EEDI验证指南
EEDI能效交流解析
框架
(SEEMP、EEOI)
IMO能效要求
操作性措施
技术性措施
(EEDI)
(MBM)
市场机制
EEDI-Energy Efficiency Design Index 船舶能效设计指数:是表征船舶在设计和建造阶段船舶固有的CO2排放 水平的一个衡量工具; SEEMP-Ship Energy Efficiency Management Plan 船舶能效管理计划:是船舶营运过程中用于改进船舶营运能效的一种管 理文件。 EEOI-Energy Efficiency Operational Indicator 船舶能效营运指标:是用于监测船舶营运能效的一种工具,是衡量 SEEMP实施效果的主要监测工具。所谓船舶能效运营指标,就是单位运 输作业所排放的CO2的量,亦即通过消耗燃油排放的CO2 与货物周转量 的比值。EEOI应按照MEPC.1/Circ.683通函指南进行计算,EEOI滚动平 均数是监测船舶能效的重要工具。 船舶EEDI指数是衡量新造船或主管机关认定的重大改装的新船或现有船能效技 术水平的一个重要指标,SEEMP是促进船舶营运能效管理水平的一个重要实 施文件。船舶能效要求被纳入到MARPOL附则VI框架下,与防止空气污染要求 既有一定的联系,又相对独立。
关键词
(1)EEDI(Energy Efficiency Design Index):能效设计指数;
(2)SEEMP(Ship Energy Efficiency Management Plan):船舶能效管理计划; (3)Attained EEDI:是指单一船舶实际达到的EEDI值; (4)Required EEDI:是指特定船舶类型和尺度所允许最大Attained EEDI值; (5)船舶基准线值(Reference line value),简称RLV。
船舶能效设计指数和能效营运指数介绍及
摘要:控制CO2排放一直是航运界关注的焦点,国际海事组织(IMO)海洋环境保护委员会第62次会议以MARPOL公约附则VI 修正案的方式通过了具有强制实施效力的全球温室气体减排规定。
对船舶能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)进行分析和研究,并对可采取的减少CO2排放措施进行探讨。
关键词:船舶,CO2排放,能效设计指数,能效营运指数现代工业发展对人类生存环境的影响日益严重,其中很严重的问题之一就是化石燃料的广泛使用产生了大量的CO2。
目前,CO2被认为是最主要的人为温室气体。
温室气体在大气层中聚集从而形成了很严重的温室效应,给人类的生存环境造成了巨大的威胁。
为了全人类的共同利益,必须在全球范围内对CO2排放进行控制。
一、CO2排放和温室效应近年来,温室气体排放问题引起世界范围的广泛关注。
温室气体是指大气中能够吸收热和反射红外线的一类气体。
地球上温室气体很多,诸如水蒸气、 CO2、甲烷、氮氧化物、臭氧以及氟氯化碳等都属于温室气体,并且很难界定各种温室气体对于热辐射的吸收和反射作用。
为什么目前科学界确认的温室气体只有CO2,并将全球变暖的主要原因归咎于CO2呢?碳是形成生命的最重要的元素。
千万年来,地球表面上的山川、海洋、大气、生物的各种运动不断产生和吸收着CO2,并且以它自己的方式在山川、海洋、大气、生物中进行循环,碳的总量基本上是平衡的。
人类进入工业社会以来,由于大量使用化石燃料,如煤炭、石油等,将原来固定在地壳深处的碳挖掘出来,通过燃烧使得大量CO2排放到大气中,而目前生态环境的破坏导致植被减少,使植物吸收CO2的能力也大为减弱,地表的碳平衡被严重破坏。
大气中CO2含量的增加导致了严重的温室效应,使气候变暖,冰川融化,海平面上升,给全球经济造成巨大的损失。
事实上,更严重的问题是由于全球气候变暖导致冰川融化,会将原来被冰川吸收的另外一种温室气体——甲烷也释放出来,形成一种无法控制的正反馈效应,将会给整个人类造成灭顶之灾,这才是目前在全世界范围内努力控制CO2排放的真正原因。
数字化船舶EEDI验证方法
第33卷第10期中国机械工程V o l .33㊀N o .102022年5月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p.1189G1194数字化船舶E E D I 验证方法王志芳1㊀阳子轩2㊀陈庆任11.中国船级社武汉规范研究所,武汉,4300222.湖北大学知行学院计算机与信息工程学院,武汉,430011摘要:为提高我国内河船舶能效设计指数(E E D I)预报精度和速度,促进内河船舶能效评估的推进及能效水平的提升,研发了内河船舶E E D I 数字化验证评估系统.收集典型内河船舶船模水池试验数据样本并将其分为两部分,利用其中一部分对艾尔法阻力评估计算方法进行分析和改进,在此基础上提出了适用于方形系数大的宽扁型内河双机双桨船舶阻力曲线估算和有效功率计算的改进艾尔法,利用另一部分样本对改进的艾尔法进行验证,结果表明修正版艾尔法比原方法的预报误差从9.4%降至3.4%.基于所提方法对收集的32艘实船航速数据进行测试验证,结果表明该方法预报精度高,平均误差仅2.678%,远低于船东可接受的5%的误差.最后开发了船舶E E D I 数字化验证软件,以满足内河船舶E E D I 经济㊁快速验证的需要,促进内河船舶绿色高效发展.关键词:船舶工程;能效设计指数;艾尔法;阻力预报;航速预报;数字化验证中图分类号:U 664.81D O I :10.3969/j .i s s n .1004 132X.2022.10.007开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):D i g i t a lV e r i f i c a t i o n M e t h o do f S h i p EE D I WA N GZ h i f a n g 1㊀Y A N GZ i x u a n 2㊀C H E N Q i n gr e n 11.C h i n aC l a s s i f i c a t i o nS o c i e t y W uh a nR u l e s &R e s e a r c h I n s t i t u t e ,W u h a n ,4300222.C o l l e g e o fC o m p u t e r a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g ,Z h i x i n g C o l l e g e o fH u b e iU n i v e r s i t y,W u h a n ,430011A b s t r a c t :I no r d e r t o p r o m o t e t h e i m p l e m e n t a t i o no f t h eE E D I o f i n l a n dw a t e r w a y s h i ps a n d t h e i m p r o v e m e n t o fE E D I l e v e l ,a f a s t ,e f f i c i e n t ,a n d a c c u r a t e d i g i t a l f o r e c a s t i n g me t h o df o rE E D I o f i n Gl a n dw a t e r w a y s h i p s n e e d e d t o b e d e v e l o p e d .T h e p a p e r c o l l e c t e d a l a rg e n u m b e r o f t a n k t e s t d a t a s a m Gp l e s a b o u t i n l a n dw a t e r w a y shi p s a n d d i v i d e d t h e mi n t o t w o p a r t s .O n e p a r t s a m pl e sw e r e u s e d t o a n a Gl y z e a n di m p r o v et h e A yr e m e t h o dr e s i s t a n c ee v a l u a t i o na n dc a l c u l a t i o n m e t h o d ,b a s e do nt h er e Gs e a r c h ,a n i m p r o v e dA y r em e t h o dw a s p r o po s e d ,w h i c hw a s s u i t a b l e f o r t h e r e s i s t a n c e c u r v e e s t i m a Gt i o na n d e f f e c t i v e p o w e r c a l c u l a t i o n o f t h ew i d e a n d f l a t i n l a n dw a t e r w a y s h i p sw i t h t w i n Ge n g i n e d o u b Gl e Gp r o p e l l e r a n d l a r g e s q u a r e c o e f f i c i e n t .T h e o t h e r p a r t s a m p l e sw e r e u s e d t o v e r i f y t h e i m p r o v e dA yr e m e t h o d ,a n d t h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e r e v i s e dA y r em e t h o dh a s am u c hm o r e l o w e r f o r e c a s t i n g er r o r s t h a n t h a t o f t h e o r i g i n a l v e r s i o n f r o m9.4%t o 3.4%,a n d t h e n t h e