能、降低排放的重要途径。采用现代高效的动力传输技术与装备,能够有效地提升我国舰船的能量利用率、减少燃油消耗与污染。下面着重介绍船用动力装置及动力装置的一些关键问题。在舰船上,要充分利用动力传动系统,例如：液力变矩器、电力、透平驱动系统等,以提高效率。通过对不同工况下的动力输出进行灵活匹配,减少了能耗。电力驱动系统充分发挥了电机的高效率特性及速度调节作用,能够在各种负载条件下达到最优的能量利用率。透平驱动可以将废气中的余热转换成功率,从而提升系统的能量利用率。其次,将智能控制技术引入到舰船的节能传输体系中是非常必要的。在此基础上,提出了一种基于模糊控制理论的自适应控制方法,并将其应用于实际工程中。该系统能够针对舰船的具体运行状况及运行要求,对其运行状态进行动态调节,使其达到最优的能源与资源利用率。在此基础上,提出了一种新型高效的船用动力传动装置[2]。采用低摩擦、高耐磨的轴承,可以减少摩擦损耗,改善齿轮的运转效率。通过选用合适的润滑油及润滑油,可以降低摩擦能耗,延长设备的使用寿命。另外,在舰船上的能源收集与储存等方面,也是一项十分重要的课题。能源回收是指将涡轮机组所排放的热量或热量,经换热器、热回收装置等转换成可供使用的热能。能量存储是指通过对舰船能量的分配和存储来实现对舰船能量的迅速反应,进而提升舰船的能量使用效能。

2.2燃油和废气处理技术

随着全球环保意识的提高,船舶工业对船舶排放控制技术的研究也越来越受到重视。船舶燃油与尾气处理技术对降低船舶尾气排放、保护环境具有重要意义。这一部分主要介绍染料与废气处理技术。在船舶尾气排放控制中,燃油处理技术是一个重要的环节。此外,船舶也可采用其他燃油处理技术,如清洁剂、燃油添加剂等,从提高燃烧效率、降低污染物排放等方面发挥作用。其次,船舶尾气处理技术也是一项重要的减排措施。船用柴油机排放的尾气中含有大量的氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）,严重危害环境和人体健康。因此,尾气处理技术在船舶尾气治理中得到了广泛地应用。选择性催化还原（SCR）是一种常用的尾气处理技术,可有效降低船舶尾气中NOx。在尾气管中引入尿素溶液,使其与尾气中的氮氧化物发生反应,氮氧化物可被转化成无害的氮和水蒸气。船舶还可利用颗粒物捕集器（DPF）等技术降低尾气中颗粒物含量,降低环境污染。

2.3太阳能的利用

船舶在广阔的海域航行，阳光充足。因此，太阳能在船舶上有着广阔的应用前景。另外，太阳能具有来源广泛、无污染、可持续发展等特点，是一种具有广阔应用前景的可再生能源。目前，国内已有将太阳能运用于船舶的先例，但仅限于较小的船只，而使用二氧化硅发电面板、蓄电池及马达作为动力源，则可解决小型船只之电力需求。然而，在中、大型船舶上，太阳能的利用仍然面临着严峻的挑战，首先，太阳能的利用效率仅为3%，这就要求为中、大型船舶提供足够的能源，因此，要满足中、大型船舶所需的空间，同时，能源密度过低也是一个重要问题。因此，如何提高半导体材料的光电转换效率，是最为重要的一环。

2.4加热系统技术改造

热力发电厂主要是通过燃烧煤炭等方法来提高供水的温度，然后通过产生蒸汽来推动轮机的工作，在对水进行加热的时候，不可避免地会有一些热损失，如果给水温度低，会消耗更多的燃油，所以要控制好供水温度。多数时候，通过对加热炉的投料量进行调整，可以有效的进行控制。在轮机的正常启闭过程中，相关的操作应严格遵守规程，并适当的降下或增加高压加热器。为了避免不必要的能量损耗，维护人员必须对设备状况进行适时的保养。在此过程中，要确保高压加热器的水位保持平稳，并及时清理管内污垢，以达到更高的换热效率。此外，还要加强高压加热器的维修工作，严密注意有关设备的气密性，时刻注意供水的温度，避免造成能量损耗。

结束语

综上所述，船舶轮机的能耗问题，因航运市场及企业经营模式的改变，其技术难度较大，且更为复杂，是一项长期的重点工作，并非一朝一夕看到成效。因此，必须让所有海运的从业者，特别是经营者，从实务上提高对船舶能耗的重视，在后续的工作中，减少船舶各项污染物的排放。

参考文献

[1]张晓明,刘宏伟.船舶节能技术综述[J].中国造船,2018,59(03):1-7.

[2]陈千爱,王晓果,韩继军.船舶排放控制技术进展[J].环境科学与管理,2020,45(08):162-167.

[3]吕星宇,程李丽.船舶节能技术的可行性研究[J].船舶工程,2019,41(01):65-70.