船舶輪機(jī)節(jié)能能量回收利用論文

1、船舶輪機(jī)節(jié)能能量回收利用論文編者按：本文主要從航運(yùn)對海洋環(huán)境的破壞與對策；科學(xué)技術(shù)與航運(yùn)業(yè)；能源利用與輪機(jī)技術(shù)進(jìn)行論述。其中，主要包括：自然辯證法是馬克思主義哲學(xué)的重要組成部分、地球是一個(gè)相互依存的整體、海洋存亡,匹夫有責(zé)、船舶作為一個(gè)流動的工廠,為船舶提供動力的柴油機(jī)消耗燃料的同時(shí),也產(chǎn)生大量的油渣和污水、杜絕含油污水排放出海、全球性的航運(yùn)貿(mào)易得到了空前的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,是推動社會前進(jìn)的革命力量、目前人們正著力研制開發(fā)“高信賴度智能化船舶”、船舶要航行,總是要消耗能源、它利用柴油機(jī)的廢氣來帶動氣輪機(jī)和一個(gè)廢氣爐等，具體請?jiān)斠姟?【摘要】本文主要運(yùn)用自然辯證法的觀點(diǎn),一方面通過航運(yùn)

2、業(yè)對海洋環(huán)境的影響,提出加強(qiáng)對船舶的管理,減少船舶對海洋環(huán)境的污染,從而維持海洋資源的可持續(xù)利用;另一方面對科學(xué)技術(shù)與航運(yùn)業(yè)的關(guān)系,對航海技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析;最后,面對能源問題,對船舶輪機(jī)節(jié)能技術(shù)及能量的回收利用給出了論述。 【關(guān)鍵詞】自然辯證法海洋環(huán)境船舶污染航海技術(shù) 自然辯證法是馬克思主義哲學(xué)的重要組成部分,它研究涉及的領(lǐng)域非常廣泛,它幾乎覆蓋了所有的學(xué)科,對于航運(yùn)技術(shù)領(lǐng)域也是如此,它的生態(tài)自然觀是我們認(rèn)識到保護(hù)海洋環(huán)境、防止海洋污染的重要性,同時(shí)也讓我們認(rèn)識到提高能源的利用率,以使得航運(yùn)業(yè)乃至全社會的可持續(xù)發(fā)展。它的科學(xué)技術(shù)以及方法論為航運(yùn)技術(shù)的發(fā)展起到重大的指導(dǎo)作用。下面將

3、從三個(gè)方面分別介紹。 1航運(yùn)對海洋環(huán)境的破壞與對策 地球是一個(gè)相互依存的整體,人類生活在同一個(gè)地球上,全球性的生態(tài)危機(jī),表現(xiàn)出了人類所遇到的危機(jī)的共同性、安全的共同性和未來的共同性,這就要求不同國家超越文化和意識形態(tài)的差異來采取聯(lián)合的共同行動,制止和打擊那些給自然界帶來嚴(yán)重污染的國家、企業(yè)和個(gè)人。作為一個(gè)特殊的行業(yè)航運(yùn)業(yè)。在過去相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),其由于船舶的各種貨物(化學(xué)危險(xiǎn)品、油類等)、機(jī)器處所產(chǎn)生的含油垃圾和污水、廢氣(SOX、NOX等),以及船舶生產(chǎn)所產(chǎn)生的塑料等垃圾,給海洋環(huán)境造成了很大的污染。因此,這就要求世界各國對船舶的防污染狀況進(jìn)行監(jiān)督和控制,下面就對船舶對海洋的污染和船舶為防止污