s h i p s p e e d f o r e c a s t i n g me t h o dw a s p r o p o s e d .T h r o u g h t e s t i n g a n dv e r if i c a t i o no f t h e c o l l e c t e d32r e a l s h i p s pe e d s ,t h e r e s u l t s s h o wt h a t t h em e t h o d h a s h i g h p r e d i c t i o n a c c u r a c y w i t h a n a v e r a g e e r r o r of o n l y 2.678%,w h i c h i s f a r l o w e r t h a n t h e 5%e r r o r a c c e p t e db y t h e s h i p o w n e r .F i n a l l y ,E E D I d i g i t a l v e r i f i c a t i o n s o f t w a r ew a s d e v e l o pe d t o m e e t t h en e e d s of e c o n o m i c a n d r a pi dv e r i f i c a t i o no f E E D I ,a n d p r o m o t e t h e g r e e n a n d e f f i c i e n t d e v e l Go p m e n t o f i n l a n dw a t e r w a y s h i ps .K e y wo r d s :s h i p e n g i n e e r i n g ;e n e r g y e f f i c i e n c y d e s i g ni n d e x (E E D I );A y r e m e t h o d ;r e s i s t a n c e f o r e c a s t ;s p e e d f o r e c a s t ;d i gi t a l v e r i f i c a t i o n 收稿日期:202109100㊀引言船舶能效设计指数(e n e r g y e f f i c i e n c y d e s i g n i n d e x ,E E D I )是衡量船舶单位距离内运输单位质量货物C O 2排放量的指标.国际海事组织(i n t e r Gn a t i o n a lm a r i t i m eo r ga n i z a t i o n ,I MO )在2011年7月召开的M E P C 62会议上以M E P C .203(62)决议通过了MA R P O L 附则Ⅵ修正案,引入船舶能效规定,使E E D I 的相关要求成为强制性要求,该修正案于2013年1月1日生效实施[1].为降低我国船舶C O 2排放量,提高船舶能效水平,2012年交通运输部发布了13号令«内河运输船舶标准船型指标体系»,其中C O 2排放指数是强制性指标,规定2012年7月1日后建造的新船必须满足C O 2排放指数限值的要求.中国船级社自20139811 Copyright ©博看网. All Rights Reserved.年开始制定并发布了«内河绿色船舶规范»(2013/2018/2020版),对航行在中国内河水域㊁400总吨及以上的干散货船㊁集装箱船㊁液货船㊁客船㊁客滚船及滚装船提出了E E D I的要求,其中规定船舶需进行E E D I前期验证和最终验证,在设计阶段需要进行水池试验等前期验证,在最终验证阶段需要进行实船测试[2].由于内河航运附加值低㊁内河船舶设计费用少,在设计阶段进行船模水池试验的船舶很少,故前期验证很难实施.另外,内河航道适应大型船舶试验的顺直深水航道不多,实船测试工况大多为空载工况,测试环境条件和实船工况都受到很大的限制.在没有船模水池试验的情况下,最终验证需要采取满载工况实船测试的方式,在现实中也很难实施[3].上述难题导致2012年以来内河绿色船舶发展缓慢,E E D I指标难以得到有效落实.因此,利用现代数字化技术建立内河船舶快速准确的E E D I数字化验证方法非常有必要,以解决E E D I验证的船模试验成本高㊁实船测试要求高,测试环境受限等重要问题,快速方便地实现对我国内河船舶E E D I的评估验证,提升我国内河船舶能效水平.1㊀E E D I计算方法E E D I的内在含义是指,根据船舶在最大装载量时以一定航速航行船舶所需推进动力以及船舶所需相关辅机功率消耗的燃油来估算C O2的排放量.E E D I值越大,表明船舶单位距离运输单位质量货物排放的C O2量越大㊁能耗越高.E E D I值计算公式如下[4]:I E E D=[f jðn ME i=1P ME(i)(S Y ME(i)C F ME(i)+S QME(i)C F ME(i))+ðn A E i=1P A E(i)(S Y A E(i)C F A E(i)+S Q A E(i)C F A E(i))-ðn e f f i=1f e f f(i)P e f f(i)S ME(i)C F ME(i)-ðn e f f i=1f e f f(i)P A E e f f(i)S A E C F A E]/(f i f c C v r e f)(1)式中,n M E㊁n A E分别为主机㊁辅机台数;P M E㊁P A E分别为主机75%额定功率和辅机50%标定功率值,k W;S Y M E(i)㊁S QM E(i)分别为与P M E相对应的燃油㊁气体消耗率;S Y A E(i)㊁S Q A E(i)分别为与P A E(i)相对应的燃油㊁气体消耗率;S M E(t)为主机燃料消耗率;C F M E(i)为主机燃料碳转化系数;C F A E 为燃料的C O2转化系数;n e f f㊁f e f f(i)㊁P e f f(i)㊁P A E e f f(i)为能效技术的相关参数;v r e f为在无风无浪的平静水域,船舶在满载工况及主机按75%额定功率推进的情况下在深水中的航速,k n;C为载运能力;f j㊁f i㊁f c为与船型有关的修正系数[5G6].根据«内河绿色船舶规范»2020版中对E E D I 的验证要求,与E E D I计算结果息息相关的主辅机台数㊁主辅机功率㊁载运能力C的取值均依据船舶设计图纸,燃油/气体消耗率均来自发动机厂家提供的发动机排放测试文件或证书,只有船舶航速v r e f需要通过船模实验及实船测试来确定,为此只需确定船舶航速v r e f的准确预报即可完成对船舶E E D I计算和评估验证[7G8].2㊀基于改进艾尔法的船舶有效功率计算艾尔(A y r e)在分析大量船模和实船实验结果的基础上绘制了用于阻力计算的曲线图表,其适用范围较广[9],一般对中㊁低速船比较适用,但对于近代高速船和大型丰满船型,此法可能偏差较大[10].由于受内河航道水深限制,内河船舶大多是浅吃水的宽扁船型,方形系数较大且为双机双桨,为此需根据内河船型特点对艾尔法阻力计算方法进行改进,以便较准确地预报内河船舶阻力曲线.2.1㊀艾尔法的基本思想艾尔法首先针对标准船型直接估算有效功率,然后根据设计船与标准船型之间的差异逐一修正,最后得到设计船的有效功率值[11G12].艾尔法标准船型的相应参数如下:(1)标准方形系数C b c的计算公式为C b c=1.08-1.68F r㊀㊀单桨船1.09-1.68F r㊀㊀双桨船{(2)式中,F r为傅汝德数.(2)标准宽度吃水比B/T=2.0.(3)标准水线长L w l=1.025L b p,L b p为垂线间长.(4)标准浮心纵向位置x c由标准方形系数C b c及x c对应表获取.2.2㊀艾尔法计算阻力步骤艾尔法计算阻力的步骤[13]如下.(1)由设计船舶的F r和v/L w l及L w l/Δ1/3值查图谱得到对应标准船型的方形系数C0值,其中,Δ为排水量,v为船舶航速.(2)根据F r和v/L w l查表得到对应标准船型的方形系数C b c的纵向浮心位置x c.(3)对实船进行修正.与标准船型做比较,做出以下4项修正[14]:①方形系数C b的修正.若设计船方形系数C b小于或大于标准船型的方形系数C b c,则对标准船型的C0值增加或减小一个修正值Δ1:0911中国机械工程第33卷第10期2022年5月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.Δ1=-3C b C 0C b -C b cC b c㊀㊀C b >C b cC 0K b c ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀C b <C b c{(3)其中,C 0所增加的百分比K b c 通过查实际C b 较小时对C 0所增加的百分比K b c 表得到.经方形系数修正后的系数C 1=C 0+Δ1.②修正宽度吃水比B /T :Δ2=-10C b (B /T -2)C 1(4)C 2=C 1+Δ2=C 0+Δ1+Δ2(5)㊀㊀③浮心纵向位置x c 的修正:若设计船的浮心纵向位置不在标准位置,则对系数C 2减少一个修正量Δ3.为了确定Δ3,应先算出(Δ3)0:(Δ3)0=C 2K x c(6)㊀㊀K x c 通过查实际x c 位置在标准x c 位置之前时对C 2应减少的百分比K x c 表得到.当Δ1>0时,Δ3=-(Δ3)0;当Δ1<0且|(Δ3)0|ɤΔ3时,Δ3=0;当Δ1<0且|(Δ3)0|>Δ1时,Δ3=-|(Δ3)0|-Δ1.则有C 3=C 2+Δ3=C 0+Δ1+Δ2+Δ3(7)㊀㊀④水线长度的修正:Δ4=L S -1.025L b p 1.025L b pC 3(8)式中,L S 为船舶水线长度.C 4=C 3+Δ4=C 0+Δ1+Δ2+Δ3+Δ4(9)㊀㊀实际设计船的有效功率为P e =0.735Δ0.64v 3s /C 4(10)式中,v s 为实船航速.2.3㊀基于艾尔法的改进分析共收集内河货船船模试验资料59艘,其中29艘用于统计分析,其余30艘用于验证分析,以确保统计分析的有效性.(1)基于艾尔法的阻力估算.