王琦
中船大连造船厂产业发展有限公司 辽宁大连 116000
摘要：节能减排是当今社会广大人民群众都重点关注的一个话题，主要包括“意识”和“技术”两个方面的内容，对于社会主要现代化技术的方方面面都有着重要影响。就全世界范围说，我国是造船大国，航运产业的发展近年来也是顺风顺水。但为了更好地引导我国航运产业的发展，提高船舶设计与制造技术水平，造船企业应该积极响应国家在节能减排和环境保护方面的号召，充分利用节能减排技术。鉴于此，本文研究在对船舶运输过程中的节能减排现状分析基础上，就节能减排技术在船舶设计方案中的具体应用进行了分析，希望为相关工作提供参考。
关键词：船舶设计；节能减排技术；分析；应用
0引言
船舶作为重要的海上交通运输工具，在我国交通行业的发展中扮演着重要角色，利用航运不仅能够有效提高货物资源的运输效率，而且能够保障我国经济的稳步发展。近年来，船舶运输行业发展速度之快令人咂舌，航运对船舶的数量要求也不断增加，这就会造成大量的二氧化碳等气体排放在空气中，严重影响了环境质量。由于船舶运输是在不断运动的，因此碳含量气体的排放也具有很强的移动性、跨区域性以及无界性特点，为了积极响应国家对节能减排和环境保护方面的号召，在船舶设计工作方面，有关人员开始重视节能减排技术在船舶设计中的应用，并且随着我国科学技术的不断进步取得了一些成绩，但在实际应用过程中仍然有许多问题亟待解决。本文研究针对节能减排技术在船舶设计中的应用进行了详细分析。
1船舶运输过程中的节能减排现状
1.1碳排放问题
相比于其他类型的交通运输形式而言，采用航运运输相对比较节能和环保，但是航运产业的不断发展和扩大，人们开始逐渐忽视了碳排放问题。特别是在近几年发展中，通过调查数据显示，航运产业的碳排放量逐年剧增，虽然航运产业的碳排放总量相比于其他交通运输形式而言要少，但油品消耗量较大，碳排放量上升速度极其显著，因此，要想从根本上解决这一问题，就要从船舶设计方面入手，充分利用节能减排技术。
1.2节能减排技术发展现状
为了顺应经济发展要求，我国制定出了科学、合理、有效的节能减排目标和具体方案，以控制航运产业的碳排放量，在实际工作中取得了一定成绩。但在一些细节方面仍然存在缺点和不足，例如现阶段，航运产业的节能减排管理工作体系不够完备，国家没有推出切实可行的能够推动经济快速发展的有效政策，导致一些基础性工作得不到贯彻落实，在能源消耗和碳排放总量方面掌握的信息不够及时和准确，把控力度不够强硬。
2节能减排技术在船舶设计中的应用
2.1减小船舶行使阻力
减小船舶行使阻力的根本目标是减少碳排放量和能源消耗。其中，对于船舶行使阻力来说，船舶线性是主要因素，一般情况下，造船厂会选择阻力较低的线性方案设计船舶，例如母型船法，即在对母型船优化后用在新船上，还有一些造船厂会采用船模试验法，通过利用水、监控设备以及测量系统等计算一定时间范围内船舶所受阻力、浮力、排水量等指标大小，以便于帮助造船厂选择更加合适的线性设计船舶。此外，由于海洋环境复杂多变，在设计船舶时还要考虑到其所处的环境因素，包括水流速度、风浪天气对船舶行使的阻力大小，这些都可以为采取有针对性的措施控制船舶行使阻力和风浪影响的有效措施提供参考。另外，设计人员还要根据船舶运行数据，合理调整挡风面积以及船舶的浮动情况。上述分析结果显示，船舶阻力大小与许多因素密不可分，因此，在设计船舶过程中都要考虑到。
2.2提高船舶行使速度
