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近年来,长航重工长江船舶设计院全面启动对高效、绿色环保船的研发并取得初步成果。研发的双燃料推进和太阳能利用等清洁能源在船舶领域的运用不仅填补国内空白,也为推进船舶运力结构的换代升级,淘汰高耗能落后船舶,打造绿色船舶,进一步提高节能减排水平作出了有益的贡献。
绿色革命势在必行
据国际邮轮船东协会研究报告显示,航运业每年排放超过12亿吨CO2,约占全球总排量的6%。目前,世界主要航运发达国家和地区日益重视发展安全、环保、节能的“绿色船舶”,倡导“绿色航运”。韩国STX公司从2008年起利用在螺旋桨宽弦叶片领域的技术积累,设计的全新概念叶片将振动和噪音降低到可接受的水平,大幅提高了燃效;2010年三星重工公布了从2015年始建造可减少30%温室气体排放的环保船计划。韩国大学正抓紧研发高压天然气发动机和船舶燃料电池等经济环保技术,其采用的天然气发动机可大幅减少CO2、氮氧化物、氧化硫的排放。日本邮船公司2009年公布全新环保概念货柜船的探索性设计,预计2030年面世。该船主要以液化天然气(LNG)为动力,辅以太阳能电池及风帆推动。欧洲主要目标是到2020年,通过将船用柴油机的燃油消耗降低10%,效率提高60%来大幅减少CO2的排放。
与发达国家相比,我国对绿色船舶的研发相对落后。2011年9月交通部发布了《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》,提出到2015年,水运行业节能减排能力将明显增强,与2005年相比,港口生产单位吞吐量综合能耗下降8%以上,港口生产单位吞吐量二氧化碳排放下降10%以上。《方案》还明确到2015年,我国水运行业节能减排意识进一步增强,管理与运行机制基本建立、政策法规体系、标准规范体系,技术支撑体系和统计监测考核体系基本形成。
为达到既定目标,根据我国内河船舶特点和相关政策要求,中国船级社(CCS)提出了《内河绿色船舶规范》,并将颁布《内河船舶能效设计指数(EEDI)评估指南》和《营运船舶燃料消耗限值及验证方法》,分别对内河绿色船舶的设计、能效计算等作出具体规定,为内河绿色船舶的研发奠定了基础。
面对国际海事组织密集出台的相关新标准、新规范,国内船企纷纷提早准备,积极应对,意欲借“绿色革命”之机打技术牌,抢占先机。长江船舶设计院积极应对,把打造绿色船舶作为落实科学发展观、转变经济发展方式的紧迫而重要的任务。同样,打造绿色船舶,也是中国外运长航集团“新长江战略”的要求。
应对“绿色技术”的挑战
长江船舶设计院积极开展高能效船舶研发,抢抓机遇,以期实现船型升级,积极应对“绿色革命”的挑战。
首先,该院积极研究和推进船舶节能减排新技术的应用。对2000吨级以上的货船大多采用了优化的球鼻艏、双尾船型或双尾鳍船型和节能附体,船舶的快速性得以提高,适航性能更好;通过采用专用软件,对船舶结构进行分析计算,优化结构设计,降低船舶钢材消耗和船舶造价,提高船舶经济性;综合采用油水分离器、尾轴水润滑、设置固体垃圾接收装置、生化法污水处理装置、双底双舷结构形式等技术,防止了船舶对水体的污染。
其次,该院积极开展双燃料推进船舶推进研究。2010年3月,在中国外运长航集团科技部统一部署下,该院与有关单位紧密合作,开展了长江航运船舶柴油-天然气双燃料改造项目“长迅3”号货船改造设计。对长航集团现有船舶进行双燃料改造,使船舶主机具备燃用柴油和液化天然气(LNG)的功能。“长迅3”号货船是重庆长航凤凰货运公司的一条载货量约2500t的干散货船。主机为潍柴生产的X6170ZC型柴油机二台,原船烧 -10﹟~0﹟轻柴油,后改烧重柴油。
长江船院高度重视此项开发工作,成立专项组进行技术攻关,通过对86m货船使用LPG作为主机燃料的改造,研究解决LPG作为内河船舶燃料所应解决的主要技术问题。
在研究工作基础上实施的长航集团86m货船双燃料改造工程于2011年上半年完成,改造后的船舶完全达到了预期目标,填补了双燃料推进系统在长江大型散货船应用的空白,并产生了较好的经济效益和社会效益,为此也奠定了该院在双燃料船型研发方面的行业领先地位。
2011年初,该院为重庆新世纪游轮股份有限公司研发设计的国内首艘全回转舵桨电力推进豪华游轮旅游船–––“世纪神话”和“世纪传奇”号,为突出“更安全、更舒适、更环保”的设计理念,设计人员从船舶整体设计入手,优化主尺度和型线,有效控制振动和噪音,开发电力推进节能技术。
与此同时,在船用专项技术研究上,2011年,该院还组织进行了太阳能在内河船舶的应用研究,其研究成果已在广东石化供油趸船设计中得以应用。这一新型动力设备大大地降低了柴油的消耗。据估算,采用这种设备的船舶比同类船舶二氧化碳排量降低25%左右,发电机组在船舶运行时和停靠时的使用频率也大大降低,使船舶更加节能、环保。
科学规划,乘势而上
今年,长江船舶设计院制定的《“十二五”规划》即将出台,该院将抓住机遇,树立起负责的企业形象,积极主动进行转型升级和转变发展方式,将节能环保的理念贯穿于经营生产管理的各个层次、各个领域、各个方面。
下一步,在院领导统一部署下,他们拟开展如下科技创新:
一是加强船体线型优化和船舶节能附体研究,以减少船舶航行的阻力,提高推进效率,降低船舶在实际航行中能耗为研究目标;
二是以具备双燃料推进系统的船舶为研究目标,对液化天然气(LNG)或液化石油气(LPG)等清洁能源作为船舶燃料的技术方案进行技术、经济性研究;
三是以长航电机厂成功研发的“船舶轴带无刷双馈交流发电系统”为技术平台,对轴带发电机在长江散货船上的应用条件和前景进行研究;
四是以提高船舶推进效率为目标,结合船体尾部影响,对螺旋桨增效节能措施进行研究;对新型高效节能螺旋桨予以工程方案研制与实船验证;
五是以降低船舶Nox、Sox排放为目标,对新型船舶设备在长江散货船上的应用进行研究;对防止船舶污染的相关措施进行研究;
六是以改善船员工作环境为目标,对降低船舶振动、控制船舶噪音的相关技术进行研究。 | |
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