选取用于统计分析的29艘船舶共168个计算速度点,进行艾尔法阻力估算,将计算结果与船舶试验数据进行比较分析,以此为基础进行改进分析;经计算统计分析得到29艘船舶有效功率的艾尔法计算值与试验值之间的绝对误差ε平均值为11.2%.(2)基于改进艾尔法的阻力评估分析.由上述三个步骤对29艘船舶共168个计算点的Δ1~Δ4四个修正值的统计分析可知:关于x c ㊁L w l 的修正量Δ3㊁Δ4较小,对结果影响不大,而关于C b ㊁B /T 的修正量Δ1㊁Δ2对结果影响很大.故艾尔法更适用于内河船阻力评估的改进研究中,只需对C b 与B /T 的修正方法进行改进.通过多种修正方案的计算,比较其估算误差,最终确定修正系数如下:①当F r 较大时,标准方形系数C b c 与C b 之差较大,使得C b 的修正量过大,从而影响了计算精度.当C b >C b c 时,艾尔法的修正系数K b c =-300C b (C b -C b c )/C b c ,对此,将其修正为:当K b c <-10时,K b c =-10.②艾尔法的标准船型B /T =2,原修正方法为-0.1C b D 20C 1,其中,D 20=B /T -2.将D 20修正为D 20=B /T -2㊀㊀B /T <32B /T -5㊀B /T >34㊀㊀㊀㊀㊀D 20>4{(11)㊀㊀对其余30艘船舶分别利用原版艾尔法和改进艾尔法对其进行有效功率估算,对比分析结果见表1.可知,原版艾尔法中误差小于5%的计算点只占27%,而改进艾尔法对应值则达到67%;原版误差平均值为9.4%,而改进艾尔法对应值为3.4%.由此可知,改进艾尔法的计算精度更高.表1㊀其余30艘船舶试验数据计算结果统计T a b .1㊀T h e c a l c u l a t i o n r e s u l t s o f t h e t e s t d a t a o f t h er e m a i n i n g 30s h i ps C bB /T 计算速度点ε<5%(个数/比例)ε平均值(%)原版艾尔法修正艾尔法0.727~0.8512.42~6.017146/27%9.4114/67%3.43㊀基于改进艾尔法的航速预报方法船舶航速的预报涉及船舶有效功率㊁主机功率㊁传递效率㊁推进因子㊁螺旋桨推进功率等众多参数[15].对于船舶有效功率,选用改进艾尔法.对于推进因子,通过船模试验资料的对比分析后选用适合于内河船舶的推进因子估算公式.在螺旋桨的计算方面,由于内河船舶的螺旋桨大多为图谱桨,故可利用相应的图谱回归公式计算螺旋桨的推力系数K t ㊁扭矩系数K q [16],进而计算其有效推进功率.通过船舶有效功率和螺旋桨有效推进功率进行匹配确定船舶航速[17].航速预报方法的研究路线图见图1.图1㊀航速数字化预报方法研究路线F i g .1㊀S t u d y r o u t e o f s h i p s p e e dd i gi t a l f o r e c a s tm e t h o d1911 数字化船舶E E D I 验证方法王志芳㊀阳子轩㊀陈庆任Copyright ©博看网. All Rights Reserved.3.1㊀螺旋桨推进功率的计算内河货船螺旋桨基本采用图谱桨,包括MA U 型桨和B 型桨,因此本软件采用MA U 型桨和B 型桨的推力系数K t ㊁扭矩系数K q 的图谱回归公式来计算螺旋桨推进性能[18G19].MA U 型桨的K t ㊁10K q 为螺距比㊁进速系数及盘面积比的函数,计算公式为㊀K t =ðn 1i =0ðn 2j =0ðn 3k =0A ij k (P /D )i (J )j (A E /A 0)k (12)10K q =ðn 1i =0ðn 2j =0ðn 3k =0Bi jk (P /D )i (J )j (A E /A 0)k (13)式中,A i j k 为与i ㊁j ㊁k 有关的回归系数;P 为螺旋浆面螺距;D 为螺旋浆直径;J 为进速系数;A E 为螺旋浆各叶伸张轮廓所包含面积之和;A 0为螺旋桨盘面积.B 型桨的K t ㊁10K q 为螺距比㊁进速系数㊁盘面积比及桨叶数的函数,计算公式为[20]K t =ð39i =1C s t u zJ s(P /D )t(A E /A 0)uZ vK q =ð47i =1C s t u z J s (P /D )t (AE /A 00)u Z v üþýïïïï(14)式中,C s t u z 为与s ㊁t ㊁u ㊁v 有关的回归系数;Z 为螺旋桨桨叶数.3.2㊀航速预报计算利用改进的艾尔法求得船舶有效功率曲线,利用图谱回归公式求得不同主机转速(n 1㊁n 2㊁n 3等)下螺旋桨有效推功率和对应的主机功率,进行船舶航行特性计算,得到给定工况下的航速,如图2所示.图2㊀船桨匹配示意图F i g .2㊀P a d d l em a t c h i n gs c h e m a t i c 3.3㊀航速预报结果的验证采用本文航速预报方法对收集的32艘实船航速试验测试结果进行验证(表2)可知:93%以上的样本的误差均在5%以内,平均误差为2.678%,证明了本文方法在内河船舶航速预报上的有效性和可靠性.4㊀船舶E E D I 数字化验证软件鉴于内河船舶进行船模试验和实船试验受到经济条件及环境条件的限制,基于V i s u a l C ++表2㊀航速验证结果分析T a b .2㊀A n a l y s i s o f s h i p s s pe e d v e r if i c a t i o n r e s u l t s 编号实船航速(k m /h )预报航速(k m /h )相对误差(%)117.017.492.90218.017.18-4.56318.017.56-2.42418.017.28-3.98517.516.63-4.96618.017.52-2.69718.519.123.37818.017.03-5.37918.919.462.941018.018.744.141118.018.211.141216.016.392.431318.918.51-2.061419.520.284.281521.121.511.961620.019.67-1.671720.018.95-5.251821.019.48-7.221917.517.04-2.622022.222.461.072118.017.93-0.372218.018.452.492318.318.330.252419.419.611.102517.017.382.232618.519.23.812718.018.643.553818.018.030.193918.017.96-0.213018.017.8-1.093119.619.91.723220.921.21.69开发平台,将本文提出的基于改进艾尔法的阻力估算㊁螺旋桨设计及推进性能计算㊁机桨工况匹配㊁航速预报㊁能效评估等各种独立功能的程序集成在一起,开发了船舶E E D I 数字化验证软件,该软件系统主要由参数输入模块㊁计算模块㊁结果输出模块三个模块组成.4.1㊀输入模块输入模块主要由三个页面组成: 基本信息 页面㊁ 主机辅机 页面㊁ 螺旋桨及其他 页面,如图3所示.4.2㊀计算模块如图4所示,计算模块嵌套调用多个子函数,2911 中国机械工程第33卷第10期2022年5月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图3㊀输入模块页面F i g .3㊀I n p u tm o d u l e p a ge 图4㊀计算模块页面F i g .4㊀C a l c u l a t i o nm o d u l e p a ge 其中包括船舶有效功率计算㊁螺旋桨K t 与K q 计算㊁航速计算㊁E E D I 基线值计算㊁A t t a i n e dE E D I 值计算等多个子函数.4.3㊀结果显示模块计算完成之后,在标题栏上点击 查看结果 ,可查看E E D I 计算结果,如图5所示.通过启动该软件,输入必要的参数和数据,点击相应的计算类别后,E E D I 数字化验证软件计算结果输出模块即可方便快捷地给出精确度相对较高㊁可满足实际需要的船舶E E D I 预报结果,为内河船舶智能㊁高效㊁经济地评估船舶E E D I 提供了强有力的技术手段.图5㊀计算结果效果F i g.5㊀C a l c u l a t i o n r e s u l t s 5㊀结论(1)本文基于艾尔法阻力估算及有效功率计算方法,基于收集的内河船舶水池试验数据,提出了改进的艾尔法,对船舶阻力进行评估和有效功率计算,结果表明,改进艾尔法可有效适用于内河船舶.(2)通过采用改进艾尔法计算的有效功率,以及主机功率㊁传递效率㊁推进因子㊁螺旋桨推进功率等参数进行了船舶航速预报,经过实船航速测试数据验证分析可知预报结果平均误差较小,在可接受范围内.(3)开发了内河船舶E E D I 数字化预报验证软件,可对船舶E E D I 计算进行快速㊁准确的预报,降低船东费用,促进内河船舶绿色高效发展.参考文献:[1]㊀杨世知,范强,周逸民.船舶能效设计指数解读及温室气体减排措施分析[J ].船海工程,2012,41(6):1G5.Y A N GS h i z h i ,F A N Q i a n g,Z HO U Y i m i n .C a l c u Gl a t i o n o f E E D I f o rN e wS h i p a n dR e d u c t i o nM e t h o d s a b o u tG H G [J ].S h i p a n dO c e a nE n g i n e e r i n g,2012,41(6):1G5.[2]㊀L A N X i a n g a n g,Z U O X i a o d e ,T A N GX i a .T h e I m Gpa c t o fD i f f e r e n tC a rb o nE m i s s i o nP o l ic i e so nL i n e r S h i p p i n g [J ].J o u r n a lo f M a r i n e S c i e n c e s ,2020,2020:8956045G1G12.