燃油均质机在船舶节能减排中的应用
船舶柴油机节能减排技术的运用
船舶柴油机节能减排技术的运用发布时间:2021-09-03T11:28:39.093Z 来源:《建筑科技》2021年9月中作者:徐攀[导读] 如今,我国海上运输事业快速发展,船舶数量增多,所消耗的能源与产生的排放也明显增加。
因此,有必要对船舶所用柴油机进行分析掌握,并探究合理可行的节能减排技术。
基于此,本文将对船舶柴油机节能减排技术的运用进行分析。
广船国际有限公司徐攀广东广州 511458摘要:如今,我国海上运输事业快速发展,船舶数量增多,所消耗的能源与产生的排放也明显增加。
因此,有必要对船舶所用柴油机进行分析掌握,并探究合理可行的节能减排技术。
基于此,本文将对船舶柴油机节能减排技术的运用进行分析。
关键词:船舶柴油机;节能减排技术;运用要点1船舶柴油机节能减排技术发展难点分析硫氢化合物、氮氧化合物、碳氢化合物和一氧化碳等是船舶柴油机燃料燃烧产生的主要有害气体,当前也将二氧化碳纳入控制范畴中。
燃油未能实现充分燃烧就会产生硫氧化合物,倘若燃油中硫成分含量降低,那么硫氧化合物的形成量也会减少。
氮氧化合物中的氮与氧在大气中也较为常见,其之所以会产生一氧化氮、二氧化氮等有害气体,是因为氮成分处于高温环境中,而且当温度增加时,氧化反应速度增快,氮氧化合物量也随之不断增长。
柴油机的燃烧具有周期性特征,燃烧时会不断经历换气与排气等环节,所以燃烧室具备的冷却与传热条件较为良好,相较于持续燃烧模式的燃气轮机温度,柴油机气缸更高。
为了对燃烧进行改进、优化,柴油机燃烧皆具有相应的过量空气,柴油机热效率高是由于其具备富氧、高温环境,这也是形成氮氧化合物的主要因素,进而导致该气体排放量较高,难以实现该有害气体的减排。
通过氮氧化合物形成原理能够发现,要想实现氮氧化合物的减排,需要对燃烧温度和燃烧速度进行降低,可是这会减小燃油经济性。
当前船舶柴油机通过电控技术可以将工作模式设置为排放优先或经济性优先两种。
海洋环境时候选用经济性优先模式,当船舶驶入港口码头航道时采取排放优先模式,此时纵然燃油经济性有所减小,可是由于运行时间并不长,所以影响并不大。
船舶动力系统的节能减排技术研究
船舶动力系统的节能减排技术研究在当今全球环保意识日益增强的背景下,船舶动力系统的节能减排技术成为了航运业发展的关键焦点。
船舶作为国际贸易和运输的重要载体,其能源消耗和污染物排放对环境产生了不可忽视的影响。
因此,深入研究和应用船舶动力系统的节能减排技术,对于减少温室气体排放、保护海洋生态环境以及提升航运业的可持续发展能力具有重要意义。
船舶动力系统主要包括内燃机、蒸汽轮机、燃气轮机以及电力推进系统等。
传统的船舶动力系统往往存在能源利用效率低下、污染物排放量大等问题。
以内燃机为例,其燃烧过程中的不完全燃烧会导致大量的碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物排放,不仅对空气质量造成污染,还会加剧温室效应。
而蒸汽轮机虽然具有功率大、可靠性高的优点,但热效率相对较低,能源浪费较为严重。
为了实现船舶动力系统的节能减排,优化燃烧过程是一个重要的途径。
通过改进燃烧室内的燃油喷射方式、优化进气和排气系统,可以提高燃油的燃烧效率,减少不完全燃烧产物的生成。
例如,采用高压共轨燃油喷射技术能够实现更精确的燃油喷射控制,使燃油在燃烧室内更加均匀地分布,从而提高燃烧效率,降低污染物排放。
另一个有效的节能减排技术是采用新型替代燃料。
液化天然气(LNG)作为一种清洁的化石能源,具有燃烧产物清洁、热值高等优点。
将船舶动力系统改造为以 LNG 为燃料,可以显著降低硫氧化物、氮氧化物和颗粒物的排放。
此外,生物柴油、甲醇等可再生燃料也逐渐受到关注。
生物柴油来源于植物油或动物脂肪,具有可再生、低硫、低芳烃等特点,使用生物柴油可以在一定程度上减少对传统石油燃料的依赖,降低温室气体排放。
船舶动力系统的能量回收利用也是节能减排的重要手段。
在船舶航行过程中,船舶的废热(如排气废热、冷却系统废热等)蕴含着大量的能量。
通过安装废热回收装置,如余热锅炉、有机朗肯循环系统等,可以将这些废热转化为电能或机械能,用于船舶的辅助设备运行或推进系统,从而提高能源的综合利用效率。
船舶设计中节能减排技术的应用
船舶设计中节能减排技术的应用摘要:节能减排技术是目前国际公约规范中的新内容,它在我国的船舶设计行业领域中被全面应用,这使得我国已经逐渐向造船强国快速发展。
本文中就具体研究了节能减排规则下的船舶设计标准动态跟踪技术内容,并就其船舶设计中的节能减排应用措施进行了全面剖析。
关键词:节能减排;船舶设计;动态跟踪;应用措施;减阻降耗;压载水处理海运业船舶设计必须充分考虑节能减排设计内容,如此对减少环境污染是有帮助的,它也已经成为了当前造船业的一大准入门槛,为船舶工业未来发展的一大趋势。
在国内,针对船舶设计的节能减排技术应用也紧跟国际发展动态,希望提高自主研发设计能力,确保我国船舶市场能够全面融入到国际市场领域的新一轮竞争机制中。
1.基于节能减排规则的船舶设计标准动态跟踪概述目前国际上的船舶设计能效与营运能效已经提出诸多强制性要求,在设计、建造船舶过程中应对IMO出台船舶节能减排提出具体的“绿色标准变革”,优化扩大技术领先优势,改变船舶行业标准规范打造中国造船绿色品牌,强化国内船舶工业竞争力。
就目前来看,分阶段所提出的空气污染限制标准已经有所优化,它主要基于船舶发动机的NOx以及燃油含硫量进行针对性控制,有效增加可吸入为微粒物PM控制能力,有效解决CO减排问题。
换言之,要建立船舶设计能效优2化营运能效,形成强制性技术要求[1]。
1.基于节能减排规则的船舶设计节能减排技术措施在本文看来,要基于节能减排规则展开船舶设计,提出多点节能减排技术,大体来说就要结合船舶减阻技术、推进效率提高、系统配置优化、节能设备丰富以及新型能源利用5点来谈[2]。
1.船体减阻降耗设计船舶设计节能减排技术的首要关键就是减阻降耗,构建船舶的低阻力线型设计机制,进行纵倾优化,如此对降低风浪中阻力、解决失速问题都有一定帮助。
例如国内某地区在传播设计方面就采用到了减阻降耗线型优化设计,其中50000t 的不锈钢化学品船舶通过线型优化改型设计可有效改善船舶的总阻力以及剩余阻力,其吃水装载状态可保证船舶航速至少提高1.48kn。
船舶节能减排的必要性和实施措施
