船舶设计节能减排技术策略

魏博

摘要：随着世界各国节能环保理念的倡导，我国各行各业越来越重视节能减排技术的应用。船舶作为海上运输的主要手段，其能源利用和废气排放将对自然环境产生严重影响。因此，在船舶设计过程中，应充分利用减排技术，科学控制船舶运输对环境的污染，保护海洋环境和生物能源。

关键词：船舶设计;节能减排技术;战略;分析

一 节能减排技术对船舶的重要性

船舶的发展离不开节能减排。船舶的可持续发展就是通过航速与油耗之间的关系来获得最佳的经济效益。实施船舶节能减排是科学发展观的体现，是建设节能环保型社会的要求。在运输过程中，工人根据路线和工况分析油耗数据，得到真实的油耗数据，然后根据相关数据得到实际的节能模式，从而促进节能减排和船舶运输的发展。

二 船舶设计中节能减排技术的发展现状。

我国正处于社会主义初级阶段，社会需要不断进行重工业建设来提高自身的发展水平，这对环境有一定的影响。随着我国科学技术的不断发展，各种新的设计方法和生产工艺也被引入船舶设计行业，设计师可以利用先进的设计方法减少船舶航行对海洋环境的不利影响，有效改善我国的空气质量，推动中国节能减排事业的发展。虽然我国船舶设计节能减排水平有了很大提高，但目前碳排放量仍然较大，船舶企业节能管理体系不完善，这导致企业对节能减排控制力度不够，员工的环保意识相对较差。

1高碳排放。

由于船舶的碳排放低于陆地运输，船舶设计人员忽视了对船舶碳排放的控制，缺乏先进的生产技术和生产工艺来提高燃油效率。近年来，随着航运业碳排放量的逐渐增加，航运企业越来越重视油品的消费，逐步引进先进的设计技术，提高燃料资源利用效率，更加重视节能减排技术的发展。船舶不仅会产生大量的二氧化碳，还会产生大量的二氧化硫、氮化合物、废水和各种垃圾，不利于我国海洋资源的保护，也影响船舶系统的正常运行。

2管理体制不健全。

如果企业的监管体系不完善，设计师的工作流程将不规范。如果设计人员对节能减排重视不够，那么设计方案就会缺乏环保，那么船舶的油耗会更大，航行过程也会增加环境负担。企业节能管理机制不完善，也会导致企业缺乏相应的节能减排体系，导致企业设计成本增加，设计成果创新和环境保护不力，严重影响了企业的健康发展和航运企业的快速稳定发展。

三 影响船舶节能减排的因素

1船舶性能。

船舶节能减排受船舶性能的影响。主辅机状态、污染下限、使用时间、机型等因素会对节能减排产生不同程度的影响。主辅机是船舶的主要能耗和安全设备，其效率影响船舶的燃烧效率，能否降低船舶的燃油消耗，对船舶节能减排的使用时间长短决定了主机的磨损程度，磨损量大主要影响船舶的效率，风浪阻力大，甲板均为风区，船舶浸没量大等都会影响船舶的风浪阻力，对节能减排有影响。

2环境因素。

环境也會不同程度地影响船舶的能效，从而降低节能减排的效率。此处的环境是指船舶的地理和自然环境，如温度、气压、天气等影响船舶油耗和排放的因素。例如，当风力较大时，船舶阻力增大，从而增加主机的负载，从而增加燃油消耗。当船舶在低压环境中运行时，空气中的氧含量降低，船舶燃料无法充分燃烧，因此需要相应增加燃料的使用量。此外，渠道的曲率，通过情况将影响节能减排。通过以上研究探讨，不难发现，在造船工艺设计中，加强船舶节能环保，不仅可以提高造船工艺水平，而且可以贯彻国家政府的环境设计理念，促进我国环境保护事业的发展具有重要的现实意义。

四 节能减排技术策略在船舶设计中的应用

1促进效率提高。

为了提高船舶设计中的节能减排效率，设计人员不仅需要提高船型的合理性，还需要保证船舶螺旋桨、船舶发动机等的匹配程度，以实现船舶的有效马力、螺旋桨载荷、主功率重叠，从而达到对主电源的满意和有效使用。此外，设计人员应根据主机的状态确定主机的功率和能量调节范围，并积极采用新材料，这也是提高船舶推进效率的重要因素。节能减排技术的应用是提高船舶推进效率的关键手段。其中，螺旋桨整流罩是节能减排技术的成功表现。其工作原理是在调整螺旋桨尺寸的前提下，使船舶摆脱低速、高负荷的运行状态，使螺旋桨轴向流场达到平衡，从而提高舵的左右协调性，最终达到航运目的。此外，在工程施工中，在舵前安装整流液有利于控制轮毂的能量损失。