[3]㊀S HA R M I N A M ,M C G L A D E C ,G I L B E R T P ,e t a l .G l o b a lE n e r g y S c e n a r i o sa n d T h e i rI m pl i c a Gt i o n s f o rF u t u r eS h i p p e dT r a d e [J ].M a r i n eP o l i c y ,2017,84(1):12G21.[4]㊀余建伟,尹逊滨.E E D I 对总体设计的影响[J ].船舶工程,2013,35(S 2):134G136.Y U J i a n w e i ,Y I N X u n b i n .I n f l u e n c eo f E E D Io n G e n e r a lD e s i g n [J ].S h i p E n g i n e e r i n g ,2013,35(S 2):134G136.[5]㊀胡琼,陈天宇,徐杰,等.实船试航中不同流修正方法的对比分析[J ].中国造船,2017,58(4):56G64.HU Q i o n g ,C H E NT i a n y u ,X UJ i e ,e t a l .C o m pa r Gi s o nA n a l y s i s o fD i f f e r e n tC u r r e n tC o r r e c t i o n M e t h Go d s o fT r i a l S p e e d [J ].S h i pb u i l d i n g of C h i n a ,2017,58(4):56G64.[6]㊀尹奇志,丁卓然,周新聪,等.内河船舶E E D I 测试影响因素研究[J ].交通信息与全,2018,36(4):120G125.Y I N Q i z h i ,D I N GZ h u o r a n ,Z HO U X i n c o n g ,e t a l .AS t u d y o n I n f l u e n c i n g Fa c t o r s o f E E D I T e s t f o r I n Gl a n dR i v e r S h i p s [J ].J o u r n a l o fT r a n s p o r t I n f o r m a Gt i o na n dS a f e t y,2018,36(4):120G125.[7]㊀杨佑宗,陈豪.实船航速预报技术研究[J ].中国造船,2000,41(1):1G10.Y A N G Y o u z o n g ,C H E N H a o .R e s e a r c ho n T e c h Gn i q u e o fS h i p S p e e dP r e d i c t i o n [J ].S h i p b u i l d i n g of C h i n a ,2000,41(1):1G10.[8]㊀徐洪祥,杨晶淳,隋鸿飞.E E D I 航速的测定[J ].科技创新与应用,2016(6):18G19.3911 数字化船舶E E D I 验证方法王志芳㊀阳子轩㊀陈庆任Copyright ©博看网. All Rights Reserved.X U H o n g x i a n g,Y A N G J i n g c h u n,S U I H o n g f e i.D e t e r m i n a t i o no f t h eS p e e d i nE E D IT e s t[J].I n n oGv a t i o na n dA p p l i c a t i o n,2016(6):18G19.[9]㊀HO U Y H.H u l lF o r m U n c e r t a i n t y O p t i m i z a t i o nD e s i g n f o rM i n i m u mE E O Iw i t h I n f l u e n c e o fD i f f e rGe n t S p e e dP e r t u r b a t i o nT y p e s[J].O c e a nE n g i n e e rGi n g,2017,140:66G72.[10]㊀高景,赵丙乾.长江1000车滚装船E E D I验证分析[J].船海工程,2019,48(6):31G35.G A OJ i n g,Z HA OB i n g q i a n.A n a l y s i s a n dV e r i f i c aGt i o n o fE E D I f o r t h e1000U n i t sP u r eC a rC a r r i e r[J].S h i p a n dO c e a nE n g i n e e r i n g,2019,48(6):31G35.[11]㊀C O R A D D U A,O N E T OL,B A L D I F,e t a l.V e sGs e l sF u e l C o n s u m p t i o nF o r e c a s t a n dT r i m O p t i m iGs a t i o n:aD a t aA n a l y t i c sP e r s p e c t i v e[J].O c e a nE nGg i n e e r i n g,2017,130:351G370.[12]㊀魏应三,王永生.船舶航速优化原理研究[J].中国造船,2008,49(S1):75G82.W E I Y i n g s a n,WA N G Y o n g s h e n g.R e s e a r c h o nO p t i m i z a t i o n P r i n c i p a lo f S h i p S p e e d[J].S h i pB u i l d i n g o fC h i n a,2008,49(S1):75G82.[13]㊀李铮,潘晓萌.船舶航速优化算法研究[J].舰船科学技术,2016,38(6A):7G9.L I Z h e n g,P A N X i a o m e n g.R e s e a r c ho nO p t i m i z aGt i o nA l g o r i t h mo f S h i p S p e e d[J].S h i p S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2016,38(6A):7G9.[14]㊀Z HA N GB a o j i.O p t i m i z a t i o nL i n e s o f t h eF u l lH u l l U s i n g t h eR e s i s t a n c e i nS t i l lW a t e r a n dA d d e dR eGs i s t a n c e i n W a v e s[J].H u a z h o n g U n i v e r s i t y o f S c iGe n c e&T e c h n o l o g y(N a t i o n a lS c i e n c e E d i t i o n),2011,39(10):32G35.[15]㊀刘桂杰,郭春雨,李茂华,等.船舶阻力图谱计算与模型试验结果比较分析[J].中国舰船研究,2014,9(3):38G42.L I U G u i j i e,G U O C h u n y u,L I M a o h u a,e t a l.A n a l y s i sa n d C o m p a r i s o no f M o d e lT r i a lR e s u l t sa n dS h i p R e s i s t a n c eA t l a sC a l c u l a t i o n[J].C h i n e s eJ o u r n a l o f S h i p R e s e a r c h,2014,9(3):38G42.[16]㊀D U A N W e n y a n g,L I C h u a n q i n g.E s t i m a t i o n o fA d d e d R e s i s t a n c ef o rL a r g eB l u n tS h i p i n W a v e s[J].J o u r n a lo f M a r i n eS c i e n c ea n d A p p l i c a t i o n,2013(1):1G12.[17]㊀P S A R A F T I S H N,K O N T O V A SCA.S h i p S p e e d O p t i m i z a t i o n:C o n c e p t s,M o d e l s a n d C o m b i n e dS p e e dGr o u t i n g S c e n a r i o s[J].T r a n s p o r t a t i o n R eGs e a r c hP a r tC:E m e r g i n g T e c h n o l o g i e s,2014,44(7):52G69.[18]㊀W E I Y i n g s a n,WA N G Y o n g s h e n g.R e s e a r c h o n O p t i m i z a t i o n P r i n c i p a lo f S h i p S p e e d[J].S h i pB u i l d i n g o fC h i n a,2008,49(3):75G82.[19]㊀郭春雨,刘桂杰,周广利,等.艾亚法与兰泼凯勒法权重修正的船舶阻力预报[J].船海工程,2014,43(4):34G37.G U OC h u n y u,L I U G u i j i e,Z HO U G u a n g l i,e t a l.S h i p R e s i s t a n c eF o r e c a s tB a s e do n W e i g h t i n g F a cGt o rC o r r e c t i o n w i t h A y r e M e t h o da n d L a pGK e l l e rM e t h o d[J].S h i p&O c e a nE n g i n e e r i n g,2014,43(4):34G37.[20]㊀Z HA IQ,Y A N G J,X I E M,e t a l.G e n e r a l i z e d M o m e n tGi n d e p e n d e n tI m p o r t a n c e M e a s u r e s B a s e do n M i n k o w s k iD i s t a n c e[J].E u r o p e a nJ o u r n a lo fO p e r a t i o n a lR e s e a r c h,2014,239(2):449G455.(编辑㊀陈㊀勇)作者简介:王志芳,女,1980年生,高级工程师㊁博士.研究方向为绿色船舶技术㊁智能船舶等.EGm a i l:z f_w a n g@c c s.o r g.c n.阳子轩(通信作者),男,1982年生,副教授㊁博士.研究方向为计算机科学㊁智能交通.EGm a i l:y z x u a n@163.c o m.4911中国机械工程第33卷第10期2022年5月下半月Copyright©博看网. 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《国内航行海船法定检验技术规则(2022年修改通报)》新要求