4、染所采取的措施,及國際上所采取的相關(guān)對策。 “海洋存亡,匹夫有責(zé)”。據(jù)統(tǒng)計(jì):全球3/4的大城市和40%的人口集中在離海岸60公里以內(nèi)的地區(qū),因此海洋的興衰關(guān)乎到人類的存亡。但是海洋的污染不僅來源于陸地上人類的各種活動;近年來隨著航運(yùn)業(yè)的發(fā)展,來自于船舶的污染也呈現(xiàn)出擴(kuò)大的趨勢,特別是由船舶造成的操作性、事故性甚至是人為的故意行為(隨意排放污油、洗艙水、壓載水、亂丟各種垃圾等)所造成的海洋環(huán)境污染事故也日益增多,嚴(yán)重地破壞了海洋的生態(tài)環(huán)境。 船舶作為一個(gè)流動的工廠,為船舶提供動力的柴油機(jī)消耗燃料的同時(shí),也產(chǎn)生大量的油渣和污水,同樣,為船舶服務(wù)的其它機(jī)械也同樣會產(chǎn)生一定量的污油和污水,特別是一些大

5、型的油輪和化學(xué)危險(xiǎn)品船,它們的壓艙及洗艙水也含有大量的有害成分,如果未經(jīng)處理就直接排放入海,就會對海洋生物環(huán)境造成極大的傷害。由于貨運(yùn)的需要及船舶生產(chǎn)、船員生活而造成的大量的墊艙物料,像木頭和其它一些金屬物品,塑料垃圾、它們又是一些不可分解的物質(zhì),顯然,在過去相當(dāng)長的時(shí)間里,人們沒有意識到對海洋的傷害,于是大量的污油、污水及所有的垃圾直接傾倒入海,把海洋當(dāng)作無限的垃圾場,對海洋生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。就是到了今天,由于直接處于航運(yùn)第一線的各國船員素質(zhì)參差不齊,也同樣忽視對海洋環(huán)境的保護(hù),置相關(guān)的國際法則于不顧,仍將上述各種有害物質(zhì)直接排放到海洋中。 為了減少船舶對海洋環(huán)境的污染,近些年船舶防污

6、染技術(shù)得到了很大的發(fā)展,目前,按照造船規(guī)范,基本上所有的船舶都裝有防污染設(shè)備,污水艙、污水預(yù)處理艙柜、油水分離器等設(shè)備,通過對排出的污油進(jìn)行分離,使合乎要求的污水排出舷外(當(dāng)然國際防污規(guī)則對排放區(qū)域、排放種類還有嚴(yán)格的規(guī)定),而含油率高的放回到污水艙,所分離出來的油則通過焚燒爐燒掉。杜絕含油污水排放出海。另外,由燃油分油機(jī)所分離出來的各種油渣也是通過焚燒爐進(jìn)行焚燒處理。為了消除船員生活垃圾對海洋的產(chǎn)生的危害,大型的船舶都裝有生活污水處理裝置,能過厭氧型和需氧型細(xì)茵的培養(yǎng),對船員及旅客所產(chǎn)生的糞便等進(jìn)行分解。再按相關(guān)的要求排放,為了方便船舶,世界上許多的國家和地區(qū)還有專門的回收組織,如中國的上海

7、和德國的漢堡。而這種服務(wù)都是免費(fèi)的。另外,為了消除船舶對大氣的污染,附則VI對船舶排放的廢氣也做出了相應(yīng)的規(guī)定,如氮氧化物(NOX);硫氧化物(SOX);為此,大型船舶柴油機(jī)排氣系統(tǒng)都裝有廢氣濾清系統(tǒng),同時(shí),對船用燃油的質(zhì)量也提出了要求。如含硫量不超過3%等。當(dāng)然和陸地上一樣,氟利昂在船上也開始禁止使用。 隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷加快,全球性的航運(yùn)貿(mào)易得到了空前的發(fā)展,營運(yùn)航行的船舶數(shù)量與日俱增,使今天的海洋承受著來自船舶污染的巨大壓力,而人們對海洋環(huán)境污染問題的認(rèn)識也越來越清醒,國際組織及各國政府越來越感到對海洋環(huán)境的治理和保護(hù)已迫在眉捷。為了有效地控制船舶對海洋環(huán)境的污染,以保證海洋具

