一、技術(shù)名稱：基于減小螺旋槳運(yùn)動(dòng)阻力的船舶推進(jìn)系統(tǒng)節(jié)能改造技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：船舶行業(yè) 船齡較長(zhǎng)、推進(jìn)力不足、未安裝導(dǎo)流罩等設(shè)備的舊船舶或新造船
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
我國是世界造船大國，造船能力已占全球1/3以上。而船舶作為交通運(yùn)輸行業(yè)典型的能耗大戶，每年耗能量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年我國燃料油表觀消費(fèi)量為3446萬t，其中內(nèi)貿(mào)船燃料油消費(fèi)約為680萬t，隨著國內(nèi)貿(mào)易和內(nèi)河水路運(yùn)輸?shù)姆�(wěn)定增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來船用燃油量將保持年均3%左右的增長(zhǎng)率。同時(shí)，我國還存在大量船齡較長(zhǎng)、推進(jìn)力不足、燃油利用率普遍較低的船舶，對(duì)這些船舶的推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，已成為航運(yùn)及造船業(yè)節(jié)能的重要選擇。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量8萬tce/a，CO2減排約21萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
船舶螺旋槳工作時(shí)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)水流而產(chǎn)生推進(jìn)力的同時(shí)，一部分動(dòng)能會(huì)隨螺旋槳尾流耗散到船后靜止水體，造成能量損失。在保持原船推進(jìn)主機(jī)、軸系不變的前提下，通過加裝消渦鰭、前置預(yù)旋導(dǎo)輪，或可調(diào)螺距螺旋槳、高效導(dǎo)管等節(jié)能改造裝置，對(duì)船舶的船槳推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，可有效降低螺旋槳運(yùn)動(dòng)阻力、回收螺旋槳尾流能量損失，從而提高船舶推進(jìn)動(dòng)力，達(dá)到提高能效、降低能耗目的。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）槳前節(jié)能改造技術(shù)。通過在螺旋槳前加裝預(yù)旋導(dǎo)輪等調(diào)整螺旋槳進(jìn)流場(chǎng)，降低螺旋槳尾流中的能量損失；
（2）槳后節(jié)能改造技術(shù)。通過在螺旋槳后增設(shè)消渦鰭等設(shè)備，回收螺旋槳尾流中的能量損失，從而提高船舶推進(jìn)效率；
（3）槳盤節(jié)能改造技術(shù)。采用4葉可調(diào)螺距螺旋槳、導(dǎo)管螺旋槳更換原有螺旋槳系統(tǒng)，或通過加裝高效導(dǎo)管、伴流補(bǔ)償導(dǎo)管對(duì)原螺旋槳進(jìn)行改造，提高船槳推進(jìn)效率。
3.工藝流程
船舶推進(jìn)系統(tǒng)節(jié)能改造設(shè)備如圖1-3所示。首先根據(jù)不同船只型號(hào)，設(shè)計(jì)可供選擇的4葉可調(diào)螺距螺旋槳、高效導(dǎo)管、伴流補(bǔ)償導(dǎo)管或消渦鰭、前置預(yù)旋導(dǎo)輪等節(jié)能改造裝置，加工制造好設(shè)備后直接安裝在待改造的船只上，通過不斷實(shí)船調(diào)試校驗(yàn)，最后推廣應(yīng)用。
圖1 4葉可調(diào)螺距螺旋槳示意圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.與原推進(jìn)系統(tǒng)相比，船舶的系柱推力增加20%-25%；
2.與原推進(jìn)裝置相比，船舶逆水作業(yè)時(shí)，航速提高0.1km-0.3km；
3.節(jié)能效率平均提高15%以上。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
“新型可調(diào)螺距螺旋槳”和“高效導(dǎo)管改造技術(shù)”已于2010年通過上海市科委組織的科技成果鑒定，目前已推廣應(yīng)用4船套，具有良好的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。消渦鰭、前置預(yù)旋導(dǎo)輪、伴流補(bǔ)償導(dǎo)管等技術(shù)產(chǎn)品已獲得國家發(fā)明專利3項(xiàng)，同時(shí)獲得中國船級(jí)社（CCS）和英國船級(jí)社（LR）的認(rèn)證，目前已推廣應(yīng)用消渦鰭80余套、前置預(yù)導(dǎo)輪20余套。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：中港疏浚有限公司、江蘇韓通船舶重工有限公司、大新船務(wù)、華泰重工、中船澄西船舶修造有限公司、江蘇韓通船舶重工有限公司等。
典型案例1
案例名稱：航浚4008輪新型導(dǎo)管可調(diào)槳裝置改造
技術(shù)提供單位：中港疏浚有限公司
建設(shè)規(guī)模：自航耙吸挖泥船新型導(dǎo)管和螺旋槳一船套。建設(shè)條件：船齡較長(zhǎng)、推進(jìn)力不足、未安裝導(dǎo)流罩的自航耙吸式挖泥船。主要技改內(nèi)容：設(shè)計(jì)和加裝新型導(dǎo)管可調(diào)槳。主要設(shè)備為4葉可調(diào)螺距螺旋槳和高效導(dǎo)管。技改投資額460萬元，建設(shè)期1個(gè)月。年節(jié)能量為3190 tce，碳減排量為6571 tCO2，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為1700萬元，投資回收期約4個(gè)月。
典型案例2
案例名稱：57000DWT散貨船水動(dòng)力節(jié)能裝置改造項(xiàng)目
技術(shù)提供單位：中國船舶科學(xué)研究中心
建設(shè)規(guī)模：改造一艘散貨船推進(jìn)系統(tǒng)。主要技改內(nèi)容：根據(jù)該船的水動(dòng)力性能特點(diǎn)，選擇安裝前置預(yù)旋導(dǎo)輪和消渦鰭。技改投資額100萬元，建設(shè)期1個(gè)月。年節(jié)能量為520 tce，碳減排量為1380 tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為270萬元，投資回收期約5個(gè)月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
目前我國船齡較長(zhǎng)、推進(jìn)力不足、未安裝導(dǎo)流罩等新型節(jié)能設(shè)備的船舶數(shù)量較多，亟需進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。根據(jù)中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，到2015年，我國造船業(yè)年完成載重量將占全球的35%，成為世界最主要的造船大國，因此該技術(shù)在新造船上的應(yīng)用潛力巨大。預(yù)計(jì)未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣比例可達(dá)25%以上，總投資6.1億元。可形成的年節(jié)能能力為40萬tce，年碳減排能力為87萬tCO2。
|