油船新要求
(6)采用红外摄像方式检测油船油气密封点时,不 应有油气泄漏。 (7)油气密封点泄漏检测值不应超过 500μmol/mol。 (8)采用氢火焰离子化检测仪(以甲烷或丙烷为校 准气体)对油船油气密封点进行检测,监测采样和 测定方法按HJ733《泄漏和敞开液面排放的挥发性 有机物检测技术导则》的规定执行。 (9)每年至少对油船油气密封点开展两次检测,两 次检测时间间隔大于3个月,并在船上保存相关检测 记录。
船舶使用锂离子蓄电池的附加要求
新增2-2.1.29 如下: “2-2.1.29 船舶使用锂离子蓄电池的附加要求 2-2.1.29.1 一般要求 (1)船舶若按照本篇第2-1章第3节使用锂离子蓄 电池,除应符合本条规定外,还应符合本篇的相关 规定。 (2)本条所指H级耐火分隔,系具有与A级分隔同 等的隔热性和耐火完整性,当按照《国际耐火试验 程序应用规则》进行试验时,“标准时间-温度”温 控曲线采用公认标准定义的碳氢化合物火灾温升曲 线,具体试验程序和方法与A级分隔的相同。
建造检验应包括: (1)图纸资料的审查。 (2)在前期验证阶段完成以下检验: ① 核查EEDI技术案卷编制符合相关要求; ② 核查船舶达到的EEDI值满足要求; ③ 见证船舶的水池试验过程,并核查水池试验报告 (如适用); ④ 核查数值计算报告的有效性(如适用)。
EEDI的计算与验证参见中国船级社《国内航行海船 能效设计指数(EEDI)计算与验证指南》(2022)
船舶能效的检验
(3)在最终验证阶段完成以下检验: ① 见证船舶试航,并确认船舶试航工况和试航报告 符合相关要求; ② 确认推进和供电系统、发动机细节以及EEDI技术 案卷中描述的其他相关项; ③ 在船舶试航结束后对经修订的EEDI技术案卷的重 新确认。
内河绿色船舶规范
中国船级社内河绿色船舶规范2018生效日期:2018年1月1日北京目录第1章通则 (1)第2章附加标志的授予 (4)第3章绿色船舶-1 (7)第4章绿色船舶-2 (12)第5章绿色船舶-3 (15)附录 1内河船舶能效设计指数(EEDI)评估指南 (18)附录 2 船舶能效管理计划(SEEMP)编制示例 (48)附录 3 有害物质清单 (55)附录4 船用水源热泵技术要求 (57)附录5 船舶尾轴承水润滑技术要求 (60)附录6 清洁后处理系统 (61)附录7 船舶接岸电要求 (62)第1章 通则第1节 一般规定1.1.1 一般要求1.1.1.1 《内河绿色船舶规范》(以下简称“本规范”)适用于申请中国船级社(以下简称“本社”)“绿色船舶”附加标志和第2章所列其他单项附加标志的中国境内内河和特定航线江海直达自航船舶以及境外内河自航船舶。
1.1.1.2 本规范旨在倡导发展和应用绿色技术,促进造船业、相关制造业和航运业产业结构优化升级,促进航运企业对新建船舶和现有船舶采取具有成本效益的技术和管理措施,提高运输船舶营运的绿色度,在安全的前提下实现船舶的高效、绿色、舒适的目标。
1.1.1.3 绿色船舶除满足本规范的相关技术要求外,尚应满足本社《内河船舶入级规则》及相关规范和主管机关现行法规的要求。
1.1.2 定义1.1.2.1 除另有规定外,本规范适用的定义如下:(1)绿色船舶:系指采用相对先进技术(绿色技术)在其生命周期内能经济地满足其预定功能和性能,同时实现节约资源和能源、减少或消除环境污染、并对操作和使用人员具有良好保护的船舶。
(2)新技术:系指通过利用理论分析方法或手段等对船舶进行优化,可提高船舶节能减排水平、改善船舶工作环境,比如计算流体动力学(CFD)技术、变参数法、节能附体等。
(3)新设备:系指较传统设备相比性能更优化、效率更高、排放更清洁的设备或装置,比如节能型柴油机、新型节能螺旋桨、高效螺旋桨等。
船舶能效设计指数和能效营运指数介绍及分析
摘要:控制CO2排放一直是航运界关注的焦点,国际海事组织(IMO)海洋环境保护委员会第62次会议以MARPOL公约附则VI 修正案的方式通过了具有强制实施效力的全球温室气体减排规定。
对船舶能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)进行分析和研究,并对可采取的减少CO2排放措施进行探讨。
关键词:船舶,CO2排放,能效设计指数,能效营运指数现代工业发展对人类生存环境的影响日益严重,其中很严重的问题之一就是化石燃料的广泛使用产生了大量的CO2。
目前,CO2被认为是最主要的人为温室气体。
温室气体在大气层中聚集从而形成了很严重的温室效应,给人类的生存环境造成了巨大的威胁。
为了全人类的共同利益,必须在全球范围内对CO2排放进行控制。
一、CO2排放和温室效应近年来,温室气体排放问题引起世界范围的广泛关注。
温室气体是指大气中能够吸收热和反射红外线的一类气体。
地球上温室气体很多,诸如水蒸气、 CO2、甲烷、氮氧化物、臭氧以及氟氯化碳等都属于温室气体,并且很难界定各种温室气体对于热辐射的吸收和反射作用。
为什么目前科学界确认的温室气体只有CO2,并将全球变暖的主要原因归咎于CO2呢?碳是形成生命的最重要的元素。
千万年来,地球表面上的山川、海洋、大气、生物的各种运动不断产生和吸收着CO2,并且以它自己的方式在山川、海洋、大气、生物中进行循环,碳的总量基本上是平衡的。
人类进入工业社会以来,由于大量使用化石燃料,如煤炭、石油等,将原来固定在地壳深处的碳挖掘出来,通过燃烧使得大量CO2排放到大气中,而目前生态环境的破坏导致植被减少,使植物吸收CO2的能力也大为减弱,地表的碳平衡被严重破坏。
大气中CO2含量的增加导致了严重的温室效应,使气候变暖,冰川融化,海平面上升,给全球经济造成巨大的损失。
事实上,更严重的问题是由于全球气候变暖导致冰川融化,会将原来被冰川吸收的另外一种温室气体——甲烷也释放出来,形成一种无法控制的正反馈效应,将会给整个人类造成灭顶之灾,这才是目前在全世界范围内努力控制CO2排放的真正原因。
船舶能效-国际背景及要求
船舶能效2012.04.091专题内容I. 国际背景及IMO要求 II. 国内政策及法规要求 III. 船舶能效管理体系-要求 IV. 船舶能效最佳操作 V. 船舶能效(数据)管理系统 VI. 船舶能效审核和认证2船舶能效——国际背景及IMO要求3内容一、温室气体减排的国际大背景二、IMO的行动和措施 1、新造船舶的能效要求 2、营运船舶的能效要求 3、市场机制三、其它相关方动态及要求4一、温室气体减排的国际大背景5一、温室气体减排的国际大背景1992年,154个国家签署了 《联合国气候变化框架公约》 (UNFCCC)《京都议定书》生效1997 年 12 月 , UNFCCC 第 三 次 缔 约 方 大 会 通 过了《京都议定书》,为发达国家规定了CO2 等6种温室气体减排责任。
在 《 京 都 议 定 书 》 的 第 一 承 诺 期 , 即 从 2008年到2012年期间,主要工业发达国家的 温室气体排放量要在1990年的基础上平均减 少5.2%。
6一、温室气体减排的国际大背景《京都议定书》未包括 国际航行船舶的CO2排放由于国际航空及海运的特殊性,《京都议定书》 并未要求在国家报告中包含此项数据,而是请附 件Ⅰ 的国家通过“国际民航组织”(ICAO) 及 “国际海事组织”(IMO)实现相关方面的减排。
7二、IMO的行动和措施1997年MARPOL公约缔约国大会通过了决议8: 船舶CO2排放决议的主要内容为: 1. 请IMO秘书长与UNFCCC执行秘书长在温室气体排放信息交换方面开展合作; 2. 请IMO对船舶温室气体排放进行研究,以确定船舶所排放的温室气体的数量以及占全球总排放量的比例; 3. 请海上环境保护委员会(MEPC,以下简称海环会)审议可行的温室气体减排战略。
8船舶GHG立法发展历史:提出阶段¾1997年京都议定 书提出国际航运业 的GHG减排问题。
¾1997年IMO防止 船舶造成空气污染 外交大会要求 MEPC考虑温室气 体控制问题。
EEDI计算与验证要求介绍
2012年12月
CCS
主要内容
Attained EEDI计算导则
Attained EEDI计算公式 Attained EEDI公式中各参数的含义
EEDI检验发证导则
一般要求 设计阶段的前期验证 试航阶段对Attained EEDI的最终验证 重大改建时对Attained EEDI的验证 最终验证报告或IEE证书的签发
对于设有推进冗余的穿梭油船,上述fj系数应为fj=0.77。这个fj 系数适用于载重吨在80000至160000之间的这种油船。设有推 进冗余的穿梭油船用于从近海设施装载原油,且设置双机双桨 以满足动力定位要求以及冗余推进船级符号。
目前适用fj的冰区加强的船舶,只适用于液货船、散货船及杂货
船。其他船型,fj取1.0。