Sailing Memo 航海备忘录能源 问题已经是各行业密切关注的问题,节能减排是我国的基本国策,关系到人民群众切身利益和中华民族生存发展,也是全球性能源紧张、人类居住环境恶化所引发的科学发展措施。
船舶节能减排是关系到节约能源、环境保护、降本增效和企业可持续发展等问题,特别是在航运市场低迷时期,节能减排在船舶管理中显得尤其重要。
一、船舶节能减排的必要性和背景1.航运企业降本增效可持续发展的要求持续高涨的燃油成本和持续增长的燃油需求使得船舶节能减排工作成为近年来世界各大航运公司的一个主要任务,近年来,船舶燃料费用呈显著增高趋势,占船舶航运运营总费用支出成本的比例颇大。
据统计,油船约占60%,散货船约占50%,定期客货船约占35%,小型运输船也占25%~30%。
加强船舶管理和设备维护保养及节能减排的基础性管理,研究和应用节能技术降低船舶能耗,不仅可以为航运企业节省燃油费用,同时减少船舶造成的环境污染,获得经济和环保双双重效益。
2.国计民生的要求党的十八大报告提出把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面。
作为世界第二大温室气体排放国,中国把积极应对气候变化作为关系经济社会发展全局的重大议题,并纳入经济社会发展中长期规划。
2009年,我国做出了至2020年单位GDP温室气体排放比2005年下降40%~45%的承诺。
交通运输部《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》规定到2015年,与2005年相比较,营运船舶单位运输周转量能耗下降15%以上。
3.国际公约法规的要求随着环境保护要求的提高,航运企业的温室气体排放已经成为国际社会关注的焦点,世界性组织纷纷出台相应公约和法规来控制船舶废气排放。
海上环境保护委员会在2009年10月举行的第58次会议上,分别藉决议MEPC.176(58)和MEPC.177(58)通过MARPOL73/78附则VI(防止船舶污染国际公约)“防止船舶造成空气污染规则”修正案和《氮氧化物技术规则》修正案,其中包括逐步调低全球的燃油含硫量上限和逐步调低氮氧化物(NOx)排放量等等要素的修正案于2010年7月1日全球生效。
船舶节能减排技术研究与应用
船舶节能减排技术研究与应用在如今全球关注气候变化和环境保护的背景下,船舶节能减排技术的研究和应用变得尤为重要。
船舶作为国际贸易的重要交通工具,其庞大的能源消耗和排放量直接影响着全球的环境状况。
因此,研究船舶节能减排技术,既是国际社会的共同责任,也是国内航运行业可持续发展的必然选择。
首先,船舶节能技术的研究与应用是一项系统性的工程。
从能源使用、动力系统、航行工况等多个角度进行优化。
例如,在能源使用方面,通过改进燃油的燃烧效率,减少能源的浪费;在动力系统方面,采用高效、低排放的动力装置,如涡轮增压器、电力推进系统等;在航行工况方面,通过合理的航线规划、速度控制和航行姿态的优化,减少船舶的阻力和波浪阻力。
通过系统性的技术研究和应用,可以从多个方面降低船舶的能源消耗和排放量。
其次,船舶节能减排技术的研究与应用需要与国际合作加强。
在船舶科技领域,国际合作和信息共享对推动技术发展至关重要。
船舶节能减排技术的研究,不能局限于一个国家或一个地区,需要各国共同努力,共享经验和成果。
在国际合作的基础上,可以开展船舶节能减排技术的研发、试验和示范,推动船舶行业的可持续发展。
此外,船舶节能减排技术的研究与应用还需要政策支持和经济激励。
政府对船舶节能减排技术的研究和应用可以制定相应的政策和法规,并提供经济与技术支持。
例如,给予采用节能减排技术的船舶减税或补贴,鼓励船东和航运公司积极投入到节能减排技术的研究和应用中。
此外,政府还可以建立相关的标准和认证体系,对节能减排技术进行认证和监管,提高技术的透明度和可行性。
最后,船舶节能减排技术的研究与应用还需要航运行业加强自身的创新和发展。
船舶作为全球贸易的重要组成部分,其节能减排技术的应用不仅对环境有益,也对航运行业自身发展有着重要意义。
船舶企业和船东应当加强技术研发和创新,探索新的节能减排技术和系统。
同时,引进和吸收国内外最新的船舶科技成果,提高自身的技术水平和竞争能力。
只有不断推进船舶节能减排技术的研究与应用,才能实现船舶行业的可持续发展。
船舶柴油机节能减排技术的研究与应用
关键词 : 船舶 ; 柴油机 ; 节能减排 ; 废 气利 用 c . 确保 良好的喷油质 量 , 如油品 的检查和妥善处理 , 检查和涮整 从二十世纪 中叶开始 , 全球气候恶化 、 资源枯竭 、 生物 多样性锐 减等能源 、 环境 问题十分严重 , 引起世界各 国的广泛关注 。 引发科技 喷油设备; 保证 良好 的燃烧 室条件 , 定期检查及 清洁燃烧室部件 , 检 力量核心聚焦于低碳生活 , 可持续发展经济。 查气缸密封 , 清洁冷却空间的水垢 的清洁 。 2 船 舶节 能 减 排 新 技 术应 用 与 分 析 众所周知船舶柴 油机 每天都大量消耗不可再生资源——柴油 , 面对 E t 益枯竭的能源 , 我们必须去寻求更节能 , 更环保 的应对措施 , 从二 十世纪 中叶, 人类已经开始研 究船舶 的节能减排 。设 计 出 例 如对优化 船 、 机、 桨 的配合 、 废气 处理 、 燃 油添加 去 面对我们所面临的问题 。 我们将从柴油燃烧 、 废气余热利用 、 以及 很 多新 的技术 , 新技术领域去探讨船舶柴油机节能减排的可行方案 。 剂、 V I T技术 、 高压共轨喷油技术 。 1 船舶 柴 油 机 燃 烧 研 究 2 . 1 优化船舶船体的研究 , 人类在船 首安装 了球鼻艏 , 用来降低 船舶主推进动力 能量来源 于燃油燃烧 , 燃油在燃烧室 中实现化 兴波阻力 。球鼻艏已经广泛应用于远洋 , 近洋船舶 , 以及军舰 。双体 学 能转化为热能和压力能 , 船舶柴油机 主要依赖压力能推动活塞上 船是一种高效 的节能型船舶 , 有效 的减少船舶 阻力 。但是 双体船舶 下运动 , 实现二次能量转换 。 柴油是船舶主推进的动力源 , 改进燃烧 并不适 用于远洋大型船舶 。而适用于小 型船舶 , 例如游艇 、 军舰 、 快 过程 , 加强管理使柴油机处 于低负荷工况下运行是船舶节 能减排 的 艇等船舶。