船舶節(jié)能減排途徑

藍(lán)四海 李征

【摘 要】 為提高船舶運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)船舶節(jié)能減排目標(biāo)，探討節(jié)能減排的途徑有優(yōu)化航線選擇、優(yōu)化船舶航行狀態(tài)、減少使用額外的發(fā)電機(jī)、降低發(fā)電機(jī)負(fù)荷、加強(qiáng)機(jī)器設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)管理、建立節(jié)能生產(chǎn)獎(jiǎng)懲機(jī)制。加強(qiáng)船舶節(jié)能減排，既能緩解能源環(huán)境壓力，節(jié)約航運(yùn)企業(yè)的營(yíng)運(yùn)成本，同時(shí)也可減少環(huán)境污染。

【關(guān)鍵詞】 船員;船舶管理;維護(hù)保養(yǎng);節(jié)能途徑

0 引 言

據(jù)測(cè)算，船舶每節(jié)約1 kWh的電量就可節(jié)省180 g的燃油。因此，節(jié)約燃油消耗對(duì)提高船舶營(yíng)運(yùn)效益有著重要意義，同時(shí)也可以減少有害物質(zhì)的排放。為了提高船舶營(yíng)運(yùn)性能，船舶所有人都會(huì)積極更新設(shè)備，定期給船殼和螺旋槳做清潔保養(yǎng)工作;航運(yùn)企業(yè)應(yīng)開展節(jié)能教育，引導(dǎo)廣大船員認(rèn)識(shí)節(jié)能減排的意義;作為工作在第一線的廣大船員應(yīng)堅(jiān)持從現(xiàn)在做起、從自身做起、從小事做起，為節(jié)能減排盡一份力量。

1 優(yōu)化航線選擇

船舶航速對(duì)節(jié)能有著非常重要的作用。船長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)每個(gè)航次的實(shí)際情況，綜合考慮如何利用風(fēng)、流、浪等各種因素，選擇最優(yōu)航線，采取最低耗油率的航速以節(jié)約燃油。最優(yōu)航線可能不是航程最短的航線，但其應(yīng)至少包括最短航行時(shí)間和最少燃料消耗。不同航運(yùn)企業(yè)及不同船舶種類，其最佳性能標(biāo)準(zhǔn)（主機(jī)轉(zhuǎn)速、船速、單位油耗等）也不同，船長(zhǎng)應(yīng)熟悉并遵循這些標(biāo)準(zhǔn)。在整個(gè)航程中，船長(zhǎng)應(yīng)仔細(xì)分析本船在不同海況時(shí)的操縱特性和主機(jī)負(fù)荷，適時(shí)調(diào)整主機(jī)參數(shù)來(lái)取得最佳性能。在風(fēng)平浪靜的海面上，船長(zhǎng)應(yīng)加快主機(jī)轉(zhuǎn)速，以取得最佳性能;在惡劣的海況條件下，船舶可能顛簸劇烈，甲板上浪，即使主機(jī)轉(zhuǎn)速再高，船舶也會(huì)以非常慢的速度航行，前進(jìn)距離也并未因此而增加，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)減速。如果不降低主機(jī)轉(zhuǎn)速，不僅會(huì)損害主機(jī)，而且會(huì)消耗大量的燃油，影響主機(jī)有效功率。為了取得更好的節(jié)能效果，一般較大的航運(yùn)企業(yè)都采用氣導(dǎo)公司推薦的航線，在航行中不斷根據(jù)氣象情況，提前避開惡劣天氣達(dá)到節(jié)油和避免對(duì)船舶造成損壞的目的。遇到惡劣天氣時(shí)，可能需要不斷地調(diào)整航線，雖然增加了航線設(shè)計(jì)的工作量，但取得的節(jié)能效果非?？捎^。

2 優(yōu)化船舶航行狀態(tài)