8、有較強(qiáng)的自身凈化能力,國際海事組織制定了防污公約及附則,為世界各國對船舶的檢查控制提供了國際準(zhǔn)則。此外,在世界上還有一些區(qū)域性的組織和國家,制定出非常嚴(yán)歷的法律對污染海洋環(huán)境的行為者和船公司給予重罰,如國家、國家、美國、澳大利亞等等。在防污染與治理方面,歐洲及美國等西方國家己走在了世界的前面,在這一點(diǎn)上,由于工作的便利。我感觸頗深,幾次到美國和歐洲等國家的經(jīng)歷給我留下了很深的印象,他們的PSC檢查官對船舶防污染設(shè)備的檢查,船員技能的檢查都非常嚴(yán)格,而且密西西比河和基爾運(yùn)河優(yōu)美的環(huán)境也不能不讓人嘆服。但是一些欠發(fā)達(dá)國家和地區(qū),盡管人們也承認(rèn)對環(huán)境的破壞給人類所帶來的災(zāi)難,但是實(shí)際上卻并沒有引起足

9、夠的重視,總覺得離自己還很遠(yuǎn),我曾經(jīng)去過的埃及的蘇伊土運(yùn)河口和印度的加爾各答港等地區(qū),當(dāng)船在河道里航行時(shí),看到海面上那一層層、一片片的污油,心情非常沉重,在我國也同樣存在著海洋環(huán)境保護(hù)問題,我國1999年12月25日全國人大通過的,以及中國海事局為我國海洋環(huán)境保護(hù)提供了法律依據(jù)。 2科學(xué)技術(shù)與航運(yùn)業(yè) 科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,是推動社會前進(jìn)的革命力量。從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用到船舶上,使世界航運(yùn)業(yè)得到空前的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,使得航海技術(shù)得到日新月異的發(fā)展,目前船舶正向大型化、專業(yè)化、高速化和自動化方向發(fā)展。世界航運(yùn)巨頭如中遠(yuǎn)、中海、馬士基等航運(yùn)公司,紛紛建造一些大型超大型的船舶,如50

10、萬噸級的超大型油輪(中遠(yuǎn)大連有36萬噸級的)、36萬噸級的散裝礦石船、10000標(biāo)箱集裝箱船(中海己在韓國訂造了兩艘)、14萬噸級的豪華游輪以及作為居住和休閑為一體的“海上移動城市型”船舶的面世和開發(fā);同時(shí)船舶的專業(yè)化程度也越來越明顯:如液化氣船、滾裝船、客滾船、集裝箱船、冷藏船等的相繼面世和使用。隨著商品的技術(shù)含量的不斷提高,對運(yùn)輸?shù)囊笠苍诓粩嗟靥岣?技術(shù)含量高的運(yùn)輸方式和專業(yè)化船舶將有較好的市場前景,傳統(tǒng)的雜貨船舶將越來越少。另外,隨著海洋的開發(fā)和利用,海洋的各種工程船、新能源運(yùn)輸船(如液化氣、液態(tài)氫等高熱量環(huán)保型的運(yùn)輸船)、水上水下的觀光游覽船也不斷出現(xiàn);隨著人們對船舶的高速化追求和向

11、往,氣墊船、水翼船和噴氣船將越來越受到重視,同時(shí)大排水量的船舶正面臨高速化的迫切需要。為了提高較大型船舶的快速性,人們將另外開發(fā)體積小而輸出功率大的船舶推進(jìn)新技術(shù)。目前我國已開發(fā)出超導(dǎo)磁流體的船舶推進(jìn)系統(tǒng),也許在不久將來能取代傳統(tǒng)的螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng),成為各種船舶的動力來源;船舶自動化:船舶自動化己從20世紀(jì)60年代前半期的最初設(shè)置機(jī)艙控制室的初期自動化時(shí)代,到20世紀(jì)70年代無人機(jī)艙的實(shí)現(xiàn),目前又發(fā)展到船舶智能化和綜合化時(shí)代。特別是從20世紀(jì)80年代開始,隨著電子技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,以及勞動力成本的進(jìn)一步提高,人們提出了駕通合一、機(jī)電合一、駕機(jī)合一的許多設(shè)想,并被國際海事組織所采納,有的已