螺旋桨在推进过程 中会 由于旋转产生涡流 , 形 成漩 涡阻 有效途径 , 同时也保证了柴油机 的运转寿命 。 力 。国外研究在螺旋桨轴盖上装设类似于鱼鳍的装置 , 数 量与桨叶 1 . 1 改善燃油喷雾 数量保持一致 , 形状各不 相同。 这样将有效减少船舶航行 阻力 , 提高 燃 油喷射质量直接影响可燃混合气 的形成 , 然而可燃气 的形成 船舶航运效率 , 降低燃油消耗 , 减少 大气排放 。 而且该装置适用于大 又对柴油机的燃烧质量起着决定性的作用 。 燃油喷射主要有三个阶 部分船舶 , 且造价低廉 , 结构简易 , 便于维护或更换。 段: 喷射延时 阶段 、 主要喷射阶段 、 尾喷 阶段 。 任何一阶段的喷射 , 过 2 . 2对废气 处理的研 究 , 提 出在废气管道末端 安装 , 颗 粒物 州收 早、 过迟都将带来燃烧 不完全 , 燃 烧质量 的低下 , 导致油耗增 压 , 柴 装置 , 分离出废气 中的颗粒物。 减少排人大气 的微粒 。 在燃料 e f  ̄ , 0 1 1 入 油机工作性 能降低 。异常现象如二次喷射 、 断续 喷射 、 不稳定喷射 、 添加剂 , 催化还原 , 部分化学成分 , 减少废气 中的氧化物。 隔次喷射 、 滴漏等现象同样是增压油耗的因素。轮机人员在 日常管 2 . 3 V T I 技术 : 在 柴油机低负荷 运转时 , 由于供 油量降 低 , 导致 理维护 中必须做好柴油机喷油定 时检查 , 及时发现异常 喷射 , 及时 爆 发压 力降低 , 柴油机效率随之降低 。V T I 技术 可以在柴油机不能 作 出处理 。以下是防止异 常喷射现象的措施 : 达到高爆发压力时 , 自动调整供油提前 角 , 提高爆 发压力 。 提 高柴 油 二 次喷射 : 二 次喷射会引起喷油持续 期过长 , 二次喷射 的燃油 机性能 , 节约燃油 。 是 在较低 的油压下 喷人气缸 , 雾 化质量 较差 , 燃烧 不完全 , 后 燃严 2 . 4高压共轨喷油系统 : 高压油泵提供 高压燃油到公共供 油管 , 重, 造成柴油机油耗 、 排烟和排 温升 高 , 柴油机性能降低 。设计方面 电子燃油喷射技术将基 于柴油发动机 的工作参 数 ,传感 器反馈信 必须保证在主喷射过程后 , 喷油嘴处不能 出现较高 的压力波动才能 号 , 自动控制 、 调整喷油定时和喷油量 。 油泵将仅仅实现建立油压 的 避 免二次喷射 , 可采取 的主要措施有 : 功能 。喷射量 , 喷油定 时将 由电磁阀来控制 , 采用高 压共轨喷油 技 a . 适 当减小高压油管的长度和内径 。 术, 更科学 , 更精准 的为主机不 同工况下运转提供精确 的燃油配量 , b . 选用较大喷油孔面积的喷油器 。 配时。 可节约大约 5 %的燃油。 而且适用各类型船舶 , 节省燃 油 I 可 观, c. 增 强 出油 阀减 压 卸 载 能 力 。 减 少 大 量有 害物 质 排 放 。 d . 选用刚性更强的出油阀弹簧 。 3 结 论 e . 适 度增 大 喷油 起 阀 的油 压 力 。 船舶柴油机节能减排在逐步发展 , 我们 不能一味去依赖科 学技 断续喷射 : 断续喷射将 导致燃油燃烧 不 良。不稳定 喷射 和隔次 术 的进步而忽略了人 为因素 。科技 为船舶柴油机更高效 、 更环保提 喷射会导致 柴油机转速不稳定 ,甚至导致速度较低时 自动停车 , 然 供 了可能 , 轮机人员对柴油机认 真的呵护是柴油机更安全 , 更节 能 , 而两次供油一次喷射时 , 将导致燃烧粗暴。 更少的大气排放提供 了保障 。地球是我们赖 以生存 的根本 , 人类 一 1 . 2改善可燃混合气 的形成 味的去索取 , 而忽略了对地球的保 护意识 。当我们不能停止这种索 开式燃烧室 : 多采用多空喷嘴 , 喷孔直径很小 , 针阀起 阀压力 较 取时 , 我们应该试着去减少对资源的需求 , 这本身也是一种保护 地 高 ,通常为 2 0 M p a 一 3 0 M p a 。应控制滞燃期形成 的可燃混合气量 , 形 球每 况愈下 , 全球 气候变暖 , 冰山融化 , 资源枯竭 , 是地球 的反抗也 成过量可燃混合气会导致燃烧压力 和燃烧压荷增加 ,燃烧粗暴 , 燃 是 对 人 类 爱 的 呼 唤 。 节 能减 排 迫 在 眉 睫 , 石 油 是 工业 生 产 能 量 的最 烧温度高较容易生成更多 的 N O x 。 大来源 , 也必将是最先挑战人类 所需 的能源 , 让我们一起行 动起来 , 涡流室式 :利用 的是有规律 的强 压缩气流促使 可燃混合气 形 节能减排 , 关爱地球 。 成, 所 以涡流室式燃烧室并不依赖大量的过量空气 。过量空气过多 参考 文 献 反而导致柴油机功率下降。 【 1 】 杨子龙. 船 舶 柴 油机 节 能减 排 技 术 发 展 趋 势 f J 1 . 柴油机 , 2 0 1 3 , 3 . 常用 的促进可燃混合气混合质量提高的措施有 : [ 2 】 岳 国良, 李楠 . 柴油机 节能减排技 术研 究发展 趋势l J 1 - 交通 节能与 a 确 保 有良好 的换 气质量 , 如对进 气压力 、 温度的控制 , 进排气 环 保 , 2 0 0 9, 4 . 管道 的清洁 , 调整进排气定时 , 确保定时准确。 【 3 】 李 国瑞. 船用柴油机节能减排技术发展思路 【 J 1 . 上海造船 , 2 0 0 8 , 3 . b . 确保 气缸具有 良好的热状态 , 对 压缩终点压 力 的检 查 , 冷却 【 4 】 翟鸣坤 , 郭军武. 船舶柴油机废气排放控制【 J 】 . 江苏船舶 , 2 0 1 3 , 5 . 状 态 的检 查 , 活塞 环 的工 况 的检 查 。 作者简介 : 赵春生( 1 9 7 0 , 3 一 ) , 男, 讲师 , 研 究生学历 , 双硕士 , 研 究方向: 机舱 资源管理及海事公 约研 究。
船舶柴油机节能减排技术的运用
工程应用船舶物资与市场 550 引言众所周知,我国近年来不断引进先进国家的新型技术、工艺,推动了各个领域、行业的快速发展,很多行业已迅速成长为支撑我国经济发展的支柱性产业,比如我国的海洋开发与利用事业,以其高速增长、迅速扩张的态势,已成为我国尤为突出的领域之一。
并且,海洋开发与利用事业得到了国家层面的大力支持,船舶等海上交通工具大批量生产,并迅速投放于海洋开发。