（1）考慮到船舶所有人和承租人的利益，不得裝載過(guò)多的航次儲(chǔ)備品。因此，船長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)航線的實(shí)際情況，如航次里程長(zhǎng)短、海況、船況、船價(jià)、船舶噸位和油水加載方案等因素確定儲(chǔ)備量，其中船上的燃油余量和壓載水水量在安全許可范圍內(nèi)應(yīng)盡可能少。通常在無(wú)預(yù)見風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，國(guó)內(nèi)至東南亞各國(guó)港口航線，油水安全余量取3天即可;至印度洋和澳洲航線，油水安全余量取5天即可;其他較長(zhǎng)航線，如非洲、歐洲及美洲航線，取7天即可。若有可預(yù)見風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則在以上原則的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加。

（2）天氣良好時(shí)，壓載水水量只要能將螺旋槳浸沒和保持船舶的安全操縱性能即可，無(wú)需整個(gè)航次都保持重壓載。過(guò)量的壓載水不僅會(huì)造成高耗能和低速度，途中還需額外更換壓載水，而且在裝貨港需要花更長(zhǎng)的時(shí)間使用壓載泵排水。大型礦砂船（VLOC）在重壓載時(shí)壓載水水量高達(dá)17，輕壓載則13萬(wàn)t即可，二者之間的差額很大。因此，船長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)自身航次任務(wù)和天氣等情況，指示大副計(jì)算和評(píng)估船舶所需的最佳壓載水水量，以確保壓艙量是適當(dāng)?shù)摹Ｅc此同時(shí)，每次加油前，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定最佳的航次燃油需求量，避免過(guò)多的燃油安全余量。過(guò)多的燃油安全余量不僅提前消耗公司流動(dòng)資金，而且會(huì)減少貨物的裝載量，進(jìn)一步降低營(yíng)運(yùn)效益。統(tǒng)計(jì)表明，最優(yōu)的燃油添加量和壓載水水量可以節(jié)省高達(dá)2%的總?cè)剂舷?。VLOC基本上有一半的航行時(shí)間是處于壓載狀態(tài)的，因此選擇合適的燃油添加量和壓載水水量尤為重要。

（3）吃水差會(huì)影響船舶的前進(jìn)阻力。在滿足船舶安全的前提下，通過(guò)調(diào)整船舶的吃水差使船舶處于最佳縱傾狀態(tài)，以減少船舶前進(jìn)阻力從而提高船舶的航速，即盡可能消耗較小的主機(jī)功率以維持一定的船舶航行速度。最佳縱傾狀態(tài)因船而異，其必須由船舶航行試驗(yàn)報(bào)告或歷史測(cè)量結(jié)果來(lái)決定。新加坡某VLOC船隊(duì)的連續(xù)測(cè)試結(jié)果表明：在給定吃水深度的情況下，部分船舶在艏傾時(shí)為最佳縱傾，其速度可提高0.3 kn;部分船舶在艉傾2.5 m時(shí)為最佳縱傾，其速度也可提高。據(jù)此推算，合適的吃水差可節(jié)省燃料消耗總量的1%。因此，每艘船舶都應(yīng)了解并確定其性能最佳的縱傾，并確保在壓艙物盡可能少的情況下保持這種縱傾。

（4）自動(dòng)舵是船舶系統(tǒng)中的一個(gè)重要設(shè)備，其應(yīng)用在一定程度上減少了人力、節(jié)省了燃料、降低了機(jī)械磨損，直接提升船舶營(yíng)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。作為使用者，駕駛?cè)藛T應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，合理調(diào)整自動(dòng)舵的相關(guān)參數(shù)設(shè)置和操作模式，比如舵角限位、轉(zhuǎn)舵速率、舵角調(diào)整、偏航設(shè)置、惡劣天氣操舵調(diào)整等，盡量避免“S”形航行。在日常航行中，盡可能保持船舶速度穩(wěn)定，非緊急情況或靠離泊時(shí)禁止使用過(guò)大的舵角和急加速或急減速，避免不必要的舵運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致增加油耗并失去最佳船速。在惡劣天氣下，建議改用手動(dòng)舵，以避免舵的過(guò)度擺動(dòng)，尤其是空載時(shí)螺旋槳露出水面會(huì)使主機(jī)負(fù)荷波動(dòng)極大，因此應(yīng)提早降低轉(zhuǎn)速并將主機(jī)控制設(shè)置為惡劣天氣模式。

