對船舶主機選型的經濟性闡述

祝曉

當前世界正經歷經濟、能源雙重危機，發展遇到了資源和價格瓶頸，航運行業通過控制燃油消耗，提高能源利用率做到對成本的控制和效率的增加，也已成為整個行業的必然選擇，這給船舶設計、制造帶來了新的要求和壓力。船舶主機選型是設計和制造船舶中重要的一環，通過船舶主機選型的主動控制，選用高效率、低能耗、大推力的船舶主機，做到對油耗的有效控制，實現對船舶能耗的降低，建立航運行業的競爭能力和核心優勢。應該從控制船舶主機經濟性指標、實現船舶主機能源再利用、推進裝置經濟性等方面入手，建立船舶主機選型經濟性的基礎，設立船舶主機選型的最新規范與要求，做到對船舶主機選型科學性和合理性的體系保障，為維護航運產業的可持續發展奠定關鍵基礎，構筑產業長期發展結構性平臺。

1 、控制船舶主機經濟性指標

1.1 控制船舶主機的參數

船舶主機的選擇應該控制主機的尺寸，通過降低船舶主機的外部尺寸和整體體積，提高船舶的有效容積，縮小船舶主機的占容比，做到對船舶主機尺寸的控制，這不但有利于提高船舶主機的經濟性，也會提升船舶整體的運輸能力。船舶主機的選擇中應該控制主機的重量，通過降低船舶主機重心改進船舶整體的穩定性，減少尾傾和偏轉問題的發生，提高船舶航運過程中的安全性。

1.2 控制船舶主機的燃料消耗

船舶主機設計和制造過程中，應該通過選擇性控制船舶主機的燃料消耗和進排氣系統，要確定船舶主機的消耗率，通過改進燃油系統、加溫系統、增壓系統提升船舶主機的燃燒效率，降低船舶主機的運行燃油損失，控制船舶主機的磨損，做到對船舶主機燃油消耗的進一步降低，以新的結構和輔助系統提升船舶主機運行的經濟性。

1.3 提高船舶主機的適應性

當前船舶運輸中燃料的來源非常復雜，船舶主機實際消耗的燃油品質存在著高低起伏的特征，在船舶主機選型過程中應該針對燃油品質的波動現象做到綜合適應，在確保船舶主機安全運行的同時，提升船舶主機運行的經濟性。要在選型中控制船舶主機的適應性，選擇通過700CST/50℃的燃燒設計，做到提升船舶主機在低質燃油狀態下的穩定性，實現對船舶主機經濟性的綜合保障。

1.4 提升船舶主機的可靠性

船舶主機運行時間長、負荷量大，如果沒有可靠性作為保障，容易產生船舶主機的停車和各類故障，影響航運的安全與效率。在船舶主機選型中應該首先選用高可靠性的船舶主機，延長船舶主機的使用壽命。要在船舶主機選型中從氣缸數量控制入手，提升船舶主機的可靠性，降低船舶主機故障發生的頻率，做到對船舶主機壽命和安全運行時間的保障，整體上確保船舶主機的經濟性與可靠性。

2 、實現船舶主機能源再利用

節能是船舶主機選型的重要參數，也是確保船舶主機的重要保障，在船舶主機選型時應該堅持節能的觀點，以能源的循環和再利用為途徑實現船舶主機的經濟化運行。這方面上海的中船三開公司開發的EGR系統是當前船舶主機能源再利用的代表，EGR系統主要利用掃氣與燃燒廢氣的混合，置換掃氣中的氧氣，進而改善主機氣缸的燃燒溫度，優化負氧環境，做到對碳氧化合物的濃度控制，這會大幅度提升燃油的燃燒效率，提高船舶主機的功效水平，根據MDT試驗結果，采用EGR系統可以提升主機功率1～3%。當前國內還有科研與制造單位將EGR系統與增壓技術做到更進一步結合，通過對主機增壓實現能源進一步地回收，做到對船舶主機能源效率和經濟性的保障。

3 、選用經濟性推進裝置

推進裝置是船舶動力系統中關鍵的部分，高效率的推進裝置不但有利于提高船舶航行的速度，而且也有利于船舶經濟性運行目標的實現，在船舶主機選型中應該做到船舶主機與推進裝置的契合，使船舶主機更為高效地連接到推進裝置，實現船舶主機能量更經濟、更高效地傳導到推進裝置，做到對船舶主機經濟性的提升，實現船舶的可靠、高效運行。

3.1 優化推進效率比

船舶主機選型中確定推進效率比是重要環節，過高的轉數并不能帶來船舶航行的高速度，反而會形成船舶速度的降低，這會提升船舶主機的能耗，提高船舶主機的運行支出，給航運和維護帶來嚴重的經濟負擔與支出成本。在船舶主機選型中應該控制和優化推進裝置的效率比，要將效率比作為核心的參數在船舶主機選型中加以確定，使船舶主機轉速和推進裝置轉速做到有機統一，做到船舶主機功率的有效傳遞，為船舶主機的穩定而高效地運行建立系統和結構基礎。在船舶主機選型過程中應該在第一個環節就做到對推進效率比的控制，要選擇低轉數、高效率的螺旋槳作為推進裝置，根據數據顯示，在一定范圍內螺旋槳轉速下降一半，則推進效果提升11%，因此，可以在選型中控制螺旋槳的速度來提升運行的效率，做到對船舶主機經濟運行的保障。

3.2 優選軸帶發電機類型推進裝置

軸帶發電機可以提升推進裝置的穩定性，同時也可以實現船舶運行的經濟性，在船舶主機選擇中可以通過選擇齒輪箱直接驅動發電機的措施和方法，穩定推進裝置的運行，通過充分利用主機的剩余功率，降低能源消耗，在免裝一臺副柴油機的基礎上，使傳動裝置的投資費用和系統結構得到優化，可節省船舶主機的維護，控制主機燃油、滑油的運行費用，提升船舶運行整體的經濟效益。此外要控制和調整螺距槳的軸系，使船舶主機得以恒速運轉，優化軸帶發電機系統的穩定運行，通過對固定螺距槳軸系的控制提升軸帶發電機的高校運行，這樣有利于船舶在港內航行及停靠碼頭時低速運行和快速轉變的特點，通過增設恒頻穩定器，使船舶在轉速變化時，仍保持輸出電流特性恒定。

結語

在船舶設計與制造領域中，船舶主機選型是一個重要的、值得高度重視的問題，無論是民用船舶還是軍用艦船都需要科學的船舶主機選型，以此來確保船舶制造的科學性和船舶運行的經濟性，要將經濟指標作為船舶主機選型的重要依據，從船舶主機的設計功能、節能體系、運行方式等方面入手，探尋經濟性為前提的船舶主機選型體系，這樣才能綜合建立起船舶主機選型的新模式，做到對船舶制造、運行效率與經濟目標的基本保障，構建船舶主機選型的評價與審核體系，進一步使船舶主機選型規范化和科學化，做到對船舶制造、船舶航運的綜合性保障。