对新船能效指数起决定性作用的主要参数有航速Vref、船舶装载量 或总吨位(Capacity)、为达到该航速所需的安装功率PME等。 采用创新节能技术也是优化EEDI指数的一种措施。
CCS
主机推进油耗
辅机日常航行
油耗 辅机推进
油耗
辅机节能 折减
用于推进的 节能折减
n j1
பைடு நூலகம்
f
j
nME i1
燃料类型 1. 柴油/汽油 2. 轻燃油(LFO) 3. 重燃油(HFO) 4. 液化石油气(LPG)
5. 液化天然气(LNG)
参照等级
ISO 8217 DMX级-DMB级 ISO 8217 RMA级-RMD级 ISO 8217 RME级-RMK级 丙烷 丁烷
CCS
碳当量
0.8744 0.8594 0.8493 0.8182 0.8264 0.7500
《绿色生态船舶规范(2022)》培训
废气清洗系统预设
EGC Ready(X)
《船舶废气清洗系统预设指南》
低硫馏分油
LSDF
《船舶使用低硫馏分油指南》
NOx排放控制(选择性催化还原系统)
NEC(SCRS)
《选择性催化还原(SCR)系统船上应用指南》
选择性催化还原系统预设
SCR Ready(X)
《船舶选择性催化还原(SCR)系统预设指南》
舱室噪声对于舱室最大声压级以及舱室分隔结构的隔声
指数进行控制。
噪声量级:系指根据ISO 2923 (1996) 测得的等效连续A加权声压级(dB(A))。
NOI1 NOI2
NOI3
舒适性等级逐次提高
最大噪声量级值提高
CLx
室内温度(室外温度15℃/40℃)
长期逗留区域
短期逗留区域
相对湿度
空气流速
医务室
柴油机排气污染物排放控制(CH4等)
有害防污底系统控制
有害材料使用控制
CO2
HFCs、N2O。。。
绿色生态船舶规范总体架构
规范主体
国际航行海船
生态保护要求
GHG 排放控制
防止外来生物转移
环境友好
环境保护要求
水污染物排放控制
大气污染物排放控制
有害材料使用控制
国内航行海船
生态保护要求
GHG 排放控制
环境友好
GREEN SHIP II
G-ECO(CDx, BWM(Ex)/BWM(T), VIB1, NOI1)
G-EP(OIL1,NLS1,SC,NEC1, VCS/VCS-T,INC, RSC1,AFS, GPR/GPR(EU),
GREEN SHIP III
EEDI介绍材料
EEDI介绍材料赖祥华2013年8月25日一、产生EEDI的背景二、什么是EEDI / SEEMP / EEOI ?目三、EEDI适用的船型四、规范生效时间五、EEDI基准线六、各阶段EEDI参考线七录七、EEDI计算公式八、EEDI对航运及造船业的影响九九、新造船EEDI验证流程十、最终验证的ITTC试航要求一、产生EEDI的背景全球气候变暖CO 2排放能源2003年,国际海事组织IMO受联合国气候变化框架公约UNFCCC委托开始制定旨在减少温室气体排放的法规;2008年10月召开的海洋环境保护委员会(MEPC)第58次会议上提出将新造船二氧化碳(CO2)设计指数改为EEDI;2011年7月召开的海洋环境保护委员会(MEPC)第62次会议上,能效设计指数EEDI与船舶能效管理计划SEEMP作为MAPOL附则VI的延续获得通过;2013年5月,国际船级社协会通过PR38-“能效设计指数(EEDI)计算和验证程序”;EEDI Energy Efficiency Design Index (能效设计指数)的缩写是表征船舶在二、什么是EEDI / SEEMP / EEOI ?是Energy Efficiency Design Index (能效设计指数)的缩写,是表征船舶在设计和建造阶段船舶固有的CO2排放水平的一个衡量工具;SEEMP 是Ship Energy Efficiency Management Plan (能效管理计划)的缩写,是船舶营运过程中用于改进船舶营运能效的一种管理文件。
EEOI EnergyEfficiency Operational Indicator (能效营运指标)的缩写,是用于是gy y p 能效营运指标的缩写是用于监测船舶营运能效的一种工具,是衡量SEEMP 实施效果的主要监测工具。
EEDI 反应了每吨-海里(货物载重容量)排放的二氧化碳数量。
该指数包含了在设计阶段和新船建造阶段计算船舶能源效率的统一方法,并将通过鼓励提升船舶设计来控制未来新造船的二氧化碳排放的水平。
内河船舶能效设计指数(EEDI)评估指南
太阳能、螺旋桨优化、线型优化等,如果此类能效创新技术用于了主机功率
优选,则不可在此重复计入;
PAEff (i) ——由于采用第 i 种电力能效技术(如太阳能发电、废热利用等)而产生的船舶
电站功率可以减少的辅机功率,kW; Capacity——载运能力,对于干散货船、液货船(包括化学品船、油船、LPG 船)、气体
0,单位为克每千瓦时(g/kW·h);
SFCQME(i) ——第 i 台主机在 75%额定功率下的气体燃料消耗率,对单一燃油发动机此值为
0,单位为克每千瓦时(g/kW·h);
CYME(i) ——第 i 台主机所用燃油的 CO2 转换系数,根据表 2.2.1 选取; CQME(i) ——第 i 台主机所用气体燃料的 CO2 转换系数,根据表 2.2.1 选取;
运输船、滚装货船和普通货船,船舶设计载重吨应用作载运能力,对于集装
箱船,船舶设计载重吨的 70%应用作载运能力;对于客船、客滚船,船舶总 吨应用作设计载运能力;
Vref ——在无风无浪的平静水域下,船舶在满载工况(载运能力)及主机按 75%额定
功率推进的情况下在深水中的航速,单位为节,knot。
注 1:若船舶正常航行时由轴带发电机替代辅机,则对该部分功率使用 SFCME 和 CFME 替代 SFCAE 和 CFAE。
1.2 定义 1.2.1 就本指南而言,适用的有关定义如下: (1)新船:系指本指南生效之日及以后安放龙骨或处于相似建造阶段的船舶。相似建造 阶段是指在这样的阶段: ① 可以辨认出某一具体船舶建造开始;和 ② 该船业已开始的装配量至少为 50t,或为全部结构材料估算重量的 1%,取较小者。 (2)现有船舶:系指非新船。 (3)载重吨:系指船舶在设计状态下在密度为 1,000kg/m3 的水中满载吃水下的船舶排 水量与空船重量之差。 (4)主机燃油消耗率:系指船舶主机在单位时间、单位功率下的燃油消耗量,g/kW·h。 (5)辅机燃油消耗率:系指船舶辅机在单位时间、单位功率下的燃油消耗量,g/kW·h。 (6)能效设计指数:系指船舶在设计状态下,根据本指南 2.2.1 中公式计算得出的能效 设计指数,g/t·nm。 (7)相同类型船舶:系指船型(以型线表示,如纵剖线图和横剖线图,但不包括鳍等附 体结构)及主要细节与基础船舶相同的船舶。 (8)相似类型船舶:系指船型(以型线表示,如纵剖线图和横剖线图,但不包括鳍等附 体结构)及主要细节大部分与基础船舶相同的船舶。
船舶能效设计指数(EEDI)验证指南
(7)兼用船(Combination carrier):是指设计用于装载 100%载重吨散装液货 且也可装载 100%载重吨散装干货(包括矿砂)的船舶。
(8)客船(Passenger ship):是指载客超过 12 人的船舶。 (9)客滚船( Ro-ro passenger ship):是指设有滚装处所或特种处所的客船。 (10)滚装货船(车辆运输船)(Ro-ro cargo ship: Vehicle carrier):是指 具有多层甲板的、设计载运空的小汽车和卡车的滚装货船。 (11)滚装货船(Ro-ro cargo ship):系指设计成载运滚装运货单元的货船。 (12)近海供应船(Offshore Supply Ship):是指
第 2 章 前期验证......................................................................................................5 2.1 一般规定.......................................................................................................5 2.2 资料文件.......................................................................................................5 2.3 EEDI 技术案卷基本要求..............................................................................6 2.4 附加信息的基本要求...................................................................................7 2.5 试验水池的基本要求...................................................................................8
EEDI能效交流解读
广州分社入级船舶检验(认证)处 二0一三年一月三日
船舶温室气体排放要求的制定历史
提出阶段
1997年防止船舶造 成空气污染外交大 会要求MEPC考虑 温室气体控制问题。
基本成型阶段
正式将船舶能效要 求纳入MARPOL附 则VI 。
广泛讨论与争议 和争议阶段
(MEPC57-MEPC59)
2011年 MEPC62
引入能效要求的MARPOL附则VI修正案
2012年 MEPC63、MEPC64
《2012新船达到的能效设计指数(EEDI)计算方法导则》 《2012能效设计指数(EEDI)检验和发证导则》 《能效设计指数(EEDI)基线计算导则》 《2012船舶能效管理计划(SEEMP)制订导则》 《EEDI计算导则修正案》
制订过程中,或已计划开展的研究工作 《不良海况下最小装机功率导则》 ITTC试航航速修正方法 业界实施EEDI要求指南(第一版)
框架
(SEEMP、EEOI)
IMO能效要求
操作性措施
技术性措施
(EEDI)
(MBM)
市场机制
