基于節能減排下的船舶設計技術

顏勝利（臺州市海順船舶設計有限公司，浙江臺州　318000）

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基于節能減排下的船舶設計技術

顏勝利
（臺州市海順船舶設計有限公司，浙江臺州318000）

【摘 要】隨著社會經濟的不斷發展，航運業已經成為我國運輸行業中十分重要的一種運輸方式，在可持續發展戰略逐漸深入落實的現階段，人們也開始重視船舶設計中的節能減排問題。為此，本文首先對船舶設計現狀進行了簡要的分析，之后重點論述了基于節能減排下的船舶設計技術，以推動我國航運業的健康發展。

【關鍵詞】節能減排船舶設計技術措施

隨著人們思想意識的轉變，節能減排已經成為當下社會熱議的話題，航運業作為海上貿易的主要方式，其廢氣的排放和能源結構與環境之間具有十分緊密的聯系，但是在對船舶進行設計的過程中仍然不可避免的存在著一些實際問題，使得能源利用和廢氣排放不盡合理，因此要對船舶節能減排設計技術予以高度的重視。

1　基于節能減排下的船舶設計現狀

從航運業的碳排放情況來看，與其他運輸方式相比較而言，航運業是較為環保和節能的一種運輸方式，其碳排放的問題一直不被人們所重視，特別是對于我國來說，交通運輸業一直都是油品消費量較大的行業，航運業碳排放的增長速度已經明顯超過了其他行業，應該被予以高度重視。

從航運業節能減排的情況來看，我國已經相繼制定了很多關于節能減排的具體目標和對策措施，航運業在節能減排目標的完成上已經取得了一定的成績，但是其在節能減排中還存在著一些較為明顯的問題，如節能減排的管理機制不健全、市場經濟刺激政策和手段的缺乏、基礎工作落實不到位、能源消耗控制機制的不完善以及信息服務體系不完整等。

從節能型船舶的研發情況來看，節能型船舶的設計和研發是實現航運業節能減排目標的主要措施，但是在對節能型船舶進行研發的過程中，由于受到政府支持力度不夠、節能環保意識的匱乏、短期經濟效益較低和基礎設施制約等因素的影響，再加之相關法律法規的缺乏，使得節能型船舶的研發和推廣受到較大的阻礙。

2　基于節能減排下的船舶設計技術措施

船舶在實際的運輸過程中會排放出大量的碳化物和硫化物等，而且還會產生噪音和壓載水等，通常與船舶運營的多個環節相關，因此要想實現船舶的節能減排設計，就必須要從多角度進行著手，具體技術主要包括了以下幾個方面：

2.1船舶阻力的降低

對于船舶的設計工作而言，船舶自身的線型是影響船舶阻力的最主要因素，通常情況下，對船身的設計都會采取低阻力線型方案，其中最為簡單有效的設計方法就是母型船法，另外也可以選擇船模實驗法，也就是通過測量和監控水對船體阻力的大小來計算出船舶在單位時間內的排水量和浮心位置等，從而確定出船型的尺度比。例如，由日本造船研究中心所涉及的蘇伊士型游船，其最大的特點就是船舶下半部分船體更加細長，船底向下是“V”型，型寬從40m增加到了70m，在空載時的吃水深度也能夠支撐船舶重量，如圖1所示。

圖1　“V”型船身設計方案示意圖

2.2節能設備的引進

在對船舶進行設計的過程當中，其中船身、船槳和主機等是設計的重點，因此成為節能減排設計技術應用的關鍵載體和對象，在科學技術水平不斷提高的現階段，變頻技術、動力節能技術、主輔機智能技術等的廣泛應用使得船舶的減排效果實現了較大程度的提升。經過調查發現，節能設備的應用能夠改變船舶設計中的結構的基本布局等，對船舶的節能狀態和能力會產生直接的影響。例如我國在對大湖型散貨船進行設計的時候，摒棄了以往所使用的柴油機，在船舶的設計張應用了型號為的6RT-flex68-D主機，雖然其功率較大，但經過實驗發現，該船舶動力最大節省了約7%。

2.3推進效率的提升

良好推進效率的實現，還要實現船、機、槳三者之間的高度匹配，實際上就是要保證主力所發出的功率與螺旋槳的負荷和船舶的有效馬力之間是相互吻合的。在對船舶進行設計的時候，還要根據主機的配置情況來適當的提高主機的動力能量、擴大船槳面積等。現代船舶設計中所廣泛使用的“螺旋槳整流罩”技術，是通過對螺旋槳尺寸的控制來使得船舶脫離低航速和高負荷的運行狀態，對槳軸上下部位的流場進行平衡。

2.4新能源的開發利用

基于節能減排下的船舶設計技術中主要的一方面也在于對新能源的開發和利用，這是因為不可再生能源不僅有限，而且在使用價值和代價方面都比較昂貴，對于能源能耗量較大的航運業來說是十分不利的?，F階段，風能、太陽能、核能和燃料電池等新能源已經逐漸被應用到船舶的設計工作當中，廢熱利用技術的應用，將熱能直接轉化成為動能，為船舶的運行提供了動力；在船舶中加裝廢氣凈化器，不僅能夠消耗對海洋環境存在污染危害的氣體，而且還能夠有效的降低船舶的減排壓力，避免船舶運行障礙的出現。

3　結語

綜上所述，船舶航運對于環境的影響是不可忽視的，節能減排設計技術是推動我國船舶工業和航運業向前健康發展的重要動力之源，是我國實現“綠色船舶”發展目標的關鍵之所在；為了實現節能減排的目標，首先要對船舶設計現狀中存在的實際問題實現深入的分析和把握，在對船舶進行設計的時候要以可持續發展為思想指導，通過采取降低船舶阻力、引進節能設備、提高推進效率以及新能源的開發和利用等技術措施，不斷的推動節能型船舶的發展，實現經濟效益、社會效益和生態效益的統一。

參考文獻：

［1］王強.船舶主機降功率節能減排技術的優化研究［D］.大連海事大學，2013.

［2］黃雪嬌.基于陰極電位控制理論的船舶節能減排技術研究［D］.大連海事大學，2012.