2减少船舶阻力。

减少船舶阻力是减少能源消耗和排放的最佳途径。一般情况下，船舶将选择低阻线路的设计方案。最简单有效的方法是使用母船法。改进后的母船生产线用于新船。成本较高的模型试验方法还可以通过测量和监测水对船体的阻力，在单位时间内计算船舶的位移、浮力中心和阻力，从而选择最合理、科学的船型比例。通过这些方法，最终确定了性能优良的船型。船舶面临着复杂多变的海洋环境。在设计船舶时，有必要研究风、浪、速度等环境因素对船舶阻力的影响。为了减少风、浪的冲击和运行阻力，设计人员应根据运行数据，调整船舶的浮力，以减小基础和上部结构的面积。总之，影响船舶阻力性能的因素很多。设计者应选择最佳船型，以减少风浪阻力。

3船舶压载水处理。

船舶压载水处理主要包括两个方面：使用压载水处理设备和发展无压载水船舶。分离和化学消毒广泛应用于压载水处理。船舶压载水处理系统在应用中存在生产成本增加、设备选型合理、防爆要求高等问题。无压载船舶的研究越来越受到重视，取得了一些成果，但也存在一些技术问题。

4开发新能源。

由于不可再生资源有限，发展资金投入相对较高，造船业无论是制造业还是航运业都消耗大量能源，因此新能源的开发越来越受到重视。近年来，我国船舶工业相继引进核能、太阳能、风能等新能源。不可忽视的是，在船舶设计的发展过程中，许多新能源技术取得了突破，为新能源的利用提供了新的途径。例如，在船舶运输过程中，船舶与发动机之间的热交换和辐射会消耗大量的热能。通过余热回收技术，可以回收大量的余热。通过采用一定的技术，将废热转化为动能，为船舶的正常运行提供机械能。例如，在船舶设计过程中，可以利用废气处理相关的技术手段在船舶上安装废气净化装置。通过废气净化系统装置的作用，将污染海洋和大气环境的工艺气体转化为清洁气体。因此，废气处理系统技术可以使船舶达到节能减排的目标，减少船舶运输带来的环境污染，体现节能减排技术在船舶设计中的实用价值。因此，为了进一步完善船舶设计方案，使船舶设计满足运营的实际需要，船舶设计人员应以开发和引进新能源为出发点，在船舶设计中引进新能源，解决船舶制造和运营中的能源问题，避免船舶晚点运输结构和运行问题。此外，在设计新的能量处理系统时，设计者应考虑船舶操作系统之间的协调程度。

5引进节能设备。

在船舶设计方案中，螺旋桨、船舶发动机和船体是关键部件，是船舶设计节能减排技术的研究对象和应用载体。同时，在主辅机技术、动力节能技术、混合动力技术、变频技术的作用下，船舶设计工作大大提高了节能设备的应用效率。目前，我国大部分进入航运阶段的船用柴油机功率为169～177g/kW·h，寿命周期短，投资成本高。在应用节能减排技术后，船舶设计方案突出了6RT-FLEX68-D主机的优点和特点。例如，主机能耗低，功率高，可节省6%的能源。相关调查表明，节能设备本身具有一定的节能效果，可以调整船舶的设计结构和布局，实现能源的高效利用和传输。由此可见，节能设备的应用可以提高船舶的节能能力，调整船舶的节能状态，节能设备可以在能量转换、能量消耗或能量积累方面发挥积极作用。

五 结论

综上所述，实现船舶节能减排不仅可以促进我国航运业的发展，也可以有效实施国家节能减排战略，因此，设计人员需要结合自身经验，采取有效措施，实现节能减排的优化设计，降低船舶阻力，提高能源利用效率，采用科学的余热废气处理方式，从而降低船舶的能耗和排放，促进航运业的可持续发展。

参考文献：

[1]倪军.船舶设计节能减排技术策略研究[J].科技资讯，2014，12（35）：51.

[2]张郁峰.内河浅吃水船舶设计节能减排技术策略[J].科技传播，2014，6（09）：107-108.

[3]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.

[4]游叔平.浅谈船舶动力装置节能减排技术[J].科技创新与应用，2017（23）：42-43.

[5]马化铮，郭文菁.船舶设计中的节能减排技术应用研究[J].时代农机，2017，44（07）：116+186.

[6]何放平，王海松.浅析船舶节能减排技术的应用[J].山东工业技术，2016（01）：56-57.

2407501705294