但由于大规模的开发与探索也导致我国海洋领域的生态平衡遭到破坏,海洋污染等生态问题源源不断、席卷而来。
因此,为打下持续性开发的基础,现阶段必须对船舶柴油机等污染源进行节能减排处理。
1 优化柴油燃烧过程1.1 提高高增压技术通过高增压技术能够明显提高柴油机整体压力,进而在正常使用的条件下达到减少能耗的效果。
现阶段,市面上流行的增压产品已经能够达到5.2的高压比,甚至正不断向超高压比的程度上优化。
但高增压技术不单单只停止于增加高压比上,可以说提高压力比对于改善柴油机功能、性能的作用不算突出[1]。
因此,还需要不断改进增压系统与增压技术,比如配备废气旁通器、增加可变截面等。
1.2 优化电控高压共轨喷油技术电力控制的高压共轨燃料喷射燃烧技术是通过电力的连接控制,将高压油管中的燃料加压,再通过共轨管道进行燃料蓄压,最后利用高速运作的喷射电磁系统或压电晶体进行燃料的燃绕、喷射过程。
高压共轨喷射技术的有效使用有利于减轻喷射压力受容积式往复泵脉动式供油特性的影响,进一步提高了燃料供应与喷射燃料双方面的独立性,既能够做船舶柴油机节能减排技术的运用于景波(中交天航滨海环保浚航工程有限公司,天津 300000)摘 要 :现阶段,我国船舶大部分仍使用的是柴油燃料。
本文主要从优化柴油燃烧过程、控制废气排放方面与具体节能减排方法等三方面入手,尽可能多地提供针对船舶柴油机的节能减排方法,进而实现减轻排放污染与减少资源浪费的目标。
关键词:船舶柴油机;节能减排;燃烧技术;废气控制中图分类号:U664.121;X736.3 文献标识码:A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2019.11.018[引用格式]于景波.船舶柴油机节能减排技术的运用[J].船舶物资与市场,2019(11):55-56.收稿日期:2019-10-21作者简介:于景波(1979-),男,本科,工程师,研究方向为轮机工程。
船舶动力系统的节能减排技术与应用
船舶动力系统的节能减排技术与应用在全球对环境保护的重视日益增强的背景下,船舶运输业作为重要的运输方式之一,其动力系统的节能减排成为了行业发展的关键课题。
船舶动力系统的能耗和排放不仅关系到运营成本,更对大气环境和海洋生态产生着深远影响。
因此,深入研究和广泛应用节能减排技术,对于船舶行业的可持续发展具有重要意义。
船舶动力系统主要包括内燃机、蒸汽机、燃气轮机、电力推进系统等。
其中,内燃机在船舶中的应用最为广泛,尤其是柴油机。
然而,传统的船舶内燃机在燃烧过程中会产生大量的废气,如氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)和颗粒物(PM)等,对环境造成严重污染。
为了减少这些污染物的排放,一系列节能减排技术应运而生。
其一,优化燃烧过程是节能减排的重要手段。
通过改进喷油系统,如采用高压共轨燃油喷射技术,可以使燃油的喷射更加精确和均匀,提高燃烧效率,减少未完全燃烧的燃油量,从而降低污染物的排放。
同时,合理控制燃烧室内的空气和燃油混合比例,以及优化燃烧相位,也能够有效提高燃烧质量,减少能源浪费和污染物的生成。
其二,废气再循环(EGR)技术在船舶动力系统中得到了越来越多的应用。
EGR 技术将一部分废气重新引入到进气系统中,降低了燃烧室内的氧气浓度和燃烧温度,从而抑制了 NOx 的生成。
此外,采用选择性催化还原(SCR)技术可以将废气中的 NOx 转化为无害的氮气和水。
SCR 系统通常使用尿素作为还原剂,在催化剂的作用下与 NOx 发生化学反应,实现尾气的净化。
除了对传统内燃机进行改进,新型的动力系统也在不断发展和应用。
LNG(液化天然气)动力船舶逐渐成为市场的新宠。
LNG 作为一种清洁能源,燃烧后的污染物排放显著低于传统燃油。
与传统的柴油动力相比,LNG 动力船舶能够减少大约 20%至 30%的 CO₂排放、90%以上的 NOx 排放和几乎 100%的 SOx 和 PM 排放。
此外,LNG 还具有储存和运输相对便利的优点,为船舶的大规模应用提供了可能性。
船舶节能减排技术的应用探究
船舶节能减排技术的应用探究摘要:为提高船舶运营经济效益和保护环境,实现船舶节能减排目标,探讨节能减排的途径有优化航线选择、优化船舶航行状态、减少使用额外的发电机、降低发电机负荷、加强机器设备的维护保养管理、建立节能生产奖惩机制。
加强船舶节能减排,既能缓解能源环境压力,节约航运企业的营运成本,同时也可减少环境污染。
关键词:船舶;节能减排技术;应用引言近些年,我国社会经济建设飞速发展,而环境污染与能源消耗问题则愈加的严峻,在此背景下节能减排技术在社会各个领域之中得到极为广泛的应用,实现对自然环境与生态环境的保护。
因此,加强节能减排技术在船舶设计中的应用就十分的有必要,在减少船舶运输对环境所带来的污染同时,实现对海洋环境与各种生物能源的有效保护。
1 船舶节能减排的需求1.1 发展航运的需要船舶运输行业一直努力的方向就是利用最合理的耗油和航速关系,来得到最优化的经济效益,由于不断建设和推广环境友好型、资源节约型社会,对于船舶运输行业来说,节能减排逐渐成为国家船舶企业不断发展和落实科学发展观的关键,同时也是履行社会责任的主要内容。
在运输船舶的时候,需要依据船舶工况和船舶运行航线的实际变化情况,合理分析船舶实际运行过程中出现的耗油记录以及修订系数偏差值,以便于得到实际的耗油信息数据,分析实际节能方式,保证能够完全符合实际运输需求。
1.2 国计民生的要求党的十八大报告提出把生态文明建设放在突出地位,融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面。
作为世界第二大温室气体排放国,中国把积极应对气候变化作为关系经济社会发展全局的重大议题,并纳入经济社会发展中长期规划。
2009年,我国做出了至2020年单位GDP温室气体排放比2005年下降40%~45%的承诺。
交通运输部《“十二五”水运节能减排总体推进实施方案》规定到2015年,与2005年相比较,营运船舶单位运输周转量能耗下降15%以上。
1.3航运企业降本增效可持续发展的要求持续高涨的燃油成本和持续增长的燃油需求使得船舶节能减排工作成为近年来世界各大航运公司的一个主要任务,近年来,船舶燃料费用呈显著增高趋势,占船舶航运运营总费用支出成本的比例颇大。
船舶燃油消耗与节能技术优化船舶燃油消耗与节能技术的应用
