燃油均质机在船舶节能减排中的应用

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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

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

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

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

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

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

船舶柴油机节能减排技术的研究与应用
烧 过 程提 出节 能减 排 的研 究 结 果 。
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

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

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。

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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。

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