3 合理計(jì)劃和協(xié)調(diào)，減少使用 發(fā)電機(jī)

（1）合理計(jì)劃壓載水的灌注、更換和排放，縮短發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間。船舶主管人員要有計(jì)劃地進(jìn)行壓載水的灌注、更換和排放，盡量減少壓載泵的使用以避免額外運(yùn)行一臺(tái)發(fā)電機(jī)，從而達(dá)到節(jié)能效果。船舶在海上航行時(shí)要在滿足船舶強(qiáng)度和穩(wěn)性等安全條件的前提下，盡量采用先放空再灌滿的方法更換壓載水，這對(duì)艏尖艙和艉尖艙更容易操作。在港灌注和排放壓載水時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況盡量采用自壓和自排的方法以減少壓載泵的使用時(shí)間。在使用壓載泵排放壓載水時(shí)，船舶主管人員和值班人員應(yīng)密切關(guān)注水艙的水位情況，避免因水位過(guò)低而使壓載泵吸入空氣，在盡量排空艙內(nèi)的水后再使用掃艙泵掃艙，這樣可減少掃艙泵的使用時(shí)間，還可以節(jié)省排水時(shí)間，使排水速度能與裝貨速度匹配，避免因排水不及時(shí)而造成不必要的損失。對(duì)于有獨(dú)立掃艙管路的船舶來(lái)說(shuō)，其在排水時(shí)應(yīng)充分利用壓載泵帶動(dòng)掃艙泵同時(shí)工作。此外，還應(yīng)注意排水順序，充分利用有利的吃水差來(lái)加速排水。排水結(jié)束，應(yīng)及時(shí)通知值班輪機(jī)員停泵，縮短額外的發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間。

（2）密切關(guān)注貨艙艙底污水并及時(shí)排放。在啟用消防泵或通用泵帶動(dòng)噴射泵排水時(shí)，輪機(jī)員應(yīng)注意檢查哪些設(shè)備可暫時(shí)停止工作以降低發(fā)電機(jī)負(fù)荷。在條件許可時(shí)，盡量避免額外運(yùn)行第二臺(tái)發(fā)電機(jī)。在不可避免需啟動(dòng)第二臺(tái)發(fā)電機(jī)的情況下，運(yùn)行消防泵或通用泵將貨艙艙底水抽出，測(cè)量污水井，并及時(shí)更換艙底水閥;當(dāng)所有艙底水排空后，應(yīng)及時(shí)通知機(jī)艙值班輪機(jī)員停泵，減少額外的發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間。有些VLOC設(shè)有專用的貨艙污水收集艙（此污水收集艙一般與壓載水艙共用），用于滿載時(shí)可即時(shí)存儲(chǔ)貨艙污水，避免因貨艙污水井水滿而頻繁排水。因此，大副應(yīng)當(dāng)仔細(xì)查看本船的壓載水管路圖和污水管路圖，確認(rèn)是否有此配備。若船舶配有貨艙污水收集艙，則應(yīng)在滿載開航后按管路要求調(diào)整好相關(guān)閥門，使各貨艙的污水能即時(shí)流向收集艙。

