现代船舶设计建造和航运管理中的节能措施

文/刘鑫

结合航运业的现状分析，我们可以知道航运业其实有着较高的能源消耗率。而船舶作为航运业的主体，在全球各种资源日趋减少的情况下，与船舶相关的工作就应该做好节能减排工作，要借助减排工作，实现现代化的船舶运营，减少温室气体的排放，努力提高能效，降低能耗，尽早规避类似于航空企业所面临的欧盟强制碳关税的尴尬境遇。

一、现代船舶设计建造中的节能措施

（一）高效螺旋桨的设计。在现代文明稳步发展的今天，科学技术也在不断的革新，关于各种机器的设计方法也日渐成熟。而关于船舶相关的设计建造也应该有所革新与创造。如果与之相关的边界永远不做任何改变与创新的话，就很可能无法推进船舶螺旋桨使用效率的提高。因此，在这一方面，就应该注重高效螺旋桨的设计，可以从转速、叶数以及直径主尺度等等方面着手作更新设计。可以基于船舶实际的运输情况适当地减少桨叶的面积，并且还可以对整个叶形做一个科学的改变，要让其更加契合节能原则。而为了对载荷分布进行优化，还可以对径向螺距进行修改，将唇形后倾叶概念给切实地运用进来，最终实现高质量螺旋桨的设计及运用。

（二）电控共轨式智能柴油机的应用。在现代船舶的设计建造中，为了尽可能地落实节能措施，就应该从柴油机方面着手作创新。传统的柴油机耗能、耗油量非常大，所以它所需要的能源是非常多的。在这一基础上，如果使用电控共轨式智能柴油机的话，就能够取消传统的凸轮轴系统，甚至还能够对各缸的喷油定时和喷油量以及排气阀定时给适时地控制，让其由电子计算机来完成并落实。这样就能让整个船舶的设计建造融入新技术，它能够借助计算机信息技术最大程度地实现节能措施，让整个后期航运工作得以高效进行。此外，电控共轨式智能柴油机的运用，能够积极地引入以下三大系统，这三大系统能够为节能工作带来极大的助力。其一，共轨燃油喷射系统的引入。这一系统也是设计建造工作的一大创新点，它能够使得喷油泵将高压燃油提供给共用的高压管，而提供的量也将由计算机系统来控制，这样就能大大地减少不必要的能源浪费；其二，液压伺服油系统的引入。这一系统的引入能够改变柴油机的驱动效力，它是由柴油机系统滑油来对高压油泵以及排气阀等机构进行驱动。这样的一个驱动过程能够减少不必要的能源消耗，最终落实节能工作；其三，气缸压力在线检测系统的引入。很明显，这一系统与计算机系统有着紧密的契合性，它需要向计算机系统中输入各缸的压力值，然后由计算机根据这一压力值来进行预算与检测，确保各缸的负荷值是均匀的。这样就能够保证柴油机燃烧的时候，燃油的风油燃烧比和雾化效果达到最佳，最终落实节能措施的运用。

我凝视着这棵神奇的树，突然发现有无数双手臂正朝我张开，它是在呼唤我吧？是的，一定是，一种久违的、怦然心动的感觉开始让我坐立不安。

（三）加入废热回收利用装置。现代船舶设计建设还应该遵循“绿色发展观”，换言之，应该对可以再次循环利用的东西进行回收再利用。所以可以将废热回收利用装置给加进来。结合船舶的工作情况我们可以知道，整个船舶燃料总发热量的一半左右都是被柴油机的废气以及冷却介质给带走了。那么要想极力提高动力装置的经济效果，就应该对这一部分废热的能量作一个充分地、全面地利用。对此，结合具体的情况，就可以关注废气涡轮增压机、废气涡轮发动机等等，将它们给充分地利用，最终落实节能措施。

（四）以无污染和轻质材料来制作船体。上文已经提到，在设计建造的时候，还应该遵循“绿色发展观”。因此，关于船体的设计就可以使用无污染的、轻质的材料来制作。这些材料的使用其实是与整个时代的主旋律相契合的，随着时代的不断发展，出现了各种各样新型的材料。其中无污染的、轻质的材料也受到了各种重工业的欢迎，那么也可以将其运用于船舶的制造中。比如，可以将铝和热塑性塑料合成的材料替换传统船舶中的碳钢材料。与这种传统的碳钢材料相比，铝和热塑性塑料合成的材料其实有着更更高的抗拉强度，所以它在后期的工作与维护中，并不需要太多的维护费用。并且它还有着轻盈性的特征，重量不大，有着很好的耐疲劳性，这也是它可以进行循环使用的原因。这种材料的使用，其实可以大大地提高船舶运输的效率。而材料的使用最终也将使得油耗量得到有效地降低。而且因为遵循了绿色发展观，使得它在船舶的制造或者船舶的拆解过程中，也不会造成严重的污染，真正意义上地做到了“节能减排”工作。