为了更好地实现船舶设计的节能减排目标，设计人员除了要选择合适的船舶线性，还要考虑船机、船桨等设施与船舶的匹配程度，确保船舶拥有足够的前进马力，以及螺旋桨用于充足的负荷量等等，还要做到船舶主力功率能够得到有效利用，满足行使需要。除此之外，设计人员还要根据船舶主机运行情况，预设主机动力能量变动值，争取采用新型节能材料，确保提高船舶行使速度。节能减排技术的引用恰恰是提高船舶行使速度的重要技术，其中，节能减排技术表现最为优异的部件就是螺旋桨整流罩，其工作原理是在实现螺旋桨尺寸调节基础上，避免船舶行使速度低、负荷高的运行状态，确保螺旋桨轴线平衡流畅，促使船舵左右两侧拥有良好的配合，进而实现安全行使。另外，在船舶设计工作中，在船舵前安装整流体有利于对螺旋桨滑动产生的能量损失进行控制，也能够有效提高船舶行使速度。
2.3引进先进节能设备
在船舶设计过程中，船机、船身以及船桨都是比较重要的部件，因此，节能减排技术的运用也要主要考虑这三个部分。目前，我国正式通入航运产业运行和使用的船舶大部分柴油机功率是169~177g/kW·h，使用寿命相对较短，成本费用较高。如果采用节能减排技术，可以在船舶设计中充分利用6RT-flex68-D主机能量消耗低、功率大的优势。有关调查数据显示，船舶设计方案中节能设备的应用本身就具有一定节能效果，不仅能够对船舶设计的结构和布局进行合理调整，还能够促进能源的高效使用和传递。由此说明，通过引进先进的节能设备，能够大大提高船舶的节能水平、合理调整船舶设计结构和布局、改善船舶运行状态，还是能够在船舶能源消耗、能源转化以及能源积累方面发挥其特有优势，确保船舶设计节能减排目标的实现。
2.4开发新能源
船舶行业的发展离不开能源的支持，船舶行业采用的能源是石油等不可再生能源，这些能源具有开采难度大、使用成本高、有限性等特点，而船舶行业对于能源的需求量又是非常庞大的，因此，如果单纯依靠传统的不可再生能源，造成环境污染是一方面，还有就是能源是会枯竭的，开发新能源迫在眉睫，成为了船舶行业现阶段关注的重点。近年来，我国船舶行业也开始重视新能源的引进和开发，包括太阳能、核能、风能、燃料电池等，但是在实际使用中应用效果并不理想。特别是在船舶设计工作中，许多开发的新能源虽然技术上有所进步，例如，为了解决船舶在热辐射和热交换过程中消耗的热能较大问题，采用了废热技术，该项技术的应用能够将废热处理后回收的同时将其转化为动能，从而为船舶行使提供所需动力；还有废气处理技术的应用，通过在船舶上安装废气净化设备对海洋环境中的污染性气体转化成无污染气体后释放，达到废气循环利用的效果。如此一来，不仅能够达到船舶设计工作中面临的节能减排要求，而且还能够充分体现节能减排技术在船舶设计工作中的应用效果。根据上述分析可知，为了设计出能够满足实际使用需要的船舶方案，设计人员要引进和开发新能源，防止船舶在后期行使过程中出现结构混乱和运行故障。此外，在采用新能源过程中，设计人员还要充分考虑船舶及其部件之间的相互配合，最大限度发挥节能减排技术的优势和特点，使其更好地为船舶行业健康、可持续发展提供稳定的技术支持。
3结束语
根据上述分析可知，本文对节能减排技术在船舶设计中的应用研究结果显示，现阶段，设计人员在船舶设计方案过程中，不仅要选择阻力较低的线性方案设计船舶、还要考虑到其所处的环境因素，包括水流速度、风浪天气对船舶行使的阻力大小，以及船机、船桨等设施与船舶的匹配程度、废热技术、废气处理技术等新能源技术的应用，以实现船舶整体碳排放总量的有效控制，这对于响应国家在节能减排和环境保护方面的号召具有重要现实意义。
参考文献
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