船舶燃油消耗与节能技术优化船舶燃油消耗与节能技术的应用船舶燃油消耗一直是全球航运业面临的一大挑战。
随着对环境保护意识的增强和能源资源的日益紧缺,船舶节能技术的应用变得尤为重要。
本文将探讨船舶燃油消耗与节能技术的优化和应用。
一、船舶燃油消耗问题船舶作为全球贸易的重要运输工具,其燃油消耗量巨大。
据统计,船舶燃油消耗占全球总燃油消耗的80%以上。
船舶的高能耗不仅对能源资源造成压力,还对环境造成巨大影响。
船舶排放的废气排放量不断增加,导致空气污染和全球变暖等环境问题。
二、船舶节能技术的优化为了降低船舶燃油消耗,节能技术的优化显得尤为重要。
以下是几种常用的船舶节能技术:1. 涡轮增压技术:通过提高船舶发动机的进气压力,增加燃油的燃烧效率,从而降低燃油消耗。
2. 电动推进系统:使用电动力来推动船舶,相比传统的内燃机推进系统,电动推进系统可以实现更高的能源利用率。
3. 船体阻力降低技术:通过优化船舶的外形设计和船体涂层材料,减小船体在水中的阻力,降低燃料消耗。
4. 节能航行控制系统:通过自动化技术实现船舶在航行过程中的节能控制,如智能航行路径规划、动力优化控制等。
三、船舶节能技术的应用为了实现船舶燃油消耗的优化,航运业和相关研究机构进行了大量研究和实践。
以下是一些船舶节能技术的应用案例:1. 涡轮增压技术在船舶燃油消耗优化中的应用:某航运公司将涡轮增压技术应用于其货船,通过改进发动机的涡轮增压系统,使燃油消耗降低了10%以上。
2. 电动推进系统在船舶节能中的应用:一些豪华邮轮开始采用电动推进系统,不仅能够降低能源消耗,还减少了噪音和振动。
3. 船体阻力降低技术在船舶节能中的应用:通过船体涂层材料的改进,某航运公司的集装箱船舶的航行阻力减少了5%,燃油消耗降低了7%。
4. 节能航行控制系统在船舶燃油消耗中的应用:一些船舶公司开始采用智能导航系统,在船舶的航行过程中优化航线和动力控制,有效降低了燃油消耗。
综上所述,船舶燃油消耗与节能技术的优化和应用对于降低航运业的能源消耗和环境污染具有重要意义。
海上油气开采设备的节能减排与绿色环保技术
海上油气开采设备的节能减排与绿色环保技术近年来,随着全球能源需求的不断增长,海上油气开采已成为满足人类能源需求的重要方式之一。
然而,海上油气开采不可避免地带来了一系列环境问题,如能源消耗、废水排放、气体排放等。
为了应对这些问题,节能减排与绿色环保技术在海上油气开采设备中得到了广泛应用。
首先,海上油气开采设备的节能技术在减少能源消耗方面发挥了重要作用。
开采过程中,设备运转所需的大量能源是导致能源消耗增加的主要原因。
为降低能源消耗,节能技术被引入到海上油气开采设备中。
例如,先进的节能机械设备具有低能耗、高效率的特点,可以有效地减少能源消耗。
此外,通过在设备中使用节能节电技术,如变频控制、节能电机等,也可以实现节能减排的目标。
这些技术的应用不仅能够降低能源成本,还有助于减少温室气体和污染物的排放。
其次,海上油气开采设备的减排技术在降低环境污染方面发挥了重要作用。
废水和气体的排放是海上油气开采过程中常见的环境问题。
为了减少废水和气体的排放,绿色环保技术被广泛应用于海上油气开采设备中。
例如,废水处理技术可以通过膜分离、生物处理等方法,将含有有害物质的废水转化为清洁可再利用的水资源。
同时,气体排放控制技术也被用于减少排放物质对大气环境的影响。
例如,采用催化转化技术和烟气脱硫技术可以有效地减少废气中的有害物质含量,改善大气环境质量。
此外,绿色环保技术还包括对海上油气开采设备的环境监测与评估。
通过使用先进的监测设备和技术,可以及时监测和评估环境污染的程度,从而采取相应的措施进行治理。
例如,建立环境监测站点和污染物排放监控系统,可以实时监测海上油气开采过程中的环境污染情况。
同时,通过应用环境评估技术,可以对开采设备的环境影响进行定量评估,为采取相应的环保措施提供科学依据。
总的来说,海上油气开采设备的节能减排与绿色环保技术在实现可持续发展目标方面具有重要意义。
这些技术的应用不仅能够减少能源消耗和环境污染,还有助于提高海上油气开采的效率和经济效益。
均质机原理及运用
燃油均质机的原理及运用一. 船舶柴油机使用重油时所面临的问题二. 重油的微观结构三. Microfuel均质机原理四. Microfuel均质机结构五. Microfuel均质机的功能,使用及投资回报六. 均质机的发展七. Pre-2000的船舶如何应对MARPOL附则VI中对柴油机NOx排放的追溯要求一.船舶柴油机使用重油时所面临的问题随着国际燃油价格不断上涨及航运业的激烈竞争,人们试图使用低价劣质燃油以降低成本,但随之产生的大量油渣及沉淀物的处理成为特别棘手的问题,当前船舶柴油机使用的燃料油主要是180cst,380cst,500cst,700cst,它们是工业炼油经过催化裂化加工后的剩余产物,其中沥青质含量特别高,同时钒,氧化铝,氧化硅等杂质也较多,劣质燃油的使用增加了发动机的机械损伤。
沥青质是导致油渣增多和燃烧恶化的主要原因,同时沥青质增加了燃油的不相容性,造成储存柜,沉淀柜中燃油沉淀,在分油机中难以分离。
由于沥青质的集结造成船舶供油系统中滤器频繁堵塞,以至影响到柴油机不能正常工作。
三. Microfuel均质机原理对重燃油的结构分析显示重燃油中存在大量的沥青结团,其平均直径约为40-60微米,均质机是通过定子-转子结构,在几种组合力作用下将燃油中沥青结团破碎匀化成平均直径3-5微米的颗粒,使燃油结构更加均匀易于燃烧。
所有矿物质及其固体颗粒在匀化过程中被分离出并很容易的用10微米精细滤器滤出,从而有效的避免了固体颗粒对机器的磨损。
通常一个60微米直径的结团被破碎分离成12,960个直径3微米的油粒,使原油珠表面积增加了23.5倍。
燃烧过程燃料表面积越大,则输出的功率越高。
四. Microfuel均质机结构Microfuel燃油均质机的定子-转子结构6六.均质机的发展:早期的燃油均质机与电动机之间采用普通机械式联轴器,均质机轴使用机械密封,由于均质机在高速高温条件下工作,机械密封工作几千小时便需更换,台湾长荣公司的货船曾因均质机密封泄漏发生火灾,此后机械式联轴器的均质机逐渐不被使用。
一种追求完美的新机器“均质机”诞生了 :谈船用燃油系统中均质机的应用和发展
油供 应 系 统 中的滤 器 精度达 到 1 u,使滤 器 更加 容 易堵 塞 或增 0