EEDI-Energy Efficiency Design Index 船舶能效设计指数:是表征船舶在设计和建造阶段船舶固有的CO2排放 水平的一个衡量工具; SEEMP-Ship Energy Efficiency Management Plan 船舶能效管理计划:是船舶营运过程中用于改进船舶营运能效的一种管 理文件。 EEOI-Energy Efficiency Operational Indicator 船舶能效营运指标:是用于监测船舶营运能效的一种工具,是衡量 SEEMP实施效果的主要监测工具。所谓船舶能效运营指标,就是单位运 输作业所排放的CO2的量,亦即通过消耗燃油排放的CO2 与货物周转量 的比值。EEOI应按照MEPC.1/Circ.683通函指南进行计算,EEOI滚动平 均数是监测船舶能效的重要工具。 船舶EEDI指数是衡量新造船或主管机关认定的重大改装的新船或现有船能效技 术水平的一个重要指标,SEEMP是促进船舶营运能效管理水平的一个重要实 施文件。船舶能效要求被纳入到MARPOL附则VI框架下,与防止空气污染要求 既有一定的联系,又相对独立。
船舶能效设计指数和能效营运指数介绍及
摘要:控制CO2排放一直是航运界关注的焦点,国际海事组织〔IMO〕海洋环境保护委员会第62次会议以MARPOL公约附那么VI 修正案的方式通过了具有强制实施效力的全球温室气体减排规定。
对船舶能效设计指数〔EEDI〕和能效营运指数〔EEOI〕进展分析和研究,并对可采取的减少CO2排放措施进展探讨。
关键词:船舶,CO2排放,能效设计指数,能效营运指数现代工业开展对人类生存环境的影响日益严重,其中很严重的问题之一就是化石燃料的广泛使用产生了大量的CO2。
目前,CO2被认为是最主要的人为温室气体。
温室气体在大气层中聚集从而形成了很严重的温室效应,给人类的生存环境造成了巨大的威胁。
为了全人类的共同利益,必须在全球范围内对CO2排放进展控制。
一、CO2排放和温室效应近年来,温室气体排放问题引起世界范围的广泛关注。
温室气体是指大气中能够吸收热和反射红外线的一类气体。
地球上温室气体很多,诸如水蒸气、 CO2、甲烷、氮氧化物、臭氧以及氟氯化碳等都属于温室气体,并且很难界定各种温室气体对于热辐射的吸收和反射作用。
为什么目前科学界确认的温室气体只有CO2,并将全球变暖的主要原因归咎于CO2呢?碳是形成生命的最重要的元素。
千万年来,地球外表上的山川、海洋、大气、生物的各种运动不断产生和吸收着CO2,并且以它自己的方式在山川、海洋、大气、生物中进展循环,碳的总量根本上是平衡的。
人类进入工业社会以来,由于大量使用化石燃料,如煤炭、石油等,将原来固定在地壳深处的碳挖掘出来,通过燃烧使得大量CO2排放到大气中,而目前生态环境的破坏导致植被减少,使植物吸收CO2的能力也大为减弱,地表的碳平衡被严重破坏。
大气中CO2含量的增加导致了严重的温室效应,使气候变暖,冰川融化,海平面上升,给全球经济造成巨大的损失。
事实上,更严重的问题是由于全球气候变暖导致冰川融化,会将原来被冰川吸收的另外一种温室气体——甲烷也释放出来,形成一种无法控制的正反应效应,将会给整个人类造成灭顶之灾,这才是目前在全世界范围内努力控制CO2排放的真正原因。
船舶能效设计指数和能效营运指数介绍及分析
摘要:控制CO2排放一直是航运界关注的焦点,国际海事组织(IMO)海洋环境保护委员会第62次会议以MARPOL公约附则VI 修正案的方式通过了具有强制实施效力的全球温室气体减排规定。
对船舶能效设计指数(EEDI)和能效营运指数(EEOI)进行分析和研究,并对可采取的减少CO2排放措施进行探讨。
关键词:船舶,CO2排放,能效设计指数,能效营运指数现代工业发展对人类生存环境的影响日益严重,其中很严重的问题之一就是化石燃料的广泛使用产生了大量的CO2。
目前,CO2被认为是最主要的人为温室气体。
温室气体在大气层中聚集从而形成了很严重的温室效应,给人类的生存环境造成了巨大的威胁。
为了全人类的共同利益,必须在全球范围内对CO2排放进行控制。
一、CO2排放和温室效应近年来,温室气体排放问题引起世界范围的广泛关注。
温室气体是指大气中能够吸收热和反射红外线的一类气体。
地球上温室气体很多,诸如水蒸气、 CO2、甲烷、氮氧化物、臭氧以及氟氯化碳等都属于温室气体,并且很难界定各种温室气体对于热辐射的吸收和反射作用。
为什么目前科学界确认的温室气体只有CO2,并将全球变暖的主要原因归咎于CO2呢?碳是形成生命的最重要的元素。
千万年来,地球表面上的山川、海洋、大气、生物的各种运动不断产生和吸收着CO2,并且以它自己的方式在山川、海洋、大气、生物中进行循环,碳的总量基本上是平衡的。
人类进入工业社会以来,由于大量使用化石燃料,如煤炭、石油等,将原来固定在地壳深处的碳挖掘出来,通过燃烧使得大量CO2排放到大气中,而目前生态环境的破坏导致植被减少,使植物吸收CO2的能力也大为减弱,地表的碳平衡被严重破坏。
大气中CO2含量的增加导致了严重的温室效应,使气候变暖,冰川融化,海平面上升,给全球经济造成巨大的损失。
事实上,更严重的问题是由于全球气候变暖导致冰川融化,会将原来被冰川吸收的另外一种温室气体——甲烷也释放出来,形成一种无法控制的正反馈效应,将会给整个人类造成灭顶之灾,这才是目前在全世界范围内努力控制CO2排放的真正原因。
绿色船舶提升能效的技术与管理措施
绿色船舶提升能效的技术与管理措施摘要:随着全球贸易的扩大,航运业也随之迅猛发展,然而,船舶航行时产生的NOx、SOx等有毒、有害气体,严重威胁着海洋环境的安全。
1988年IMO海洋环境保护委员会(MEPC)正式展开船舶对大气污染议题的研讨及审议,目的是减少船舶对大气的污染。
随着国际防污染公约(MAPOL 73/78)附则Ⅵ-“防止船舶造成大气污染规则”于2005年正式生效,对船舶的排放提出了新的要求。
当前,世界各国及国际海事组织积极推出温室气体减排计划,在这种背景下,2021年,国务院印发《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,这表明,绿色船舶已成为一种必然。
文章基于知网等各大数据库收录相关文献资源分析及结合自身实践情况下,分别就绿色船舶提升能效的技术与管理措施展开研究,希望能够为推动行业实现良好发展提供一定助力。
关键词:绿色船舶;提升能效;技术;管理措施1前言随着全球温室气体(GHG)以及氮氧化物排放限制越来越严格,无论是对新建船舶还是现有船舶都提出了更高的要求,为了满足船舶的能效指数,从技术与管理两个维度提出降低能耗、增加新能源技术装备、优化配置、改造船舶等一系列解决方案,为今后的绿色船舶发展提供参考。
2绿色船舶提升能效技术2.1降低主辅机能耗2.1.1设计紧凑相同功率情况下,主机体积越小,则燃烧产生的有毒有害气体,也会随之减少。
因此,在生产设计时,设备厂商对主辅机采用轻量化设计,可以降低主辅机的重量和体积。
船用二冲程柴油机,通常缸径较大、冲程较长,有毒有害气体的排放量相应较大,采取轻量化设计后,将会缩小燃烧室容积,燃烧产生的废气量也随之减少,从而降低能源消耗和能效指数。
2.1.2限制功率根据EEDI验证指南,船舶主机在75%的额定功率(MCR)下进行油耗验证,辅机在50%MCR功率下进行验证。
以MAN二冲程柴油机为例,通常主机在50%~80%负荷范围内,主机的燃油消耗率随着功率的增加呈现出先降后升的趋势,而不同机型、不同尺寸的主机最低燃油消耗率的工况点也有所不同。
基于EEDI实船验证的航速试验方法探讨
基于EEDI实船验证的航速试验方法探讨对于EEDI关于船模验证要求的理解,各个船级社、船东、船舶设计单位基本一致,但对于实船的验证,各个船级社的要求有所不同,本文基于ITTC要求,对EEDI航速试验进行阐述,以求给参与航速试验的人员以指导。
标签:EEDI指数;EEDI参考线;EEDI实船验证;航速试验1 EEDI计算方法介绍1.1 EEDI公式介绍EEDI全称是Energy Efficiency Design Index,即新船能效设计指数。
它是在“理论公式”的基础上发展而来的。
根据《船舶能效设计指数(EEDI)验证指南》,新的EEDI的计算公式如下:1.2 EEDI参考线EEDI参考线是判断新设计船舶是否满足能效要求的参考依据,新造船EEDI 值超过该参考线即为不合格,低于该参考线即为合格。
EEDI参考线曾经历过多次修改,现行版本是MEPC62中提出的七种船型的EEDI参考线.1.3 EEDI指数的验证根据《2013能效设计指数(EEDI)验证与发证指南》,EEDI指数的验证分为两个阶段,第一阶段是设计阶段的初步验证,第二阶段为海试阶段的完工验证。
2 基于EEDI完工验证的航速试验2.1 EEDI公式分析从该公式我们可以清晰的得出影响EEDI指数的五大因素:即功率、燃料消耗率、碳转换量、载运能力及航速。
功率:从公式可以看出,功率分为PME、PAE、PPTI、Peff与PAEeff,他们在EEDI计算点的取值均可以通过基于设计工况的计算获得。
燃料消耗率:燃料消耗率可以从设备台架试验报告获得。
碳转换量:燃料的碳转换量由所采用的燃料决定,可以通过查表获得。
载运能力:对于散货船、液货船、气体运输船、滚装货船、冷藏船、杂货船及兼用船,载运能力即为载重量,一般取满载吃水对应的载重量。
对于集装箱船,载运能力应取载重量的70%。
航速:该航速我们在此文中称之为EEDI航速,它是对应于满载吃水状态下,主机在75%MCR时的航速。
浅谈EEDI计算和实际应用
关键词 :测绘新技术 ;新农村建设 ;城市扩张 ;规划
中图分类号 :P27
文献标志码 :A
科学技术的进步,社会的发展都给现代测绘技术提供了 更大的发展空间,各类新测绘技术有如春笋般出现。新测绘 技术都是以计算技术和网络基础为基础,实现测量仪器的智 能化。传统的测量方法已无法适应当前的形式,新测绘技术 的科学运用对农村建设和城市的合理规划有着极大的促进 作用。相关部门要认识到乡村生态环境和乡土文化遗产消逝 带来的严重后果,积极采用新测绘技术开展工作,保护好具 有中华特色的景观和建筑,发挥新测绘技术的作用。
(3)CFME 为无量纲碳转换系数,基于主机母型机做台 架试验时用的是 LNG,但是基于 MEPC.254(67),本船的 LNG 比例不符合双燃料船标准,但后来船东通过与挂旗国 申请豁免,因此本船计算时的 CFME 取 2.750,但点火油烧 的是柴油,因此点火油 CFME 取 3.206。
1.3 辅机参数
CLEANSHIP,EWCT,BWT,AVM-APS,IG.
