82 000载重吨散货船燃油输送加热系统设计

0 引言

为了降低船舶营运成本，主机作为船舶主要燃油消耗设备，提高其效率，降低其油耗成为重要的研究目标。越来越多的船舶将主机最大持续功率(MCR)趋向部分负荷设计，持续服务工况点更趋向主机最经济的油耗点。但是，随着主机油耗的降低，主机的排气温度会大幅下降，从而导致废气锅炉产生的蒸汽量也越来越低，使得船舶在营运过程中需要频繁的使用燃油锅炉来弥补所需蒸汽量的不足，实际上增加了全船的综合油耗，最终增加了船舶的实际营运成本。本文在分析废气锅炉蒸发量现状和燃油输送加热系统的特点的基础上，对82 000载重吨散货船燃油输送加热系统进行研究。通过增加SHIFTER系统和修改燃油储存结构，达到减少储存舱加热和保温的蒸汽使用量的目的，从而降低锅炉燃油消耗量。

1 废气锅炉蒸发量的现状

随着主机效率的提高和油耗的降低，排气温度大幅降低，使得主机排气中可利用的废热量大幅下降，造成废气产生的锅炉蒸发量也大幅下降。82 000载重吨散货船改型前后锅炉蒸发量相关参数的对比见表1。从表1发现，改型后的82 000载重吨散货船主机产生的废气量减少了约16%，废气温度降低了27 ℃。根据传统设计经验,锅炉最低的废气出口温度一般在184 ℃左右，因此可利用的温差从39 ℃左右降低到仅有12 ℃左右，可利用的温差减少了近69%。废气量和废气温度两者叠加，主机废气中可利用的废热量共计降低了约74%。

 

表1 82 000载重吨散货船改型前后相关参数对比

  

参数改型前改型后主机型号6S60ME-C8.1-TII6S60ME-C8.2-TIIMCR(最大持续功率)/kW×转速/(r·min-1)9800×98.49932×91.5CSR(持续服务功率)/kW×转速/(r·min-1)8330×93.27478×83.2油耗/(t·d-1)33.224.8主机废气量(CSR,ISO工况)/(kg·h-1)7790067100主机废气温度(CSR,ISO工况)/℃223196锅炉废气出口设计温度/℃193179锅炉蒸发量(CSR,ISO工况)/(kg·h-1)1000450蒸汽设计压力/MPa0.70.6

从表中的数据对比可以看出，废气锅炉可以产生的最大蒸汽量从远高于正常航行所需的蒸汽量，变得无法满足船舶日常航行所需，因此船舶营运过程中需要频繁的使用燃油锅炉来弥补所需蒸汽量的不足，反而增加了船舶的实际营运成本。为了节约能耗，通过燃油输送加热系统可以减少储存舱加热和保温的蒸汽使用量，很大程度地缓解了废气锅炉蒸发量不足的现状。

收益分配问题是牵扯到广大人民群众根本利益的问题，也是推动社会经济发展的重要手段。企业作为推动经济发展的主要组成部分，所以应该受到更多的关注。企业的收益分配问题不仅关系到企业自身的不断扩大和发展，也关系到整个社会的经济稳定与协调发展。所以只要我们不断对企业的收益问题进行探索和研究，企业分配一定会变得更加而完美，社会也会变得更加繁荣。

2 目前燃油储存舱的加热系统

某82 000载重吨散货船现有5个燃油储存舱，分别为NO.1燃料油储存舱(左)，NO.1燃料油储存舱(右)，NO.2燃料油储存舱(左)，NO.2燃料油储存舱(右)，NO.3低硫燃料油储存舱(右)。燃料油储存舱需要加热并保温，但是因与油舱和压载舱以及货舱相邻，大量的热量被海水带走，造成了极大的浪费。根据规格书要求，燃油储存舱的加热方式为加热盘管加热。燃料油储存舱的加热盘管面积比为0.06 m2/m3,各舱布置的加热盘管见表2。

 

表2 加热盘管材料明细表

  

序号舱柜名称体积/m3温度/℃面积比/(m2·m-3)通径/mm外径×壁厚/(mm·mm)长度/m质量/kg1NO.1燃料油储存舱(左)490.0450.065060×5.5156.01153.02NO.1燃料油储存舱(右)490.0450.065060×5.5156.01153.03NO.2燃料油储存舱(左)539.4450.065060×5.5171.71269.24NO.2燃料油储存舱(右)539.4450.065060×5.5171.71269.25NO.3低硫燃料油储存舱(右)295.6450.065060×5.594.1695.5