（3）協(xié)調(diào)甲板和貨艙的清洗作業(yè)。在裝卸貨時(shí)，甲板值班人員應(yīng)注意甲板和貨艙的貨物殘留數(shù)量。如果貨物殘留數(shù)量較多，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系值班員，要求港方進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇?，降低貨物殘留?shù)量從而減少開航后的清洗時(shí)間和工作量。在啟用消防泵或通用泵前，輪機(jī)員應(yīng)先觀察發(fā)電機(jī)負(fù)荷，確保安全后再仔細(xì)計(jì)算確定是否能在不額外運(yùn)行第二臺(tái)發(fā)電機(jī)情況下進(jìn)行清洗工作。在不可避免需要啟動(dòng)額外的第二臺(tái)發(fā)電機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮是否有其他設(shè)備可以同時(shí)作業(yè)以便充分利用發(fā)電機(jī)的能量。作業(yè)完成，應(yīng)及時(shí)通知機(jī)艙停泵，縮短發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間。

（4）及時(shí)有效保養(yǎng)各種屬具和協(xié)調(diào)使用。在對(duì)錨機(jī)、纜車和艙蓋等甲板機(jī)械設(shè)備的活動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)時(shí)，有時(shí)需要啟動(dòng)額外的發(fā)電機(jī)來(lái)運(yùn)行這些設(shè)備。此時(shí)，應(yīng)盡量將這些工作集中在合適的時(shí)間段，盡快完成保養(yǎng)工作，盡量減少額外發(fā)電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。應(yīng)做好與機(jī)艙部門的聯(lián)系和協(xié)調(diào)，可同時(shí)進(jìn)行到港之前的各種自我檢查或測(cè)試，以便充分利用額外的發(fā)電機(jī)。

4 優(yōu)化使用各種設(shè)備，降低發(fā)電機(jī)負(fù)荷

（1）日常和定期檢查各種壓縮空氣管路，及時(shí)處理各種空氣泄漏。做好氣動(dòng)敲銹機(jī)、研磨機(jī)等甲板屬具和閥門的檢查保養(yǎng)，以確保甲板壓縮空氣不被浪費(fèi)，更好地利用甲板空氣壓縮機(jī)。此外，可以考慮在不使用壓縮空氣時(shí)停止向甲板供氣，減少空壓機(jī)的工作時(shí)間，從而降低發(fā)電機(jī)的負(fù)荷。

（2）保持船員生活區(qū)的供暖和空調(diào)系統(tǒng)的有效利用。定期對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、電機(jī)、風(fēng)管等進(jìn)行檢查保養(yǎng)，使其處于良好的工作狀態(tài)。在暖氣或冷氣開放時(shí)，應(yīng)保持生活區(qū)的外門、衛(wèi)生間門、機(jī)艙門、廚房門及窗戶處于關(guān)閉狀態(tài)，避免不必要的暖氣或冷氣外泄，有效利用空調(diào)系統(tǒng)。應(yīng)注意的是，為了保持船員的舒適度和避免不必要的能源浪費(fèi)，生活區(qū)內(nèi)部溫度保持在21℃～23℃為佳。當(dāng)外界氣溫合適時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)盡量使用循環(huán)模式。

（3）保持有效照明。在安全情況下，關(guān)閉不必要的照明燈和風(fēng)機(jī)，如箱形龍骨內(nèi)的燈和通風(fēng)系統(tǒng);在無(wú)人時(shí)，可關(guān)閉物料間、廚房和舵機(jī)房的鼓風(fēng)機(jī);在機(jī)艙處于無(wú)人值班狀態(tài)時(shí)，可適當(dāng)減少機(jī)艙的大功率鼓風(fēng)機(jī)。若條件允許，可考慮將船上照明燈泡換成節(jié)能燈，特別是因安全需要而要求保持長(zhǎng)亮的照明燈。對(duì)于船上多余而無(wú)人居住的房間，可關(guān)閉其照明和暖氣。

（4）保持高效使用洗衣機(jī)和烘干機(jī)。洗衣機(jī)和烘干機(jī)都是相對(duì)高能耗的設(shè)備，因此要盡量使其接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，從而減少運(yùn)行時(shí)間。用于烘干工作服的烘干房，房門應(yīng)保持常閉狀態(tài)以防止熱氣外泄，減少加熱器的運(yùn)行時(shí)間。