12、經(jīng)實(shí)現(xiàn),有的將要實(shí)現(xiàn)。目前人們正著力研制開發(fā)“高信賴度智能化船舶”。其構(gòu)成系統(tǒng)有:綜合航行管理系統(tǒng)(海上自動航行系統(tǒng)與港內(nèi)自動航行系統(tǒng))、最佳航線計(jì)劃系統(tǒng)、自動靠離泊系統(tǒng)、氣象海況狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)、裝卸系統(tǒng)及船體狀態(tài)監(jiān)視/姿勢控制系統(tǒng)等。上述許多系統(tǒng)正在模擬實(shí)驗(yàn)或?qū)嵈瑢?shí)驗(yàn)之中,不久的將來也許會在實(shí)船開始應(yīng)用。 3能源利用與輪機(jī)技術(shù) 船舶要航行,總是要消耗能源。最初的船舶航行依靠帆借助于風(fēng)力航行,蒸汽機(jī)的發(fā)明及其在船舶上的使用,使船舶的營運(yùn)效率大大擔(dān)高,但由于要攜帶大量的煤,使船舶的受載量受到限制。1885年內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明及后來在船舶上的廣泛應(yīng)用,使航運(yùn)業(yè)得到了長足的發(fā)展,目前,有90%以上的船舶都采

13、用內(nèi)燃機(jī)作為船舶的動力,第一次石油危急導(dǎo)致的油價(jià)上漲,對輪機(jī)技術(shù)提出了新的要求,于是長沖程、大缸徑柴油機(jī)得到了發(fā)展,隨著能源的不斷緊張,船舶節(jié)能技術(shù)也得到了很快的發(fā)展,渦輪增壓系統(tǒng),利用柴油機(jī)廢氣所帶走的能量,使增壓器渦輪旋轉(zhuǎn),帶動同軸的壓氣端對吸入的空氣進(jìn)行壓縮,增大了柴油機(jī)所需空氣量,使柴油機(jī)的工作性能得到了改善;船舶廢氣鍋爐,利用通過增壓器后的柴油機(jī)廢氣對其中的能量再次利用,用來產(chǎn)生蒸汽,滿足船舶的需要,如艙室取暖,燃油加溫等等。同時(shí)現(xiàn)代船舶還裝有造水機(jī),對柴油機(jī)冷卻水所帶走的能量再利用,進(jìn)行海水淡化,產(chǎn)生的淡水滿足船舶鍋爐、柴油機(jī)冷卻水、沖洗貨艙以及船員日用的需要,即有效地利用了柴油機(jī)

14、冷卻水中的熱能,同時(shí)又節(jié)約了大量的淡水費(fèi)用,其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的。最近,MANB&W公司新近研制成功的TES系統(tǒng)對能量的更進(jìn)一步的利用提出了新的思路,樣機(jī)已經(jīng)成型。它利用柴油機(jī)的廢氣來帶動氣輪機(jī)和一個(gè)廢氣爐,利用廢氣鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽帶動蒸汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電,與船舶電網(wǎng)并聯(lián),這樣在船舶正常航行后就無需發(fā)電柴油機(jī)運(yùn)行,從而也就節(jié)約了發(fā)電柴油機(jī)的燃潤滑油、備件及維修費(fèi)用。 總之。世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然會帶動航運(yùn)業(yè)的發(fā)展,而航運(yùn)的快速增長不可避免地對海洋環(huán)境帶來一定程度的污染,這就需要各國政府及我們航海界人士負(fù)起歷史的責(zé)任,特別是處于第一線的船員,我們?nèi)松拇蟛糠侄荚诤Ｉ隙冗^,減少對海洋的危害,維持良好的海洋環(huán)境和生態(tài)平衡,以及海洋的可持續(xù)利用,對自己和子孫都是一件積功德的大事。同