3 燃油输送加热系统特点

船舶正常航行时，蒸汽耗量可以按照NO.1燃料油储存舱(左)进行保温和NO.3低硫燃料油储存舱(右)间歇加热进行考虑。

燃油输送加热系统有如下特点：

从表3可以看出，机组90%THA、75%THA和50%THA负荷工况的供电煤耗下降值为0.04、0.05和0.91 g/kWh。机组年运行小时按表5中的1000、1600和3000 h测算，1台1000 MW机组年节省标煤1461 t，节省运行成本106.7万元(标煤价按730元/t计)。

(1)安装有燃油输送加热系统的船舶，不需加热盘管或者仅需在燃油储存舱吸口井处布置蒸汽加热盘管即可，整舱已不再需要布置额外的蒸汽加热盘管。

(2)燃油储存输送加热系统缩短了热油停留在储存舱的时间，减少了船体结构和海水接触带来的热损失，从而获得更高的热循环效率。

(4)因系统不再需要对燃油储存舱整舱加热，从而减少了燃油储存舱壁与货舱间的凝水产生，有效地降低了对船舶装载货品的损失。同样，也增加了对邻近水舱(压载舱)涂层的保护， 减少因储存舱加热带来的结构涂装破坏的损失。

(3)燃油输送加热系统仅仅加热需要输送的燃油，将加热的容积最小化而不是用加热盘管加热整舱，最大化节约能源，并且该系统是直接用热油加热，比传统的加热盘管加热效果更好更快。

4 实船燃油输送加热系统分析

4.1 燃油输送加热系统概要

(1)82 000载重吨散货船燃油输送加热系统如图1所示。图中，在原燃油输送系统中增加了燃油澄清舱和燃油日用舱出口阀、输送加热泵、燃油输送泵及输送加热泵出口预载荷弹簧阀、压力开关、温度传感器以及输送加热系统控制器；调整燃油储存舱的结构，在储存舱内设计足够大小容积的吸口井(吸口井的容积通常为每小时消耗量和回油量之和的2～5倍)，该吸口井用于储存舱内的局部加热，便于燃油输送泵将燃油从储存舱抽吸至澄清舱。

  

图1 82 000载重吨散货船燃油输送加热系统图

(2)燃油输送加热系统就是将燃油澄清舱或燃油日用舱内已经加热的燃油吸至燃油储存舱内吸口井进行加热，分为“加热”和“输送”两个过程自动轮流交替进行。

加热过程：燃油澄清舱或燃油日用舱内已经加热的燃油通过输送加热泵吸至燃油储存舱内吸口井进行加热，加热时间为每小时运行45 min。在自动(时间 & 流量自动)模式下, 输送加热泵的排量根据油温自动调节，加热时间也是可以控制的。

在两条线路中，韩光曙为何选中学科建设和内涵建设？在他的逻辑中，内涵建设更多是指医疗质量与安全、精细化管理、以及服务的各方面，是医院必须做到及格线，是前60分。而从60分到100分，需要用学科建设来表达。

本文采用相关性分析对研究假设H1、假设H1a～假设H1d、假设H3a～假设H3c进行检验，采用线性回归模型拟合方法对研究假设H2进行检验。为满足假设检验需求设置如下变量：全国两化融合发展水平DLIII、企业两化融合发展水平EDLIII、重点行业两化融合发展水平SDLIII、第二产业两化融合发展水平SIDLIII、上市公司市场总价值EMV、产业全要素生产率TFPI，第二产业的投入产出比IOR、人均增加值AVPC和全要素生产率TFPSI。

