港作船舶燃油监控系统对降低能耗的作用

殷全明

（河北港口集团，河北秦皇岛 066000）

0 前言

当前发展绿色港口已成为港口可持续发展的趋势，实现港口绿色发展、提升核心竞争力，将成为当前和今后一段时间的重要任务。秦港船舶公司作为港口服务的前沿为进出港本港的货船提供靠离泊作业，公司所属拖轮带动了几万吨的货轮进行靠离泊作业，除去本身具有灵活的操控性能外，还要拥有强大的动力输出作为保障。长期以来，拖轮油耗问题一直企业的重点，虽然想尽办法去降低燃油消耗率，但效果不大。总以为时间缩短就能连带着油耗的减小，却未能在动力输出和作业时间的关系上面投入太多的精力。既造成大多数动力输出的浪费，也加大了拖轮能耗的浪费。

新造拖轮秦港26于2016年建造，于2017年10月投用，并在新拖轮上加装了能耗监控系统，可以直观的观测到不同作业情况下的能耗情况。本次课题设置主要是结合能耗监控系统的直观监测数据和船员多年的工作经验，针对不同作业情况进行积累与总结，整理出更加合理的作业规范，能最大限度地降低船舶能耗，为公司的节能减排及减能增效工作做出贡献。

1 现状调查

2018年1月至4月的燃油消耗记录分析情况，表1。

表1 1～4月燃油分析

从4个月的平均小时油耗相比较而言，工作能耗较相同作业的船舶要高。经分析是作业过程中有不必要的能耗情况出现所致，从而能造成高能耗表现。

2 油耗监测系统的应用

2.1 建立完整的考核体系

公司已经建立一套完整的定期考核体系，为了加强科学与现代化管理、提高能源使用效率、降低能源使用费用、有效节省生产成本等，建立了能源管理信息系统，实时监测能源消耗状况，并定期公示。通过科学考核各项指标，来增强公司在市场中的竞争力，要在社会公众面前树立一个厉行节约、杜绝奢侈浪费的优良形象。为了加强科学管理、提高能源使用效率、有效地控制生产成本，积极响应低碳绿色港口和科技示范港口建设需要，实时监测能源消耗状况，科学考核各项指标。例如，对新造船舶使用了“港作船舶在线能耗监控系统”。通过对船舶所用燃油、岸电、淡水等数据信息进行实时采集、显示，为船舶管理人员提供可视化能耗实时数据，指导驾驶员正确操作船舶，以达到节能降耗的目的。

（1）港作船舶节油的手段。港作船舶节油的手段包括：①在设备管理层面，采用改善设备工况、使用燃油添加剂等措施；②在船舶驾驶层面，尽量使用船舶最佳经济航速，使柴油机在高效率下运行。通过实践结果表明，采用控制最佳经济航速方式节油效果更加显著。船舶经济航速是根据船用柴油机燃油消耗率特性曲线和主推进特性曲线共同确定的。由于螺旋桨所消耗功率与转速的立方成正比，故航速的少量降低就可以节省大量的燃油消耗。

（2）船舶在线能耗监控系统原理。在柴油机进、回油管路上分别装有涡轮流量计。监控系统通过读取涡轮流量计瞬时流量，进行差值计算，得到柴油机燃油实时消耗。船舶装有GPS模块，可以获取当前船舶航速数据。系统通过对油耗、航速等相关参数的运算分析，获得瞬时单位里程油耗数据。有关船舶瞬时油耗、船舶作业类型和主机运转状态等信息可在船舶驾驶室电脑上显示。同时通过船岸数据传输平台，将相关数据信息传送到岸边基站网络，实现岸基对油耗的实时监控和管理。

2.2 能耗监控系统的主要功能

（1）艘次任务统计功能。港作船舶作业开始，都可在所示界面选择艘次任务。由于港内助泊作业与引水作业和长航作业的工作里程和主机负荷不同，主柴油机负荷速度特性曲线也不同，艘次任务记录则有利于对不同作业类型的船舶能耗数据分别进行统计与分析，对不同任务相应的节能效果进行分别评价。

（2）油耗显示功能。本监控系统显示界面涵盖了船舶瞬时油耗、本艘次油耗、艘次开始时间、艘次时长、左右主机转速和3G、GPS在线离线状态等信息。显示模式可以设置白天模式、夜晚模式。通过观察船舶瞬时油耗，可以了解船舶在加速、怠速及全负荷等不同工况下的油耗；可以了解不同航速下的单位里程油耗，从而找到船舶的经济航速。指导驾驶员及时对航速进行调整等。

（3）数据查询功能。通过数据查询功能查看日、月、年船舶累计作业时间、里程及燃油消耗；系统还具有水电查询功能，可以统计当日、当月和当年的用电量和加水量。方便机务管理人员对各船能源消耗进行统计，为各船节能降耗工作评优考核提供依据。如图1。

3 对策与效果

由船长、轮机长组织各部门人员学习相关文件精神，强化个人责任心，加强自身节能意识；组织驾驶人员学习能耗监控系统，并要求每位驾驶员根据每一次作业情况结合能耗监控系统总结作业经验，摒弃作业陋习，互相学习先进经验。根据作业油耗统计从中分析先进方法，借助能耗监控系统的数据支持，公司对50次典型作业进行统计，总结出的经验是：①靠离码头时使用滑动离合进行操作较怠速操作可节省燃油消耗；②无紧急任务航行时，主机转数600 r/h，此状态最为经济；③无危及本船安全情况下，待命状态采用滑动离合维持最小舵效，较怠速待命时小时耗油量可减少（80～100）kg/h；④离泊作业选择合适主机转数，当主机转数为550 r/h时拖带速度可达极值，随着主机转数增加速度增加变化不明显；⑤风浪条件不好时，会使相应数据值变大。

图1 船舶在线能耗监控系统

2018年5月至9月的燃油消耗记录分析，如表2。

表2 2018年5月至9月燃油消耗记录分析

船舶能耗较本年度前4个月明显下降，各驾驶员能够熟练掌握较经济省油的作业方式，并且此过程无安全事故出现，达到了预期目标。

4 结语

通过对船舶用油、岸电、淡水等信息进行实时采集、显示，为船舶驾驶人员提供可视化能耗实时数据，规范船舶驾驶人员驾驶操作，达到节能降耗目标；为岸基系统提供实时数据，减能增效和坚持绿色发展。实践证明只有通过开展全面质量管理控制作业过程，掌握作业动态，并采取相应对策，才能使节能工作稳步提高。只有员工的团结合作，才能造就技能的不断提升。通过本次的课题研究，既增加了同事之间的默契和团结的合作精神，使这个团体的工作将会继续精益求精，也可为公司的发展做出更大的贡献。