船舶最佳航速優(yōu)化選擇問題探討

在執(zhí)行客貨運輸任務(wù)過程中，船舶航速選擇是非常重要的。它不僅僅是站在技術(shù)層面由船長與輪機長來確定，同時還需要結(jié)合市場情況，貨運量、運輸成本、貨主需求以及運輸方式改變等因素，由航運部門進行判斷。一般來說船舶航速可以包括三種不同的選擇：更加注重速度的船舶設(shè)計航速，偏向于降低燃料消耗的經(jīng)濟航速以及能夠獲得最大效益的最佳航速。一、三種航速及適用條件1、設(shè)計航速船舶設(shè)計過程中，通過設(shè)計任務(wù)書來確定船舶主尺度以及航速,此時工程師需要充分考慮兩方面的問題:一方面為航速確定,需要螺旋槳基本參數(shù)能夠滿足任務(wù)書中對航速的規(guī)定,消耗主機功率最小,進而確定主柴油機的功率和轉(zhuǎn)速;另一方面是主機型號確定后，應(yīng)設(shè)計螺旋槳參數(shù),在主機功率耗盡和滿足主機轉(zhuǎn)速的情況下讓船舶實現(xiàn)最大航速。船舶設(shè)計航速應(yīng)當借助于航行實驗進行確定，若在實驗過程中實際航速滿足設(shè)計航速，主機達到額定功率和轉(zhuǎn)速，代表螺旋槳和主機匹配合理，主機能夠在額定工況下保持持續(xù)運轉(zhuǎn),如若不然則應(yīng)當對螺旋槳參數(shù)以及主機轉(zhuǎn)速進行調(diào)整。通常需要將實驗參數(shù)記錄于試航文件內(nèi)作為后期管理的重要參考,當船舶需要快速性時通常選擇設(shè)計航速。2、經(jīng)濟航速經(jīng)濟航速即是每海里燃油消耗量最低的航速。從理論上來說,經(jīng)濟航速即是柴油機保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下所對應(yīng)的航速,它并非是主機每馬力小時耗油率最低的航速。如果船舶裝載量保持一致,主機功率和航速三次方為正比關(guān)系,主機燃油消耗量和航速的關(guān)系也呈比例變化,航速的降低能夠在很大程度上減少主機功率和燃油消耗?，F(xiàn)階段國內(nèi)外造船界已經(jīng)逐漸開始轉(zhuǎn)變過去那種一味追求高航速的設(shè)計,而慢慢開始合理的降低航速,讓船舶主機功率進一步減小,從而實現(xiàn)節(jié)油目標,這也是我們常說的經(jīng)濟航速。3、最佳航速以快速性為主要目的的設(shè)計航速即是主機每馬力小時燃油消耗率最低的航速,以節(jié)省燃油消耗為主的經(jīng)濟航速指的是每海里耗油量最少的航速,通常而言,它們都不屬于最佳航速。所謂最佳航速亦可稱為最大盈利航速,其中涉及到的因素較多,如成本價格、貨物價格、燃油消耗、船員薪酬、折舊費用、維修保養(yǎng)費用、港口裝卸能力、運輸方式轉(zhuǎn)變等。航速對船舶運輸成本的影響表現(xiàn)在:①運輸總成本;②動力設(shè)備的燃料消耗、維修保養(yǎng)成本;③船員薪酬成本。船舶運輸利潤=船舶運輸輸入-動力設(shè)備成本-船員薪酬成本。所以,選擇最佳航速應(yīng)當是有條件的,若符合客戶條件,運輸價格可增加,加快交貨收益更大,那么最佳航速可適當偏高;若客戶規(guī)定的交貨時間較長,減少運輸時間反而會導(dǎo)致成本提高,那么最佳航速可適當偏低。因此最佳航速選擇必須要以船舶運輸最大效益為主。二、柴油機技術(shù)參數(shù)調(diào)整對船舶航速進行設(shè)計的過程中,柴油機最佳工況點為額定工況,柴油機相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)以及管理參數(shù)都應(yīng)當以此作為標準。選擇最佳航速通常會偏離額定工況點,而偏離最佳工況點狀態(tài)下長時間運行,很可能對柴油機帶來較大的影響。所以在選擇最佳航速時需要對柴油機技術(shù)參數(shù)予以合理調(diào)整,讓其處于最佳運行狀態(tài)。1、增加壓縮比因為柴油機處在低負荷狀態(tài)下時，汽缸內(nèi)空氣循環(huán)漏氣與冷卻時間增加，壓縮終點壓力、溫度下降,燃燒經(jīng)濟性降低。壓縮比增加之后可以很好的解決上述問題，最高爆炸壓力增加能夠有效優(yōu)化燃燒條件，促進熱效率的提升，而壓縮比的增加必須要合理控制,爆炸壓力最大值要控制在額定工況數(shù)值之內(nèi)。2、增大噴油提前角對調(diào)節(jié)式高壓油泵來說，不管回油孔式或回油閥式，如果柴油機處在低負荷狀態(tài)下,噴油提前角都會逐漸減少，導(dǎo)致燃油滯燃期進一步后延,燃燒始點偏后,燃燒過程后延,降低燃燒質(zhì)量,排溫增加,對柴油機經(jīng)濟性產(chǎn)生很大的影響。通過增大噴油提前角能夠有效解決這一問題,讓燃燒過程逐漸前移,優(yōu)化燃燒質(zhì)量。需要注意的是,在增大噴油提前角時,應(yīng)當保證調(diào)整之后的最高爆壓保持在額定值之內(nèi)凹。3、增加噴油壓力,進一步優(yōu)化霧化質(zhì)量。4、確保正常排氣溫度由于排溫屬于對柴油機燃燒完善程度進行評價的關(guān)鍵性因素,所以柴油機各缸進行平衡調(diào)試之后,需要各缸的溫度差值不會大于平均值的5%。三、結(jié)語總之,近年來船舶運輸成本逐漸增加,尤其是隨著燃料價格的提高,航運企業(yè)都想