对船舶主机选型的经济性阐述

祝晓

当前世界正经历经济、能源双重危机，发展遇到了资源和价格瓶颈，航运行业通过控制燃油消耗，提高能源利用率做到对成本的控制和效率的增加，也已成为整个行业的必然选择，这给船舶设计、制造带来了新的要求和压力。船舶主机选型是设计和制造船舶中重要的一环，通过船舶主机选型的主动控制，选用高效率、低能耗、大推力的船舶主机，做到对油耗的有效控制，实现对船舶能耗的降低，建立航运行业的竞争能力和核心优势。应该从控制船舶主机经济性指标、实现船舶主机能源再利用、推进装置经济性等方面入手，建立船舶主机选型经济性的基础，设立船舶主机选型的最新规范与要求，做到对船舶主机选型科学性和合理性的体系保障，为维护航运产业的可持续发展奠定关键基础，构筑产业长期发展结构性平台。

1 、控制船舶主机经济性指标

1.1 控制船舶主机的参数

船舶主机的选择应该控制主机的尺寸，通过降低船舶主机的外部尺寸和整体体积，提高船舶的有效容积，缩小船舶主机的占容比，做到对船舶主机尺寸的控制，这不但有利于提高船舶主机的经济性，也会提升船舶整体的运输能力。船舶主机的选择中应该控制主机的重量，通过降低船舶主机重心改进船舶整体的稳定性，减少尾倾和偏转问题的发生，提高船舶航运过程中的安全性。

1.2 控制船舶主机的燃料消耗

船舶主机设计和制造过程中，应该通过选择性控制船舶主机的燃料消耗和进排气系统，要确定船舶主机的消耗率，通过改进燃油系统、加温系统、增压系统提升船舶主机的燃烧效率，降低船舶主机的运行燃油损失，控制船舶主机的磨损，做到对船舶主机燃油消耗的进一步降低，以新的结构和辅助系统提升船舶主机运行的经济性。

1.3 提高船舶主机的适应性

当前船舶运输中燃料的来源非常复杂，船舶主机实际消耗的燃油品质存在着高低起伏的特征，在船舶主机选型过程中应该针对燃油品质的波动现象做到综合适应，在确保船舶主机安全运行的同时，提升船舶主机运行的经济性。要在选型中控制船舶主机的适应性，选择通过700CST/50℃的燃烧设计，做到提升船舶主机在低质燃油状态下的稳定性，实现对船舶主机经济性的综合保障。

1.4 提升船舶主机的可靠性

船舶主机运行时间长、负荷量大，如果没有可靠性作为保障，容易产生船舶主机的停车和各类故障，影响航运的安全与效率。在船舶主机选型中应该首先选用高可靠性的船舶主机，延长船舶主机的使用寿命。要在船舶主机选型中从气缸数量控制入手，提升船舶主机的可靠性，降低船舶主机故障发生的频率，做到对船舶主机寿命和安全运行时间的保障，整体上确保船舶主机的经济性与可靠性。

2 、实现船舶主机能源再利用

节能是船舶主机选型的重要参数，也是确保船舶主机的重要保障，在船舶主机选型时应该坚持节能的观点，以能源的循环和再利用为途径实现船舶主机的经济化运行。这方面上海的中船三开公司开发的EGR系统是当前船舶主机能源再利用的代表，EGR系统主要利用扫气与燃烧废气的混合，置换扫气中的氧气，进而改善主机气缸的燃烧温度，优化负氧环境，做到对碳氧化合物的浓度控制，这会大幅度提升燃油的燃烧效率，提高船舶主机的功效水平，根据MDT试验结果，采用EGR系统可以提升主机功率1～3%。当前国内还有科研与制造单位将EGR系统与增压技术做到更进一步结合，通过对主机增压实现能源进一步地回收，做到对船舶主机能源效率和经济性的保障。

3 、选用经济性推进装置

推进装置是船舶动力系统中关键的部分，高效率的推进装置不但有利于提高船舶航行的速度，而且也有利于船舶经济性运行目标的实现，在船舶主机选型中应该做到船舶主机与推进装置的契合，使船舶主机更为高效地连接到推进装置，实现船舶主机能量更经济、更高效地传导到推进装置，做到对船舶主机经济性的提升，实现船舶的可靠、高效运行。

3.1 优化推进效率比

船舶主机选型中确定推进效率比是重要环节，过高的转数并不能带来船舶航行的高速度，反而会形成船舶速度的降低，这会提升船舶主机的能耗，提高船舶主机的运行支出，给航运和维护带来严重的经济负担与支出成本。在船舶主机选型中应该控制和优化推进装置的效率比，要将效率比作为核心的参数在船舶主机选型中加以确定，使船舶主机转速和推进装置转速做到有机统一，做到船舶主机功率的有效传递，为船舶主机的稳定而高效地运行建立系统和结构基础。在船舶主机选型过程中应该在第一个环节就做到对推进效率比的控制，要选择低转数、高效率的螺旋桨作为推进装置，根据数据显示，在一定范围内螺旋桨转速下降一半，则推进效果提升11%，因此，可以在选型中控制螺旋桨的速度来提升运行的效率，做到对船舶主机经济运行的保障。

3.2 优选轴带发电机类型推进装置

轴带发电机可以提升推进装置的稳定性，同时也可以实现船舶运行的经济性，在船舶主机选择中可以通过选择齿轮箱直接驱动发电机的措施和方法，稳定推进装置的运行，通过充分利用主机的剩余功率，降低能源消耗，在免装一台副柴油机的基础上，使传动装置的投资费用和系统结构得到优化，可节省船舶主机的维护，控制主机燃油、滑油的运行费用，提升船舶运行整体的经济效益。此外要控制和调整螺距桨的轴系，使船舶主机得以恒速运转，优化轴带发电机系统的稳定运行，通过对固定螺距桨轴系的控制提升轴带发电机的高校运行，这样有利于船舶在港内航行及停靠码头时低速运行和快速转变的特点，通过增设恒频稳定器，使船舶在转速变化时，仍保持输出电流特性恒定。

结语

在船舶设计与制造领域中，船舶主机选型是一个重要的、值得高度重视的问题，无论是民用船舶还是军用舰船都需要科学的船舶主机选型，以此来确保船舶制造的科学性和船舶运行的经济性，要将经济指标作为船舶主机选型的重要依据，从船舶主机的设计功能、节能体系、运行方式等方面入手，探寻经济性为前提的船舶主机选型体系，这样才能综合建立起船舶主机选型的新模式，做到对船舶制造、运行效率与经济目标的基本保障，构建船舶主机选型的评价与审核体系，进一步使船舶主机选型规范化和科学化，做到对船舶制造、船舶航运的综合性保障。