基于节能减排下的船舶设计技术

颜胜利（台州市海顺船舶设计有限公司，浙江台州　318000）



基于节能减排下的船舶设计技术

颜胜利
（台州市海顺船舶设计有限公司，浙江台州318000）

【摘 要】随着社会经济的不断发展，航运业已经成为我国运输行业中十分重要的一种运输方式，在可持续发展战略逐渐深入落实的现阶段，人们也开始重视船舶设计中的节能减排问题。为此，本文首先对船舶设计现状进行了简要的分析，之后重点论述了基于节能减排下的船舶设计技术，以推动我国航运业的健康发展。

【关键词】节能减排船舶设计技术措施

随着人们思想意识的转变，节能减排已经成为当下社会热议的话题，航运业作为海上贸易的主要方式，其废气的排放和能源结构与环境之间具有十分紧密的联系，但是在对船舶进行设计的过程中仍然不可避免的存在着一些实际问题，使得能源利用和废气排放不尽合理，因此要对船舶节能减排设计技术予以高度的重视。

1　基于节能减排下的船舶设计现状

从航运业的碳排放情况来看，与其他运输方式相比较而言，航运业是较为环保和节能的一种运输方式，其碳排放的问题一直不被人们所重视，特别是对于我国来说，交通运输业一直都是油品消费量较大的行业，航运业碳排放的增长速度已经明显超过了其他行业，应该被予以高度重视。

从航运业节能减排的情况来看，我国已经相继制定了很多关于节能减排的具体目标和对策措施，航运业在节能减排目标的完成上已经取得了一定的成绩，但是其在节能减排中还存在着一些较为明显的问题，如节能减排的管理机制不健全、市场经济刺激政策和手段的缺乏、基础工作落实不到位、能源消耗控制机制的不完善以及信息服务体系不完整等。

从节能型船舶的研发情况来看，节能型船舶的设计和研发是实现航运业节能减排目标的主要措施，但是在对节能型船舶进行研发的过程中，由于受到政府支持力度不够、节能环保意识的匮乏、短期经济效益较低和基础设施制约等因素的影响，再加之相关法律法规的缺乏，使得节能型船舶的研发和推广受到较大的阻碍。

2　基于节能减排下的船舶设计技术措施

船舶在实际的运输过程中会排放出大量的碳化物和硫化物等，而且还会产生噪音和压载水等，通常与船舶运营的多个环节相关，因此要想实现船舶的节能减排设计，就必须要从多角度进行着手，具体技术主要包括了以下几个方面：

2.1船舶阻力的降低

对于船舶的设计工作而言，船舶自身的线型是影响船舶阻力的最主要因素，通常情况下，对船身的设计都会采取低阻力线型方案，其中最为简单有效的设计方法就是母型船法，另外也可以选择船模实验法，也就是通过测量和监控水对船体阻力的大小来计算出船舶在单位时间内的排水量和浮心位置等，从而确定出船型的尺度比。例如，由日本造船研究中心所涉及的苏伊士型游船，其最大的特点就是船舶下半部分船体更加细长，船底向下是“V”型，型宽从40m增加到了70m，在空载时的吃水深度也能够支撑船舶重量，如图1所示。

图1　“V”型船身设计方案示意图

2.2节能设备的引进

在对船舶进行设计的过程当中，其中船身、船桨和主机等是设计的重点，因此成为节能减排设计技术应用的关键载体和对象，在科学技术水平不断提高的现阶段，变频技术、动力节能技术、主辅机智能技术等的广泛应用使得船舶的减排效果实现了较大程度的提升。经过调查发现，节能设备的应用能够改变船舶设计中的结构的基本布局等，对船舶的节能状态和能力会产生直接的影响。例如我国在对大湖型散货船进行设计的时候，摒弃了以往所使用的柴油机，在船舶的设计张应用了型号为的6RT-flex68-D主机，虽然其功率较大，但经过实验发现，该船舶动力最大节省了约7%。

2.3推进效率的提升

良好推进效率的实现，还要实现船、机、桨三者之间的高度匹配，实际上就是要保证主力所发出的功率与螺旋桨的负荷和船舶的有效马力之间是相互吻合的。在对船舶进行设计的时候，还要根据主机的配置情况来适当的提高主机的动力能量、扩大船桨面积等。现代船舶设计中所广泛使用的“螺旋桨整流罩”技术，是通过对螺旋桨尺寸的控制来使得船舶脱离低航速和高负荷的运行状态，对桨轴上下部位的流场进行平衡。

2.4新能源的开发利用

基于节能减排下的船舶设计技术中主要的一方面也在于对新能源的开发和利用，这是因为不可再生能源不仅有限，而且在使用价值和代价方面都比较昂贵，对于能源能耗量较大的航运业来说是十分不利的。现阶段，风能、太阳能、核能和燃料电池等新能源已经逐渐被应用到船舶的设计工作当中，废热利用技术的应用，将热能直接转化成为动能，为船舶的运行提供了动力；在船舶中加装废气净化器，不仅能够消耗对海洋环境存在污染危害的气体，而且还能够有效的降低船舶的减排压力，避免船舶运行障碍的出现。

3　结语

综上所述，船舶航运对于环境的影响是不可忽视的，节能减排设计技术是推动我国船舶工业和航运业向前健康发展的重要动力之源，是我国实现“绿色船舶”发展目标的关键之所在；为了实现节能减排的目标，首先要对船舶设计现状中存在的实际问题实现深入的分析和把握，在对船舶进行设计的时候要以可持续发展为思想指导，通过采取降低船舶阻力、引进节能设备、提高推进效率以及新能源的开发和利用等技术措施，不断的推动节能型船舶的发展，实现经济效益、社会效益和生态效益的统一。

参考文献：

［1］王强.船舶主机降功率节能减排技术的优化研究［D］.大连海事大学，2013.

［2］黄雪娇.基于阴极电位控制理论的船舶节能减排技术研究［D］.大连海事大学，2012.