这些入级符号中 EEhemical tanker 和 ICE CLASS 1A,在计算过程中需对相
关系数进行修正。本文将根据 IMO 和 BV 法国船级社的有 1.5 Required EEDI 计算分析
文献标志码 :A
0 前言
EEDI 就是船舶消耗的能量换算成 CO2 排量和船舶有效 能量换算成 CO2 排量的比例指数。EEDI 指数越高,能源效 率越低。EEDI 的设立是为了在未来为船舶建立一个最低能 源效率的标准。
EEDI 建造后评估在船舶试航时完成,试航时主要 确 认 以 下 参 数 , 包 括 吃 水 和 纵 倾 ( 装 载 状 况 );环 境 状 况(ISO15016:2015);航 速(ISO15016:2015);主 辅 机 的轴功率(ISO15016:2015);主辅机的特定燃油消耗率 (SFC)。
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EEDI验证指南编写的依据
(1)MEPC.203(62)决议《MARPOL73/78 公约附则修正案-MARPOL附则VI中引入船 舶能效条款》 (2)MEPC.212(63)决议《2012年新船达到 的能效设计指数(Attained EEDI)计算方 法导则》 (3)MEPC.214(63)决议《2012年能效设计 指数(EEDI)检验与发证导则》
EEDI要求的免除条件
主管机关可对400总吨及以上的船舶免除适用 Attained EEDI及Required EEDI的要求。但这种免 除不适用于下述情况的400总吨及以上的船舶: 1) 在2017年1月1日或以后签订建造合同;或 2) 无建造合同时,在2017年7月1日或以后安放龙 骨或处于类似建造阶段;或 3) 在2019年7月1日或以后交船;或 4) 当新船或现有船在2017年1月1日或以后发生重 大改建时。
EEDI要求 ,重大改建系指:
(1) 实质上改变了该船的尺度、载运能力或发动机 功率;或 (2) 改变了该船的类型;或 (3)改建的目的实际上是为了要延长该船的使用年限; 或 (4)改建使得如该船等同于一艘新船,该船应遵守 MEPC.203(62)决议关于MARPOL附则VI中船舶能 效要求中不适用于现有船舶的有关规定;或 (5)实质上改变了该船的能效并且其包括的改装能使 该船超出第21条所述适用的Required EEDI。
提交水池试验报告及前期验证文 件
否 审图单位审核初步EEDI 技术案卷是否满足要求
是
审图单位批准前期EEDI技术文件,完成EEDI前期验证,签发“前期验证声明” 案卷
EEDI验证申请及评审
1.
EEDI验证申请由设计方、船厂或船东提交至我
社审图中心, 由审图中心进行评审
2.
前期验证水池试验由审图中心转移至水池就近
修正系数fj fj系数是用于补偿船舶特殊设计因素的修正系数 比如冰区加强、设有推进冗余的穿梭油船用于从近海 设施装载原油等 修正系数fi fi是对Capacity的修正系数,指船舶因技术或规定要求 而造成Capacity的限制,因此通过该修正系数以补偿 Capacity损失所带来的对EEDI不利影响。若无需考虑 该因素,可以假定该系数为1.0
Attained EEDI 计算公式
neff n nPTI neff n nME f j PME (i ) CFME (i) SFCME (i) PAE CFAE SFCAE * f j PPTI (i ) feff (i ) PAEeff (i ) CFAE SFCAE feff (i) Peff (i) CFME SFCME ** j1 i1 i1 i1 j1 i1 fi fc capacity Vref fw
i 1
nME
P
i 1
PTI ( i )
0.75
)
Peff(i)-指在75%主机功率下创新型能效技术用于推进的
输出功率
PAEeff(i)-是指当船舶在PME状态下由于采用了创新型电力 能效技术而减少的辅机功率
燃油消耗量参数(SFC)
SFC是指柴油机经核定的单位燃油消耗量,以g/kWh表示。 SFCME和SFCAE分别表示主机和辅机的单位燃油消耗
能效系数feff feff是反映ห้องสมุดไป่ตู้何创新型能效技术的适用系数
Required EEDI的计算
Required EEDI= (1-X/100)× RLV
RLV为Reference Line Value即IMO确定的船舶EEDI参考线值 X为折减系数 折减系数根据不同船型不同载重吨分为4个阶段的折减:
3. 液货船( Tanker):是指在MARPOL附则I第1条所
定义的油船(Oil tanker)或MARPOL附则II第1条
所定义的化学品船(Chemical tanker)及有毒液体 物质(NLS)船(NLS tanker) 4.集装箱船( Container ship):是指专门设计在货物 处所和甲板上装载集装箱的船舶
最严格的Required EEDI(最低值)
如何进行EEDI验证?
EEDI验证分为如下两个阶段
1. 2.
前期验证 最终验证
EEDI前期验证开始
否 是否需要水池 试验
提交系 列船 水池 试验报告
是
水池就近现场检验单位审批水池试验 大纲,见证水池试验,确认后签发水 池试验报告报告。见证水池试验,确 认试验报告
10.滚装货船(车辆运输船)(Ro-ro cargo ship: Vehicle
carrier):是指具有多层甲板的、设计载运空的小汽车和
卡车的滚装货船 11.滚装货船(Ro-ro cargo ship):系指设计成载运滚装运货 单元的货船
12.近海供应船(Offshore Supply Ship):是指 主要从事给近海平台运送物料、材料及设备的 船舶;和 设计为起居处所和驾驶室等上层建筑在船舶前 部,用于海上装卸货物的露天载货甲板在后部的 船舶。
PHASE 0: 1.1.2013----31.12.2014 PHASE 1: 1.1.2015----31.12.2019
PHASE 2: 1.1.2020----31.12.2024
PHASE 3: 1.1.2025及以后
Required EEDI如果船舶的设计允许其属于上述定义 中的一类以上的船型,则该船的Required EEDI应为
船速(Vref) 该船速是指在假定无风无浪的气象条件下,在 75%MCR的主机轴功率时以及EEDI所定义的载运能力 (Capacity)下的深水中航速;其单位为节(knot)。 载运能力(Capacity) 不同船型的Capacity定义如下:
对散货船、液货船、气体运输船、滚装货船(车辆运 输船)、滚装货船、冷藏货船、杂货船、兼用船和近 海供应船,用载重吨(DWT)表示; 对客船和客滚船,用1969国际吨位丈量公约附则I第3 条定义的总吨(GT)表示; 对集装箱船,Capacity参数应以70%DWT表示
7.兼用船(Combination carrier):是指设计用于装
载100%载重吨散装液货且也可装载100%载重吨散
装干货(包括矿砂)的船舶
8.客船(Passenger ship):是指载客超过12人的船舶
9.客滚船( Ro-ro passenger ship):是指设有滚装处所
或特种处所的客船
注意点:
这里所述的PAE不等同于船舶的实际辅机功率,而是
由经验公式计算而得:
PAE(MCRME10000kW)=
nPTI PPTI (i ) nME 0.025 MCR i 1 MEi 0.75 +250 i 1
nPTI
PAE(MCRME10000kW)= 0.05 ( MCRMEi
该条款主要是授予主管机关延迟实施EEDI要求的 权利,但这种延迟不得超过4年。该条款的应用在 于船旗国主管机关需向IMO申报是否接受延迟实施。 一旦接受后,则悬挂该主管机关所属国家国旗的船 舶,可使用该条款。而非由船厂或船东自行向主管
机关申请免除或延迟实施。
EEDI的衡准
Attained EEDI ≤ Required EEDI= (1-X/100)× RLV
检验部门或 单独进行水池试验由申请方直接向我社就近检 验部门申请, 由检验部门单独进行评审, 按临时 检验进行
3.
水池试验种类:
1. 2. 3.
船模阻力试验 螺旋桨桨模敞水试验 船模自航试验
试验水池的资质
1.应为ITTC成员,其试验程序能够满足ITTC的相关
程序
ITTC-国际拖曳水池大会(International Towing
Tank Conference)。
2.试验单位同时还应经过ISO 9001质量管理体系认证, 并对试验人员资质以及服务提供进行有效管理和 监控
试验水池的设施与条件
1.水池的尺寸、测试段长度、拖车导轨平整度以及 拖车的最大试验速度应与进行的船模试验相适应
EEDI的适用范围
EEDI适用于所有400总吨及以上的国际航行船舶, 适用于如下12种船型:
1.
散货船(Bulk carrier):是指在SOLAS第XII章第
1条所定义的主要用于运输散装干货的船舶,包
括矿砂船船型,但不包括兼用船
2.
气体运输船( Gas tanker):是指经建造或改建用
于散装运输任何液化气体的货船
Attained EEDI公式中参数含义和选取方法 碳转换系数(CF) 该系数是一个无量纲系数,将燃油消耗量基于其含碳 量转换为CO2排放量,用t-CO2/t-fuel表示。其下标 MEi和AEi分别代表主机和辅机。CF对应于NOx技术 规则定义的技术案卷包括的试验报告(以下称“NOx 技术案卷包括的试验报告”)中确定SFC时所使用的 燃料。
EEDI能效设计的引入及生效
MEPC62次会议在2011年7月11日—15日召开 会议以MEPC.203(62)决议通过: MARPOL附则VI修正案(引入船舶能效条款) 该修正案将于2013年1月1日生效 EEDI宽限期4年
船舶设计能效要求 就船舶设计能效而言,定义Attained EEDI 和Required EEDI 如下: (1)Attained EEDI:是指单一船舶实际达到 的EEDI 值。 (2)Required EEDI:是指对特定船舶类型和 尺度所允许的最大Attained EEDI 值。
功率参数(P) P 是指主、辅机功率,用kW 表示。下标ME 和AE 分别代表主 机和辅机。i 的总和代表发动机数量(nME) PME(i)——每台主机的额定安装功率(MCR)的75%。该MCR 值应取EIAPP证书上规定的值计算。如果主机不要求具有EIAPP 证书,则应采用主机铭牌上的MCR值计算 PTI(i)-如果安装了轴马达,则PPTI(i)是每台轴马达的额定功率 消耗的75%除以发电机的加权平均效率。 PAE—指在为保障船舶在正常最大海况下以船速(Vref)和最大 设计载运能力(Capacity)营运所需的辅机功率,包括推进机械 /系统和船上生活(如主机泵、导航系统和设备及船上起居)所 需的功率,但不包括用于非推进机械/系统(如侧推、货泵、起 货设备、压载泵、货物维护如冷藏和货物处所通风机等)的功 率