渔业船舶节能研究进展.pdf

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1、郭欣。等：渔业船舶节能研究进展郭欣，俞爱华，李广年(浙江海洋学院船舶与建筑工程学院，浙江舟山316000)提要渔业船舶通常具有两种工况，作业工况和自航工况。相比于其他运输船舶。渔船同时具有储藏功能，以及由此带来的制冷、保鲜、供氧诸多辅助功能，渔业船舶是一种高耗能作业船舶。因此，渔业船舶的节能问题日益突出。对新型推进装置应用、船体型线优化、节约能耗以及新能源在渔船上的应用进行了介绍。关键词渔船节能中图分类号U6741前言特种推进器新能源文献标识码A我国是世界上渔船数量最多的国家。据统计，截至2004年底，我国渔船数量达95万艘

2、，约占世界渔船总量的1／4，机动渔船达51万艘多，其中船龄20年以上的老旧船舶占到40％以上。老旧渔船耗油量巨大，年消耗柴油达700万吨，占海洋渔业生产成本的50％以上，约占全国柴油总消耗量的13％。随着近海渔业资源日益枯竭，渔船作业进入外海势在必行。这对费用本已占海洋渔业生产成本50％以上的柴油造成供给紧张[1]。石油是不可再生资源，随着能源危机的加剧，节能型船舶将有很大的市场。本文全面回顾了造船界渔船节能研究的现状，对新型推进装置应用、船体型线优化、节约能耗以及新能源在渔船上的应用依次进行介绍。2渔船节能研究方法2．1新

3、型推进器应用船舶航速控制是航行综合控制的一部分，大多数船舶目前对航速的控制实际上是开环控制，即使是闭环控制，它也是以定距桨船舶为对象。而可调螺距螺旋桨(CPP)[2]由于其桨叶角度(即螺距角)连续可调，使得主机在转速方向不变甚至在恒转速运行时，仍可实现对负荷、推力及推进方向在一定范围基金项目：浙江海洋学院青年教师基金，21045001609。作者简介：郭欣(1970一)，男，工程师。内的任意调节【3]，因此可改善船舶在各种航行工况下的推进效率，提高船舶的可操作性和机动性[4]，实现船一机～桨的最佳匹配，延长主机寿命，降低营运

4、成本[s]。毂帽鳍螺旋桨是一种在毂帽上附装若干块平板状鳍的螺旋桨，这种毂帽鳍的作用之一是对螺旋桨的艉流起到一种整流作用，使螺旋桨的毂涡消失，从而提高螺旋桨的推力；作用之二是利用螺旋桨艉流在毂帽鳍板上产生一种螺旋桨旋转方向上的升力，提供一个与螺旋桨扭力矩方向相反的扭矩，起到了减少主机功率损耗的作用。根据试验研究得出的结论，认为鳍板的枚数与螺旋桨叶片数相等可取得理想的效果，鳍板的最大半径取螺旋桨半径的0．20～O．33倍，以0．25倍为最佳[6]。导管螺旋桨则是在螺旋桨的外围装上一个套筒，安装于船艉下面，与船体形成一个统一的流线

5、型体。当渔船进行拖网作业，螺旋桨负荷半径大时，它能提高推进效率，一般可增加15％～30％(系统托力增加40％～50％)左右。导管还对螺旋桨起保护作用，使它不易被外物缠绕损坏。在设计螺旋桨时通常还考虑低转速大直径螺旋桨。渔船在改进线性的同时，若螺旋桨直径增大30％，则在同一航速下功率可减少20％左右，一个航次燃油消耗量可减少12％；螺旋桨转速降低50％，推进效率可提高16％；螺旋桨转速与最佳直径的关系，根据公式(D。／D)=(N／N，)0‘56，转速降低50％，其直径约增加46％[7]。对于拖网渔船，双速比齿轮箱的应用大大提高

6、了渔船的主机功率，降低了能耗[8]。双速比减速齿轮箱具有换档变速能力，在其输入转速一定时，可配置不同的减速比，以获得不同的螺旋桨转速。双速比减速齿轮箱的采用对拖网渔船多工况的渔船具有很好的经济效益。因为渔船的快速档可以用于自航，慢速档可以用于拖网，这样就能在主机功率和转速不变的情况下，拖网时不使主机超负荷运行，充分发挥了主机的功率∞]。(2)船体型线优化通常情况下渔船船型都比较肥胖，傅汝德数较高，属于耗油量大的中、低速船。由于船体肥大，船·6·造船技术2010年第2期(总第294期)体阻力增加，对推进性能的改进可采用球鼻艏，

7、船艉部安装水平鳍，在船艉柱与推进器前缘之间安装整流罩等措施，从而使船艏到船艉的水流通畅，提高推进效率。其中，球鼻艏、球艉凶其减阻的效果较好，安装方便等特点，在渔船中较为常用。球鼻艏可以在艏部形成有利的兴波干扰，使艏部波高降低，从而减少兴波阻力；球艉型船则是利用球艉产生的波系与船艉波系反向等幅，从而减少艉波，改善艉流，使伴流分布均匀。文献9以8162型渔船为研究对象，设计两种球鼻艏和两种球艉的新船型，进行试验。取母型船编号为A，球鼻艏船编号为B，球鼻艏和球艉编号为C。结果表明：具有球鼻艏和球艉的C船型的阻力性能最佳，是较优船型

8、；具有球鼻艏的B船型的阻力性能其次；C船型艉部伴流分布均匀，有助于减小浆的激振力，降低推力减额分数，提高船身效率。在设汁航速时，其推进效率珈提高了9．4％；与母型船A相比，在相同航速下可节省功率12％；C船型，若取主机轴系传递效率为0．98，则船后浆收到功率为720．8kw。在这一功率下船