加 清 洗 次 数 , 均 质 机在 其 中 的作 用 尤 其 明 显 。 这 种安 装 方式 ,在 安庆 长谷 川 公司 ( I 日本 H K R S N Y IA I A G O 独 资 ) 生 产 的 燃 油 供 应 单 元 中 被 大 量 使 用 , 其 单 元 中 的 滤 器 精 度 达 到 1 , 得 到 了许 多 发 动 机 厂 和 船 东 的 推 崇 和 支 持 。 u 0 目前 石 油 价 格 不 断 上 涨 , 使 用 劣 质 燃 油 的 发 展 趋 势 明 显 。 均质 机 必将 跟 随这 种趋 势而 得 到 更大 的发 展和 应 用 。
损 , 重 则可 能造 成 拉缸 、喷 油 泵 咬死
等 事 故 。均 质 机 能 够 有 效 的剥 离 这些
本 文 重 点 介 绍 的 是 日 本 HI ARI K 粒 子 外 包裹 的软 性 淤渣 , 加大 了这些 粒 子 对 燃 油 的 比 重 差 , 使 得 分 油 机 很
高 ,节 能 降 耗 已在 航运 企 业 中 占有举
均 质 机 安 装 在 分 油 机 之 前 , 通 过 均 质 机 的 有 效 搅 拌 、 粉 碎
作 用 ,使 得燃 油 中的 沥青 等 胶质 淤 渣 成 分被 均 匀 细 化 ,有 效 消
除 分 油 机 的
重 油 沉 淀 柜
重油日
不 正 常 排 渣
和 故 障 ; 有
效 剥 离 硬 质
一
复 到好 油 状 态 。使用 均 质 机 很 容 易 消
除 分 油机 不 正 常 排渣 和 滤 器 的堵 塞现
限 ,不会 影 响分 油机对 水 的分 离作 用 。 而 且 ,具 有 少 量 乳 化 现 象 的 燃 油 ,对 发 动机 的燃烧 及N x 排放 , 利而无 害 。 O的 有
浅谈减排新技术在船舶柴油机中的应用
浅谈减排新技术在船舶柴油机中的应用摘要:随着社会的发展,节能减排逐渐进入人类的社会生活。
在船舶柴油机机中节能减排新技术也显得尤为重要,近几年来,国际燃油价格逐步上涨,海洋环境污染日益严重,在这种背景下,船舶节能减排技术受到世界海事组织和航运公司越来越多的关注,本文就减排新技术在船舶中的应用展开简要论述。
关键词:船舶柴油机;经济航速;智能型;余热利用引言自第二十世纪中期以来,全球气候变化、资源枯竭、生物多样性减少等能源和环境问题日益突出,引起世界各国的广泛关注。
采用科技手段聚焦于低碳生活,经济可持续发展刻不容缓。
大家都知道,船舶柴油机每天消耗大量的不可再生资源——柴油,在面对日益枯竭的能源的今天,我们必须寻求更高效,更环保的措施,来面对我们所面临的问题。
我们可以从柴油燃烧,废气余热利用等方面探索新的科技以及可行的方案,制造节能减排的船舶柴油机。
1 船舶柴油机燃烧研究船舶的主要推进能来自燃料燃烧,燃烧室中的燃油可以实现化学能转化为热能压力能,而船舶柴油机主要依赖于压力能推动活塞上下移动,实现二次能量转换。
柴油机是船舶的主推进动力,所以改善燃烧,加强这方面的管理,使柴油机在低负荷工况下运行,是节能减排的有效途径,同时还可以保证柴油机的使用寿命。
1.1 改善燃油喷雾燃油喷射质量直接影响可燃混合气的形成,但是,燃气体的形成对柴油机燃烧的质量又起着决定性的作用。
燃料注入主要有三个阶段:喷射延时阶段、主要喷射阶段、尾喷阶段。
任何阶段的喷射,或早或晚都将导致燃烧不完全、燃烧质量低的情况出现,导致油耗增压。
异常现象如二次喷射、断续喷射、滴漏等现象同样是增压油耗的因素,每次出现滴水现象等现象,也都在提高消费因素的影响。
在轮机人员的日常管理和维护方面必须要定时检查,若发现异常及时处理。
以下是防止异常注入现象的措施:二次喷射:将导致燃油喷射持续时间太长,二次喷射的燃油是在较低的油压下喷入气缸,不能完全燃烧,后燃严重,导致柴油机的燃料消耗增加、排烟和排温升高,使得发动机的性能降低。
船舶燃油管理提供船舶燃油管理的最佳实践和节能减排方案
船舶燃油管理提供船舶燃油管理的最佳实践和节能减排方案船舶燃油管理在如今全球能源环境的背景下日益受到关注。
作为海洋交通工具主要的燃料来源,船舶燃料不仅影响着运输成本和航行效率,也对环境产生着巨大的影响。
为了满足全球环境可持续发展的要求,船舶行业需要采取最佳实践和节能减排方案。
本文将通过分析当前的挑战和机遇,提供一些关键的燃油管理措施和创新的节能减排方案。
一、船舶燃油管理的挑战和机遇船舶燃油管理面临着一系列的挑战和机遇。
首先,船舶行业是全球化的,需要在不同国家和地区的法规和标准下运作。
这意味着船舶运营商必须了解和履行不同国家间的燃油管理要求。
其次,船舶燃料价格的波动性对运营成本产生了直接的影响。
为了降低成本,船舶运营商需要寻求更有效和经济的燃油管理方法并减少能源消耗。
此外,随着全球对环境问题的重视,船舶行业也面临着减少温室气体排放和满足碳排放标准的压力。
这些挑战为船舶燃油管理带来了机遇,可以推动创新和技术进步。
二、船舶燃油管理的最佳实践1. 燃油采购和供应链管理为了降低燃油成本,船舶运营商可以通过制定有效的燃油采购策略和优化供应链来实现节约。
首先,他们可以与多个供应商建立稳定的合作伙伴关系,以获取更有竞争力的价格和更高质量的燃料。
其次,运营商可以利用船舶航行数据和先进的供应链技术来进行燃料需求的准确预测,以避免不必要的库存和运输成本。
2. 船舶设计和维护船舶的设计和维护对燃油效率和环境影响具有重要意义。
运营商可以选择使用先进的船舶设计和轻量化材料,以减少阻力和燃料消耗。
此外,定期的船舶维护和修理是保持船舶性能和燃油利用率的关键。
通过定期检查和维修船舶设备,可以最大程度地减少能源浪费和碳排放。
3. 航行和船舶操作优化航行和船舶操作是降低能源消耗和减少碳排放的重要策略。
通过使用先进的导航和船舶定位技术,船舶运营商可以选择最佳航线和航速,从而减少阻力和船舶燃料消耗。
此外,训练船员和制定严格的操作程序也对提高燃油效率和减少排放有重要影响。
均质机在船用重质燃油系统中的应用
均质机在船用重质燃油系统中的应用方德忠(南京金陵船厂有限公司江苏·南京210015)摘要根据现代重质燃料油的特点及可能带来的危害,指出了现有船用重质燃油系统在处理现代劣质重质燃料油过程中所存在的问题,通过对均质机原理的阐述,分析其在燃油系统中解决所存在问题的可行性,并提出了有效的解决方案。
