艾志强+汪召华
【摘 要】进入21世纪，节能环保、绿色发展已成为时代发展的主题，节能环保型船舶也越来越受航运企业的青睐。为了节约燃料，远洋船舶通常用废气锅炉代替燃油辅锅炉，以充分利用船舶主机的余热，取得更好的经济效益。但是因船舶降功率后废气的大幅度减少，经常会使船舶正常航行时废气锅炉产生的蒸汽量满足不了全船的需要，导致需要用燃油辅锅炉来提供蒸汽，不仅浪费燃油，而且这种采用加热盘管的传统加热方式会带来诸多问题。为了节约能源，降低船舶的运营成本，改善传统重油舱加热方式的弊端，舱柜节能系统应运而生。
【关键词】节能环保；舱柜节能系统；应用；发展
0 引言
近三十多年来，我国综合国力有很大的提升，国际影响力显著增强，尤其是经济的发展举世瞩目。随着国家综合实力的发展，国人的生产和生活水平也有很大提高，但人均资源消费需求与资源的总量和环境污染承载能力之间的矛盾也越来越突出，并影响和制约着我们的发展，也影响我们的生产和生活。为逐步解决当前资源趋紧、环境污染严重等问题，经济社会各个领域都要采取相应的措施。同样世界上很多国家和国际组织也对节能环保越来越重视。国际海事组织（IMO）就采取了大量措施以防止国际航行的船舶造成污染。最重要的措施为MARPOL73/78公约（经1978年修订的1973年国际防止船舶造成污染公约）的出台，特别是其附则Ⅵ防止船舶造成大气污染规则修正案的生效，该附则对远洋船舶废气的排放提出了很高的要求。
目前，远洋船舶发动机燃烧大量的燃油，要想降低排放除了要在发动机和燃料方面下工夫，还要降低船舶燃料的消耗，充分利用船舶上的余热资源。为了降低船舶燃料消耗的成本，船舶发动机的燃料均为重油。而重油黏度大、流动性差，常温下无法正常驳运和使用，这就需要先将重油加热，现在船上通常采用锅炉产生饱和水蒸气，然后通过蒸汽盘管对重油舱进行加热。船上的锅炉有两种类型，一种是燃油辅锅炉，一种是废气锅炉。由于废气锅炉依靠船舶主机产生的废气对锅炉水进行加热，不需要消耗燃料，在船上应用很广泛。
1 传统蒸汽加热方式船舶存在的问题
节能环保型船舶废气余热的大幅度减少，经常会使船舶正常航行时废气锅炉产生的蒸汽量满足不了全船的需要，导致需要用燃油辅锅炉来提供蒸汽，浪费燃油。尤其是燃油存储舱内布置加热盘管的传统加热方式，不仅耗能大，而且带来诸多问题：
1）船体与海水之间的热交换带走较多热量，能量利用率低，消耗大量蒸汽；
2）蒸汽盘管易泄露，影响船舶安全航行、污染锅炉等设备，维修成本高；
3）燃油舱与货舱和压载舱的热量传递，易造成货舱货物的损坏及加剧压载舱的腐蚀。
2 舱柜节能系统研究现状与应用
目前国内外对舱柜节能系统都有一些研究。舱柜节能系统中预热转换系统的使用，大幅度减少或取消燃油舱内的加热盘管，有效减少燃油舱在加热过程中与外界的热量损失，节省蒸汽消耗，避免在航行中因烧辅锅炉而耗油。达到最大程度的节能以及减少对货物及船体的腐蚀。
2016年11月29日，上船院舱柜节能系统项目组在江西航海仪器有限公司的配合下，完成了舱柜节能系统的研发，并与北海船舶重工签订了40万吨VLOC的舱柜节能系统产品合同。
3 舱柜节能系统工作原理及特点
3.1 工作原理
舱柜节能系统通过使用沉淀柜或日用油柜来加热燃油舱而取消或大幅度减少燃油舱的加热盘管。正常模式下，预热泵和驳运泵交替运行。预热泵运行时，将沉淀柜中的热油驳回至燃油存储舱，对存储舱的冷油进行加热。驳运泵运行时，将储存舱中部分被加热的热油驳到沉淀柜中。系统根据海水温度控制预热泵的转速，从而控制预热泵的流量，也就是控制返回燃油存储舱的加热油量，这样能最大限度的控制热量损失。当沉淀柜或日用油柜达不到设计温度时，可以用外置加热器进行补充加热。系统图见图1。
3.2 特点
1）由于热油在大舱内的冷热油交换时间短，能最大限度的减少因燃油之间以及燃油通过船体结构散发到海水中的热量，从而能大幅度减少蒸汽耗量；
2）由于加热盘管可以取消或大幅度减少，能有效降低因加热盘管泄露造成的维修成本；
3）燃油存储舱内的燃油表面温度较低，不会因温度高造成货损，也可以避免在货舱内出现泛潮和“出汗”现象造成货损；
4）由于燃油储存舱正常温度的下降，能有效避免因温度高传递造成对压载舱的腐蚀；
5）循环管路的设计，使油柜燃油可循环加热，能有效缩短船舶开航前辅锅炉的开启时间，从而节省辅锅炉的燃油；
6）当外置加热器为电加热器（可选）时，如果船舶停泊期间辅机用重油，系统可以为日用柜进行循环保温，从而有效地达到节省费用的目的；
7）该系统初期投资费用较大，大概是传统蒸汽盘管加热系统投资费用的十几倍。
4 结束语
船舶作为海上主要运输工具，随着全球经济一体化发展，其数量在急剧增加。同时船舶也是能耗大户，对其进行节能减排具有重要的意义。舱柜节能系统不但可以最大限度的减少蒸汽消耗量，还可以降低传统蒸汽加热盘管因泄露造成的维修费用，有效避免对压载舱的腐蚀。虽然初期设备投资费用较大，不过由于其具有节省船舶燃油消耗的优势，设备投资陈本可以在较短时间内收回。
综上所述，采用船舶舱柜节能系统对减少船舶燃油消耗，降低营运成本，实现船舶节能减排具有重要意义。相信随着技术的进步和设备的不断完善，船舶舱柜节能系统必将会有更加广阔的应用前景。
【參考文献】
[1]周志贤，杨令康，吴海荣.船舶燃油舱加热系统优化设计[J].船海工程，2013，12：107-110.
[2]陈聪，吉桂军.运输船燃油舱加热系统优化设计研究[J].造船技术，2015，6：38-42.
[责任编辑：田吉捷]
