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专家认为，在船舶设计阶段应充分考虑节能减排，控制船舶在使用中造成的污染
在船舶的全生命周期中，设计起着“基因”一般的作用。船舶航行使用什么成分的燃料，航行每海里消耗多少燃料，消耗的燃料有多少被转化为机械能，又排放了哪些污染物，这些问题的答案都藏在设计图纸之中。因此，从理论上来说，设计决定了船舶的物质形态，任何船舶污染都可以在设计阶段进行控制。
船舶设计要充分考虑 节能及降低运营成本
设计师不仅受到某些客观技术手段和工艺水准的制约，而且他们的工作更多的是船东意志的一种具体体现。在上海船舶研究设计院研发部主任周志勇看来，船舶行业有其固有的特殊性——船厂能否接单完全取决于船东的意志，而在设计阶段为船舶加装脱硫塔一类的过滤器或压载水处理装置会直接影响船舶的运力，并增加该型船舶的运营成本。因此在没有外部法律条例因素的情况下，船东的环保意愿很弱。
为了调和这一矛盾，作为设计人员，其本质的途径唯有在不增加船舶建造与运营成本的前提下对船型进行优化，或者设计出更节能的船舶，一方面降低船东单位运营消耗的燃油，另一方面在同等设备和燃料条件下降有害气体和温室气体的排放。从这个角度出发，设计工作将大有可为。
此外，自2016年1月1日开始，排放控制区（ACE）将强制执行Tier Ⅲ标准，在该区域航行的船舶，其氮氧化物的排放将被控制在3.4克·每千瓦时之内，届时必将有大量船舶加装排气再循环系统（EGR）或选择性催化还原装置（SCR）。周志勇指出，作为设计人员，现阶段就应该考虑到船舶改装的可能性，在设计方面做好准备，以最大限度地降低船东改装的成本和阻力。
通过改进设计方法 降低能耗控制污染
周志勇表示，目前，针对船舶在使用环节中的产生的噪音污染和大气污染，他和他的同事们主要通过改进设计方法来进行控制。
首先是噪音污染的问题。受到噪音污染影响的可能是居住在舱室中的人员，也有可能是远洋水生物。由于噪音主要是由机械振动产生，因此这个问题的解决有赖于设备选型和舱室布置。通过设计不同的螺旋桨，选用振动较小的主机，或者优化舱室的布置，使振动源远离居住者，都可以显著降低噪音污染。目前，通过有限元分析等技术手段，噪音控制已经被运用于豪华邮轮的设计工作中。
其次是大气污染问题。造成这一污染的原因主要是船舶主辅机在运作时排放的硫氧化物与氮氧化物，其中硫氧化物来自燃料中的硫元素，而氮氧化物则是空气中的氮气在主辅机高温高压的条件下生成的。因此，如果要控制这两种排放物，最根本的手段是替换船舶使用的燃料——目前已有船东在排放控制区使用低硫燃油，或者以双燃料船舶全面替代现有船舶——天然气在燃烧时仅产生二氧化碳。但是实际使用效果表明，低硫燃油显著增加了船东的运营成本，双燃料船舶的技术则还不够成熟。基于这两个困境，设计阶段如何降低船舶能耗就成为了目前看来最可行最经济的环保方案。
周志勇的经验是，优先考虑船体的推进系统，降低船体对流体的阻力，并为艉部提供更好的进流。为了达到这一目的，其手段可以是设计更好的推进器，或采用节能装置。此外，除了在实验室中模拟的静态下船舶耗能情况，设计人员还应当考虑在实际使用中船舶轻重吃水以及在风浪中的性能，采用参数化的建模方法来优化线型，基于船东提供的运营特质（operation profile），加入实际使用的工况进行加权计算来获得最优值。同时，传统的设计方法也是造成原料与能源浪费的祸首之一。摒弃参照以往设计经验、多留余量的粗放型设计方法，国内的科研院所应当全面建立精细设计的理念，通过建模计算来对主机选型，适当情况下还可考虑“降功率使用”——即在考虑主机机型、船舶能效设计指数（EEDI）、常用工作段的油耗以及推进系统设计方式后精挑细选功率点，以达到既满足航行输出要求，又最大程度降低能耗的目的。
来自中国船舶报
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发表于 2015-4-9 14:51
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