关键词均质机重质燃料油船用燃油系统中图分类号:U677文献标识码:A0引言重质燃料油(以下简称重油)具有高发热值,储运稳定,成本低,使用范围广等特点,已成为冶金,建材、化工、轻纺、电力、航运等行业的主要能源之一,特别是随着国际原油价格的不断攀升和航运业的激烈竞争,为降低能耗成本,重油在船舶中的使用越来越广泛,已成为大马力、中、低速船舶柴油机的主要燃料。
与此同时,随着炼油技术的日益进步,船用重质燃料油的质量越来越差,给重质燃料的使用带来的问题越来越多。
目前船舶燃料油的质量问题日益严峻,此问题处理不好,不仅会大大增加运输成本,还关系到船舶的航行安全。
因此,分析现有船用重质燃料油使用过程中存在的问题,并寻求解决方案,保证船舶在使用重油的过程中,真正达到安全、节能、环保、自动化的目的具有现实意义。
1船用重质燃油净化供应系统1.1燃油系统的基本构成船用燃油系统的作用是将一定规格的燃油进行系列处理按照柴油机使用要求连续地以一定的温度(粘度)、流量、压力输送到喷油泵入口端。
因此,整个燃油系统具体分为两个几乎完全独立的系统,一个是柴油系统,另一个是高粘度燃料油系统。
系统通常由三大环节组成:燃油的加装、储存和驳运;燃油的净化处理;燃油的供给使用。
在现代船舶柴油机燃油系统中,一般设有独立的柴油及重质燃油净化系统和供应系统。
1.2燃油净化系统典型的燃油净化处理系统中一般配置有沉淀油箱、加热器、供油泵、离心分离机、控制系统及管系等。
燃油净化处理系统中预处理主要包括设置沉淀箱进行燃油沉降分离与配置加热器进行预热温度控制。
离心分离机的作用主要是通过离心力的原理,将密度大于油的固体颗粒、水等组分进行分离去除。
船舶节能减排实际应用
船舶节能减排实际应用作者:史伟欣来源:《现代经济信息》 2017年第24期船舶节能减排实际应用史伟欣江苏利电集团摘要:船舶系统运行的经济性是提高船舶营运收益的重要途径之一。
通过现有的安装电伴热和燃油系统加装均质机探讨对船舶营运的影响。
本文介绍了船舶节能减排的实际应用。
关键词:船舶;节能减排;均质机;电伴热带;实际应用中图分类号:U673???文献识别码:A???文章编号:1001-828X(2017)036-0-01船舶运行需要燃烧大量的燃油。
燃油涉及整个船舶动力系统,作为提供船舶动力的来源,燃油的质量直接影响到船舶运行是否更加高效、经济、环保等。
在燃油管道安装电伴热,使燃油维持相应的温度,保证燃油的粘度。
在输油系统中安装燃油均质机,改善燃油品质,提高燃油燃烧的效率。
一、船舶燃油管路安装电伴热1.温度对燃油的影响有资料显示,提高燃油温度,能够减少燃油的粘度和表面张力,改善雾化性能,进而改善燃油的燃烧和氮氧化物的排放。
同时,合适的燃油温度使得燃油燃烧更合理,提高船舶主机等的使用寿命。
2.电伴热工作电伴热带有很多形式,针对不同的管道(罐体)可以分为以下几种:自限温电伴热带、并联式电伴热带、串联式电伴热带、高温电伴热带、硅橡胶电加热带和MI加热电缆。
我司利电系列船舶采用的电伴热带形式为自限温电伴热带。
其结构形式如下图1所示。
二、燃油系统安装均质机1.现代重质燃油的特点及影响重质燃料油对柴油机及相关辅机的影响的质量指标较多,处理系统存在的弊端日渐显露,表现为:(1)设备故障率和维护成本增加。
(2)不该分离的有效成分被分离,造成浪费。
(3)该分离的有害颗粒未被分离,造成损害。
(4)形成的“二次淤渣”未被有效处理,造成故障与浪费。
2.均质机原理均质机是一种在重质净化供应处理系统中的辅助设备,该机利用超声波以及高速旋转机构的挤压与剪切作用,将离心分离后在日用柜中的“二次结渣”充分细化均质,保证柴油机可靠工作。
船用燃油均质机的使用功效及特点
船用燃油均质机的使用功效及特点摘要本文分析了船舶柴油机燃用劣质料油存在的问题,阐述了燃油均质机的原理,作用,使用功效及经济效益。
关键词均质机;劣质燃料油;油渣;绿色船舶;氮氧化物0引言随着油价的不断上涨,使得燃油占航运企业运输总成本的比例越来越高。
水运企业运输船舶燃油成本已占运输总成本的50%~60%。
节约燃料费用已成为航运企业降低成本、提高经济效益的重要手段,越来越多的船舶使用价格更低的劣质燃料油。
然而,重油中存在大量以沥青质为主的油渣,油渣量增多对船舶产生了诸多不利因素,如柴油机积碳增加,喷油部件磨损加剧,燃油滤器堵塞等等。
沥青质与燃油具有相近的热值,因此简单地将沥青质作为油渣处理是一种浪费,而使用燃油均质机能够很好地解决这些问题。
1使用劣质燃料油存在的问题目前所使用的劣质燃料油主要指180cSt,380cSt,500cSt,700cSt的燃料油,这种油是工业炼油FCC(催化裂化)剩余产物,其中存在大量油渣和催化剂残留物,(1)油渣中约80%是沥青质,沥青质以平均直径30-40微米结团的方式悬浮在油中,结团之间会聚合成更大团块,燃油沥青质增多时柴油机容易发生以下故障:1)燃烧时间延迟使缸套表面的气缸油蒸发,燃烧,油膜被破坏或变薄;2)由于可燃性差,部分沥青结团来不及燃烧产生的未燃烧碳和烟灰会导致活塞环和缸套过度磨损,严重影响柴油机的工作状况和产生排放污染;3)活塞环咬死、断裂;增加燃烧室沉积物;4)发火延迟;喷油泵、器咬死、喷嘴积碳;5)油渣量的增加不但增加了燃油费用,而且增加了油渣处理费和工作量。
另一方面,催化裂化中产生的催化剂残留物主要是氧化铝及氧化硅等固体颗粒状物质,直径约在15-18微米范围内,燃油中残留物颗粒硬度很高,在燃油通过柴油机喷油系统时对喷油器,高压油泵偶件等造成非正常磨损,大大缩短零件使用寿命。
柴油机通常使用孔径10微米的精细滤器来滤除催化剂残留物,但是使用劣质燃料油时大量沥青质结团会堵塞滤器,使柴油机无法工作,很多船东不得不改用较大孔径的滤网,当滤网孔径大于20微米时,催化剂残留物和油一同进入柴油机,造成相关燃油部件急剧磨损。
燃油研磨机用于船舶节能减排
燃油研磨机用于船舶节能减排
陈明兴
【期刊名称】《航海技术》
【年(卷),期】2013()4
【摘要】1必要性随着船舶体量越来越庞大,燃油日消耗从几十吨增加到成百吨,在船舶营运成本中占比超过50%。
为降低燃油费用,船舶纷纷燃用重质燃料油。
【总页数】3页(P53-55)
【关键词】船舶营运成本;燃油费用;节能减排;机用;研磨;重质燃料油
【作者】陈明兴
【作者单位】中海集装箱运输股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U698