（5）保持廚房設(shè)備的高效使用。在使用完畢或不使用廚房設(shè)備時(shí)，為節(jié)約能耗和安全考慮，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉烤箱、電爐、電扇及其他電器。定期檢查凍庫(kù)使之處于良好的工作狀態(tài)，保持冰機(jī)不結(jié)冰和密封門橡膠狀況良好。

5 加強(qiáng)機(jī)器設(shè)備管理，保持良好工作狀態(tài)

（1）輪機(jī)員應(yīng)參閱制造商的技術(shù)手冊(cè)，加強(qiáng)主機(jī)、副機(jī)的管理和維護(hù)，保證機(jī)器的良好工況?？茖W(xué)管理主機(jī)、副機(jī)燃油系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。燃油系統(tǒng)方面：可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況安裝輕重油轉(zhuǎn)換設(shè)備，低質(zhì)燃油通過(guò)加熱、攪拌、過(guò)濾后流動(dòng)性得到提高，可以達(dá)到充分燃燒的目的;還可以根據(jù)其性質(zhì)合理添加燃油添加劑和助燃劑，對(duì)燃油進(jìn)行循環(huán)分濾，適度加熱以降低黏度。此外，還要加強(qiáng)對(duì)高壓油泵、噴油器的監(jiān)測(cè)和保養(yǎng)，使之處于最佳狀況，從而確保最佳燃燒工況，減少能源損耗。排氣系統(tǒng)方面：保持進(jìn)排氣系統(tǒng)的通暢;定期檢查和調(diào)整噴油壓力，確保其在規(guī)定范圍內(nèi);保持潤(rùn)滑系統(tǒng)的順暢，否則會(huì)增加機(jī)械磨損，從而增加油耗;保證足夠的新鮮空氣供給量;保持操縱系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)處于良好狀態(tài)，將大大提高機(jī)械效率，從而減少油耗。此外，加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)也能起到節(jié)能的效果。

（2）船舶拋錨時(shí)，在進(jìn)行適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后以可控的方式執(zhí)行拋錨操作，為確保船舶準(zhǔn)備拋錨操作時(shí)錨機(jī)能及時(shí)啟動(dòng)，建議停止機(jī)艙部分設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。具體操作如下：機(jī)艙有4個(gè)送風(fēng)機(jī)，停止2個(gè)，僅保持2個(gè)送風(fēng)機(jī)運(yùn)行，基本就可滿足發(fā)電機(jī)的進(jìn)氣要求;使用適當(dāng)?shù)男」β屎Ｋ么嬷骱Ｋ?關(guān)閉機(jī)艙相關(guān)的氣閥;合理安排使用燃油的沉淀柜和重力柜，可停止重油油艙加熱，關(guān)閉分油機(jī)、主機(jī)滑油泵等設(shè)備。

6 建立節(jié)能生產(chǎn)獎(jiǎng)懲機(jī)制

獎(jiǎng)勵(lì)比處罰更能調(diào)動(dòng)員工的節(jié)能生產(chǎn)積極性，航運(yùn)企業(yè)可設(shè)立船舶節(jié)能減耗獎(jiǎng)，引導(dǎo)船舶主管和船員在安全的前提下積極采取節(jié)能減耗措施。

7 結(jié) 語(yǔ)

“節(jié)能減排”已成為我國(guó)重要的國(guó)策。隨著近年來(lái)船舶數(shù)量不斷增加，船舶大型化趨勢(shì)日益明顯，航運(yùn)業(yè)已成為能耗大戶，能源的消耗、廢氣廢熱等排放在不斷增加。加強(qiáng)船舶節(jié)能減排，既能緩解能源環(huán)境壓力，節(jié)約航運(yùn)企業(yè)的營(yíng)運(yùn)成本，也可減少環(huán)境污染。航運(yùn)企業(yè)及屬下所有船員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到船舶節(jié)能減排的重要性，積極實(shí)踐，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。