淺談某型散貨船主機選型優(yōu)化分析

汪炫妍　黃深

摘 要：本文主要描述散貨船動力裝置選型的方法和降低主機油耗的措施。通過對某型散貨船主機的選型優(yōu)化方案，從提高動力裝置經(jīng)濟性的角度出發(fā)，滿足船機槳性能的匹配，優(yōu)選主機，降低主機油耗，達(dá)到提高船舶經(jīng)濟性能的要求。

關(guān)鍵詞：船舶設(shè)計優(yōu)化；主機選型；油耗

中圖分類號：U664.12 文獻標(biāo)識碼：A

1 引言

近幾年來，由于經(jīng)濟蕭條，能源緊張，為了占領(lǐng)船舶市場份額，各設(shè)計院和船廠都對低油耗船型的開發(fā)展開了激烈的競爭，競相推出自己的環(huán)保節(jié)能船型。所有節(jié)能環(huán)保船型的最終目的都是為了提高船舶的經(jīng)濟性，滿足最新規(guī)則＼規(guī)范的要求，贏得船東的訂單。

2 提高動力裝置經(jīng)濟性的主要途徑

提高船舶經(jīng)濟性最重要的方式之一就是提高船舶動力裝置的經(jīng)濟性能，其主要途徑有兩大方面：第一是提高推進效率；第二是機槳匹配和主機優(yōu)選。

要使主機所產(chǎn)生的有用機械功盡可能多地用來推進船舶，使船舶具有較大推力和較高的航速，改善推進性能，優(yōu)選主機，才能得到良好的船、機、槳匹配性能。

主機功率點的優(yōu)化主要目的是要降低燃油消耗，提高船舶運行經(jīng)濟性。本文僅從改善動力裝置經(jīng)濟性出發(fā)，合理選擇主機和正確匹配機、槳，以提高推進效率，降低船舶油耗。

3 主機的設(shè)計工況

主機功率點的優(yōu)化首先需確認(rèn)主機的選型范圍，要注意以下幾個方面的因素：

（1）參考主機連續(xù)運轉(zhuǎn)的最大功率與額定轉(zhuǎn)速的MCR推進特性曲線，確定主機的選型范圍；

（2）考慮轉(zhuǎn)速裕度，避免主機負(fù)荷過載；

（3）考慮航海裕度，增加主機在有效功率、在污底和風(fēng)浪的影響下仍能保持設(shè)計航速；

（4）考慮主機功率的傳遞效率；

（5）考慮主機降功率使用和經(jīng)濟輸出。

下面簡述某型散貨船主機選型優(yōu)化和油耗分析的過程和方法。

4 某型散貨船的主要技術(shù)指標(biāo)

7S50MC-C7型主機技術(shù)成熟，安裝簡單，重量較輕，噪音和振動相對較小，從技術(shù)指標(biāo)和主機價格等因數(shù)上考慮，此動力裝置的選定已經(jīng)滿足設(shè)計要求，非常適用于此類散貨船，符合船廠設(shè)計安裝的要求。但是從船東控制航運成本的角度出發(fā)，在船舶運營的經(jīng)濟指標(biāo)上，此船已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在航運發(fā)展的要求，其主機功率大、油耗高，需要對此船主機的選型進行優(yōu)化。

5 主機選型范圍

本船給定了具體的航速要求，通過對主機功率點的優(yōu)化，選用合適的MAN-B&W公司的機型，進行動力裝置經(jīng)濟性的對比，確認(rèn)適合于本船的最優(yōu)機

6 選用5S60MC-C8機型

MAN-B&W公司的5S60MC-C8機，最大輸出功率MCR為11 900kW，最大轉(zhuǎn)速為105 r/min。如果本船選用5S60MC-C8機作為主機，經(jīng)過總體設(shè)計的初步計算，該船匹配直徑為6.12 m螺旋槳時。

7 選用6S60ME-C8機型

MAN-B&W公司的6S60ME-C8機，最大輸出功率MCR為14 280 kW，最大轉(zhuǎn)速為105 r/min。如果本船選用6S60ME-C88機作為主機，經(jīng)過總體設(shè)計的初步計算，該船匹配直徑為6.55 m的螺旋槳。

8 三種機型的經(jīng)濟性對比

由表3可知，選用6S60ME-C8主機時，是三種選型方案中經(jīng)濟性能最佳的，其單位油耗SFOC比原先降低了12.3 g/kWh，主機持續(xù)使用功率CSR降低了1 108 kW，日油耗降低了7 t，燃油消耗率降低了18.1%，經(jīng)濟利益非常可觀。

9 EEDI指數(shù)

EEDI指數(shù)是體現(xiàn)船舶主機能耗的指數(shù)，指數(shù)越低，說明此船舶的經(jīng)濟性能越好。通過表4EEDI指數(shù)的對比，選用6S60ME-C8.2-TII主機是這三種方案中最好的方案，此方案已經(jīng)滿足了EEDI指數(shù)第一階段的要求。

10 結(jié)論

主機選型和主機功率點優(yōu)化是船舶設(shè)計的一個重要課題，本文通過對某型散貨船的主機選型的優(yōu)化設(shè)計和油耗分析，介紹主機選型優(yōu)化的一些主要流程和降低主機油耗的一些措施和方法。必須指出船舶的經(jīng)濟性能不僅是要從動力裝置選型方面考慮，還要考慮其他因素的綜合影響。

參考文獻

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