【相关文献】
1.燃油均质机在船舶节能减排中的应用 [J], 宋波
2.用于柴油机节能减排的DUAP燃油喷射系统 [J], Marcos Gutierrez;包晓;田睿;
3.用于柴油机节能减排的 DUAP 燃油喷射系统 [J], Marcos Gutierrez;包晓玥(译者);田睿(校者)
4.我国船舶燃油污染损害民事责任限制法律制度反思--从北方海航道船舶燃油污染损害民事责任限制法律适用谈起 [J], 白佳玉;杨占波
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燃油均质机在船舶节能减排中的应用
1燃油均质机在船舶营运中的必要性
重质燃油(以下简称重油)具有高发热值,安全的储运性能,无后处理排放的特征,对于船舶航运业来说,随着船舶体量越来越庞大,燃油消耗成本在船舶营运成本中占比已经超过了50%,在竞争激烈的航运业,为降低能耗成本,重油在船舶中的使用越来越广泛,重油已经成为中低转速船舶柴油机和燃油锅炉的主要燃料。
重油是以原油提炼而剩下的残留油为主,再添加适量轻质油调配达到所需要的黏度,所以不但沥青等大分子结团含量特别高,而且杂质多。
随着炼油技术的日益进步,船用重油的品质却是越来越差,船舶燃用这种密度高、沥青多、油泥多的重油,正面临着越来越多的棘手的问题:
1.1重油预处理和净化处理困难船用重油的预处理和净化处理主要通过沉降、离心分离和过滤等方法脱除燃油中的水分和固态物质,燃油的高密度以及大量存有的沥青、杂质等给船舶分油机的净化分离带来越来越多的困难,不但使杂质、淤渣未能有效分离,还大大提升分油机的故障率,增加滤器负担;同时重油在船舶储油柜沉积形成大量的油泥沉淀,并使分油机、过滤器等处产生大量污垢,甚至堵塞,造成燃油驳运困难。
1.2燃油燃烧不完全影响柴油机工况重油中存有大量沥青质等絮凝物质,不利于燃油雾化,且因黏度不一使得雾化水准不一致,造成燃烧不完全。
未完全燃烧的碳颗粒常常是引起相关机件发生异常磨损的原因,尤其是残留在油品中的催化剂微粒细小,既硬又脆,进入燃油系统后会对高压油泵柱塞和套筒造成异常磨损甚至咬死,还会使喷油器异常磨损,造成喷油雾化不良,缸套、活塞环等磨损加剧。
同时不完全燃烧的热效率低,增加船舶能耗,造成资源浪费。
1.3船舶废气排放污染严峻船舶柴油机燃烧的重油因为存有着大量的沥青质而产生了大量的CO2,同时为了改善柴油机燃烧工况而增大空气供给量,又增大氮氧化物的排放,这些废气的排放对环境造成了严峻
的污染。
根据IMO73/78防污染公约附则Ⅵ防止船舶造成空气污染规则要求,船舶必须节能减排。
为了解决船舶燃用密度高、沥青多、油泥多的重油带来的以上种种问题,燃油均质机(以下简称均质机)这种在重油净化处理系统中的辅助设备,其作用日益突显。
2均质机的工作原理及其实船应用
2.1工作原理以当前应用比较广泛的叶轮式均质机为例,其工作原理是:通过电机带动其腔体内的DS叶轮和HT叶轮高速旋转,产生高线速度和高频机械效应,对流经的重油实行处理,使重油在两片叶轮的高速相对运动中,受到强烈的切割、搅拌、研磨、离心撞击等综合作用,并在腔体内的某些区域形成极大地真空,通过涡空能量的作用把沥青质等大分子软性淤渣均匀乳化、分散,降低燃油表面张力,使燃油更加细微均匀,如此循环往复,最终得到高品质的燃油。
2.2船舶实船安装位置均质机根据其安装的位置不同,所起的作用也有所差别,一般船舶都选择安装在如下两个位置:
2.1.1安装在燃油净化系统中,即燃油沉淀柜与分油机之间,有利于提升分油机的分离效率,降低排渣量。
分油机主要是通过离心力的作用,将燃油中密度大于油的固体颗粒、水等成分实行分离去除。
重油经过均质机处理后,机械颗粒等杂质迅速从以其为结晶核心的淤渣团中剥离出来,使分油机更容易将其分离,提升了分油机的分离效果,从而减少发动机部件的磨损和故障。
另一方面沥青质等可燃烧的大分子淤渣团因其比重较大而被分油机分离出来形成油渣,均质机能有效的将这些大分子淤渣研磨至小于5μm并均匀乳化,幸免分油机将其分离,从而降低了分油机的排渣量,大大提升了燃油的利用效率,从而有效地降低船舶能耗。
2.1.2安装在燃油供应系统中,即进柴油机(主机、副机)前,有利于改善燃烧工况,降低排放。
经过度油机分离后的燃油进入燃油日用柜后,因为燃油的不稳定性,被粉碎的沥青质等大分子淤渣团,一段时间后可能重新凝聚,产生“二次淤渣”。
在燃油日用柜后进柴油机
前安装均质机能将燃油中的“二次淤渣”进一步被粉碎、溶解,使燃
油更加细化均匀,提升柴油机的喷油雾化水准,使燃油燃烧更加充分,减少CO2、NOX等有害气体和固体颗粒物排放,减少了环境污染。
同时
也减少了柴油机相关零部件磨损,使其使用寿命延长,降低了柴油机
的维护成本。
3均质机实船使用效果分析
船舶安装均质机后能从多个方面提升经济效益并减少对环境的污染。
某54500DWT散货船,国内南北航线,2013年6月安装了3台均质机:处理量为8m3/h的均质机2台,分别安装在分油机前以及主机供油单
元燃油循环泵后(进主机前);处理量为4m3/h的均质机1台安装在
副机供油单元燃油循环泵后(进副机前)。
通过两年多实船使用证明,在以下几个方面得到了较为明显的改善:3.1对比安装均质机前后的分油机拆洗情况,发现原有的胶质垃圾基本不见,人工清洗时间由2天
延长至一个航次;同时分油机出渣率由1%降低为0.5%,排渣量每航次
约减少2m3,一定水准上降低了船舶能耗。
3.2对比船舶烟囱排烟情况,原先排烟烟色发黑,偶有火花、碳粒,
船舶后甲板处有明显的黑色烟灰痕迹。
安装均质机后排烟烟色变淡,
无明显黑烟,后甲板处黑色烟灰痕迹消逝。
3.3对比各管路燃油滤器拆洗情况,原先打开滤器时滤芯表面几乎全
部是又黑又粘的垃圾,安装均质机后,滤器打开时滤芯表面是相对干
净的,金属的本色能看到,只有燃油中的颗粒垃圾。
3.4主机燃油反冲滤器和应急滤器内壁垃圾、杂质极少,反冲滤器冲
洗时间设定由30min调至1h,延长一倍;油排及高压油泵活络无卡阻,燃油黏度计使用正常,清洗次数明显减少。
3.5通过吊缸对比均质机安装前后的柴油机工况,发现缸套磨损明显
减少,估量能够延长缸套的使用寿命,降低缸套更换的频率;同时燃
油系统部件,如高压油泵、油头等磨损情况也有所减少,提升了设备
的可靠性。
燃油均质机在船舶节能减排中的应用。