输送过程：输送泵从储存舱到澄清舱的输送量一般为每小时的燃油消耗量及回油量之和。燃油输送泵通常每小时运行15 min，输送时间是会随流量的变化而变化的。

目前常用的CD4+T淋巴细胞亚群检测方法为流式细胞术，可以直接获得CD4+T淋巴细胞数绝对值，或通过白细胞分类计数后换算为CD4+T淋巴细胞绝对数。

(3)该系统燃油输送泵吸口管路上安装有温度传感器和压力传感器监测系统运行情况，并有应急情况时给予系统的保护。

4.2 燃油输送加热系统节能分析

以某82 000载重吨散货船为例，对于燃油输送加热系统的节能量进行估算。

燃油输送加热系统是在储存舱没有蒸汽加热的情况下,基于热消耗的分析及计算，将澄清舱/日用舱内适量较高温度的燃油抽吸至储存舱，通过混合存储舱吸口井的冷油，从而使吸口井的燃油温度提升到合适的温度后再抽吸到澄清舱，如此循环的一个过程。

(1)保温状态下蒸汽耗量：

 

式中：Sk为单位时间内保温舱柜内油所消耗的蒸汽量，kg/h；K为各表面传热系数，kJ/(K·m2·h)；F为各表面的表面积，m2；TA为舱柜初始温度，℃；TC为环境温度，℃；IS为一定工作压力下的蒸汽焓，J/g；ID为一定工作压力下的凝水焓，J/g。

(2)加热状态下蒸汽耗量：

 

式中：SH为一定单位时间内加热舱柜内油所消耗的蒸汽量，kg/h；TB为舱柜终止温度，℃；T为加热时间，h；C为舱柜内介质的比热， J/(g·K)；W0为舱柜内介质的总质量，kg。

夏季工况下，环境温度为25 ℃，舱柜终止温度为45 ℃。经计算，NO.1燃料油储存舱(左)的蒸汽耗量SK=105.78 kg/h，负荷因素η=0.6，保温蒸汽耗量为63.47 kg/h；NO.3低硫燃料油储存舱(右)的蒸汽耗量SH=65.94 kg/h，负荷因素η=0.5，蒸汽耗量为32.97 kg/h。因此，夏季工况下储存舱的总蒸汽耗量为96.44 kg/h。

冬季工况下的环境温度为5 ℃。经计算，储存舱的蒸汽耗量为306.74 kg/h。

当燃油输送泵运行时，输送加热泵停止；当燃油输送泵停止时，输送加热泵运行并开始加热过程，轮流替换。

第一，要加强饲养管理。现在的鸡群规模越来越大，这和以前的小群体饲养有很大的区别，对于各方面的管理细节要求的更加严格，因此我们的管理理念要有所提高，要强化生物安全防控意识，无论从鸡舍饲养环境的改善还是饲喂方式的改善都要根据鸡群的情况及时调整，宗旨就是让我们的鸡群能够拥有舒适的生产环境。

根据锅炉厂家提供的资料，燃油消耗率每产生100 kg/h蒸汽所需燃烧燃油约7.5 kg/h。以船舶一年航行200 d计算，将节约燃油约72 t。目前该方案在实船应用上取得了良好的效果，达到了节约能源的目的。

离开菜站那天，齐海峰挺恋恋不舍。他所留恋的是那段和杨蓉相遇相识的时光，像在青春岁月里，种下的一颗少年心，再也回不去了。

上述分析不难看出，仅仅是在燃油输送系统上增加SHIFTER系统，以及对燃油储存舱结构进行修改，就能减少燃油消耗。该方案不受船舶类型的限制，其应用前景相当可观。随着市场对节能降耗的越来越重视，能通过少量的初始投入来降低日后长期营运成本是非常值得的。

5 结语

燃油输送加热系统的设计方法及理念相当简单，仅仅是用局部加热代替整舱加热，输送系统和加热系统快速循环代替保温。虽然简单，但是效率高并且操作起来稳定可靠，节能效果显而易见，深受船东好评，达到节约能源，降低生产成本的目的，为当前废气锅炉蒸汽量不足寻求了一个简单易行的设计方案。

参考文献：

[1] 费千,富贵根.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社,2008.

Jensen和Meckling（1976）最早从委托代理视角研究了企业管理者和股东利益目标不一致现象，并认为管理者激励是降低代理成本、缓解二者之间利益矛盾的有效途径。由于研发阶段的费用支出会影响当期业绩表现，加之创新成果商业转化的不确定性以及具有明显的外溢特征，厌恶风险的管理者可能会放弃自主创新。而合理的激励机制会促使管理者与公司长远利益的趋同，激励管理者将自身利益与公司在研发上的长期投资需求保持一致［14］，提高管理者进行创新活动的意愿。