二、现代船舶航运惯例中的节能措施

（一）降低船体的粗糙度。在船舶刚刚建造起来的时候，是需要对船体的粗糙度进行降低的。如果粗糙度过大，势必会造成船舶航运中的能量消耗。因此，在降低粗糙度的时候，就应该合理地选择涂料系统。要借助涂料系统的科学选择来保护油漆施工的质量。所以在这一过程中，就应该注重船壳水下部分的阴极保护，对此，就可以充分使用打砂工序，落实船壳的保护。此外，船舶在长期的运行过程中，它们会因为各种各样的因素影响，也会增加船壳的粗糙度。比如会受到海水的腐蚀、会受到海洋水生物的附着等等。它们的影响会增加船壳的粗糙度，最终也将影响船舶航行时的阻力。那么在这种情况下，就可以充分利用电解装置，对海水进行分解，灭杀海洋生物，减少阻力。而每一只船舶也应该定期得到清洗和涂层，最大程度地减少它们船体的粗糙度。

境外项目报价与国内类似项目报价模式存在较大差异，境外项目大多数依据国际通用合同条款开展报价，设计咨询企业长期以来项目因成本核算模式的缺失，为境外项目投标报价所能提供的参考数据有限。

（二）柴油机中采用经济转速。结合与柴油机工作的具体实验我们可以知道，柴油机在运行过程中，他们其实会呈现出负荷特性曲线。当它们的工作状态接近全负荷的时候，它们也将拥有最低的燃油消耗率。因此，在这一过程中，不管是增大负荷量还是减小负荷量，都会增大耗油率。所以从这一方面我们就应该结合经济性、动力性等因素作全面的、充分的考虑，要确定柴油机额定功率的经济负荷范围，最后得出结论：额定功率的百分之九十是最佳的负荷。由此，在柴油机运行的过程中，就一定要保证柴油机要达到百分之九十的额定功率。如果柴油机的负荷比额定功率大的话，就需要及时控制船舶运行的时间，也可以采取相关的策略与措施来降低负荷。如果它只有较小的一个负荷量，那么就可以对转速进行降低，然后保证其能够达到一个经济负荷的范围，那么以此形成的燃油消耗也将处于一个平衡值，达到了有效节约的作用。

（三）选择最佳的航线。要想真正地实现船舶航运管理中的节能措施，就一定要注重最佳航线的选择。可以说，这是一项十分重要的、也是最有效的措施。因为任何降低能耗量设计建造和航运管理的措施都会产生一定的成本，而航线的选择所产生的成本基本为零。而以往的航线选择基本上都是由船长结合自身的经验，考量天气情况来确定的，这样就有极大的主观因素影响，自然也会出现一些误差。所以在科学技术日益发达的今天，我们就可以充分使用卫星遥感技术来确定航海天气，利用电子导航仪来确定最佳航线的正确性，避免偏航。在这一过程中，船舶航行的路线还应该向陆上的专家指挥系统作相关报告，比如该船的航行任务、该船的性能、船航行的速度、船吃水的深度等等。那么陆上的专家指挥系统则可以结合他们给出的报告为他们指出最佳的航海路线，这样就能够保证航线运行的最佳效率。而这样的航线是既省时又安全的，它能够最大限度地降低能耗率，保证节能措施的落实。

（四）推广使用节能降耗的燃润料添加剂。结合具体的船舶航运管理现状调查研究可以发现，很多船舶使用的都是劣质油，进而最大程度地降低燃油的费用。而这种劣质油的使用也会让船舶的后续折损率受到影响。因此，为了减少这种影响，就会使用相应的添加剂。添加剂的使用会让主机结碳问题得到减少，以此也能够改善船舶的磨损情况，而这样也能让燃油的消耗率达到最低。基于此，在船舶的航运管理中我们就应该注重燃润料添加剂的合理选择。在市面上虽然有一些性能好的燃润料添加剂，但是它所需支付的成本是比较高的。因此，就可以选择国内一些性价比高的添加剂，借助其来落实节能降耗的目的。此外，还可以充分使用互联网信息技术，用来提高船舶的负载率，将其用来更好的信息共享与信息交流，整体提升船舶的负载率，落实节能措施。

三、结语：

综上所述，针对船舶进行节能是当今社会发展中比较重要的一项措施与工程，特别是在资源日趋紧张的情况下，更应该注重船舶节能问题的解决与落实。因此，相关人员就应该从设计建造和航运管理等两个方面着手实施，分别采取对应的策略与措施，然后降低能源的损耗量，不断促进整个航运获得更好、更快的发展。并且在后续的设计建造与航运管理过程中，也应该尽可能地作创新与优化，节能工作不应该止步不前，而是要不断的更新与优化，这样才能推进我国航海运输业的发展。