Käytännön opas potkurin energiansäästöihin: ominaisuudet, valinta ja huolto

I. Ydintoiminnot: "Resistanssin vähentämisen" ja "tehokkuuden parantamisen" kaksoisarvo

Perusarvo Potkurin energiansäästölaitteet perustuu aluksen propulsiojärjestelmän hydrodynaamisen ympäristön optimointiin, jotta saavutetaan kaksi tavoitetta: "vastuksen vähentäminen" ja "tehokkuuden parantaminen". Niiden suorat tehtävät näkyvät kolmella tavalla:

Herätysenergian talteenotto: "Haastetun tehon" uudelleenkäyttö

Kun laivan potkuri toimii, kun lavat työntävät vettä taaksepäin, siipien pyöriminen synnyttää "pyörimisherätyksen" - vesi ei vain virtaa laivan purjehdussuunnassa, vaan myös pyörii potkurin akselin ympäri. Tämä pyörimisliike aiheuttaa sen, että noin 15–20 % propulsioenergiasta ei muutu tehokkaaksi työntövoimaksi. Eri potkurin energiansäästölaitteiden tehokkuus vaihtelee huomattavasti laivatyypistä riippuen. Esimerkiksi Propeller Boss Cap Fin (PBCF), joka on eräänlainen Propeller Energy Saving Device -laite, sen talteenottotehokkuus on 40–50 % 100 000 tonnin irtolastialuksilla (vähentää perävaunun pyörimisnopeutta yli 40 %), kun taas 5 000 tonnin sisävesijokilaivassa (knotsss) alhainen hyötysuhde on 12. 25-30 %. Kun PBCF, eräänlainen potkurin energiansäästölaite, asennettiin 300 000 tonnin VLCC:hen, todelliset alustestit osoittivat, että polttoaineenkulutus matkaa kohti väheni 28 tonnia ja energiansäästöaste oli 7,3 %; kun taas sama PBCF potkurin energiansäästölaitteena 60 000 tonnin rannikkoirtolastialuksella säästi noin 8 tonnia polttoainetta matkaa kohden, ja energiansäästöaste oli 5,1 %. Ero johtuu pääasiassa aluksen vetoisuuden ja havahtumisintensiteetin välisestä korrelaatiosta.

Rungon vastuksen vähentäminen: "Water Resistance" -tilasta "Water Assistance"

Aluksen navigoinnin aikana kohtaama vastus on jaettu pääasiassa kahteen luokkaan: kitkavastus (joka syntyy veden ja rungon pinnan välisestä kitkasta, mikä vastaa 50–70 % kokonaisvastuksen arvosta) ja aallonmuodostusvastus (energia, jonka runko kuluttaa työntämällä vettä aaltojen synnyttämiseen, osuus 20–30 %). Vastusta vähentävien Propeller Energy Saving Devices -laitteiden vaikutus korreloi positiivisesti nopeuteen: bioninen ihopotkuri, eräänlainen potkurin energiansäästölaite, vähentää kitkavastusta 30 % konttialuksessa, jonka nopeus on 18 solmua, jolloin yksisuuntainen energiansäästöaste on 5,8 %; kun taas konepajalaivassa, jonka nopeus on 10 solmua, kitkavastus pienenee vain 12 % ja energiansäästöaste on 2,3 %. Esipyörteinen staattori, toinen potkurin energiansäästölaite, on enemmän riippuvainen rungon linjoista. Sen jälkeen, kun se oli levitetty 180 000 tonnin irtolastialukselle, jolla on suhteellisen sileät peräviivat, aallonmuodostusvastus pieneni 18 % ja kokonaisenergiansäästöaste oli 8,1 %; kun taas ro-ro-aluksella monimutkaisilla perälinjoilla aallonmuodostusvastus pieneni vain 9 % ja energiansäästöaste oli 4,5 %.

Sopeutuminen voimajärjestelmään: "Edullinen päivityssuunnitelma" ikääntyville aluksille

Yli 10 vuotta käytössä olleiden laivojen propulsiotehokkuus laskee yleensä 8-12 % pääkoneen kulumisesta ja potkurin siipien korroosiosta. Päämoottorin vaihtaminen vaatii kymmenien miljoonien juanien investoinnin ja 1-2 kuukauden seisokkiajan. Potkurin energiansäästölaitteiden sopeutumiskyky on yhdistettävä tehon vaimennusasteeseen: kun pääkoneen tehon vaimennus on ≤10 %, sen voi korvata peräsimen polttimo tai PBCF, molemmat potkurin energiansäästölaitteet (esim. 2008 rakennetussa rannikkorahtilaivassa pääkoneen tehonvaimennus 8 %:lla peräsimen polttimon asentaminen); jos vaimennus ylittää 15 %, tarvitaan "PBCF-energiaa säästävien kanavien" yhdistelmä, jotka ovat potkurin energiansäästölaitteita. Vuonna 2005 rakennettu öljytankkeri palautti propulsiotehokkuutensa 97 prosenttiin alkuperäisestä suunnitteluarvosta tämän potkurin energiansäästölaitteiden yhdistelmän avulla, mikä pienensi kuukausittaiset polttoainekustannukset 42 000 yuania ja palautui laitteen kustannuksista vain 3 kuukaudessa.

II. Tekniset ominaisuudet: Kolmen energiansäästölaitteen potkurityypin "persoonallisuustunnisteet"

Tällä hetkellä potkurin energiansäästölaitteet luokitellaan pääasiassa kolmeen tyyppiin toimintojensa perusteella: 'herätystyyppi', 'vedon vähennys- ja tehostamistyyppi' sekä 'älykäs säätötyyppi'. Niiden ominaiset erot määrittävät suoraan sovellettavat skenaariot, ja huollon vaatimuksissa on myös merkittäviä eroja näiden potkurin energiansäästölaitteiden asennuksen jälkeen:

Wake Recovery -tyyppi: Tehokkaasti mukautettu perinteisiin moottorialuksiin

Propeller Boss Cap Fin (PBCF), Rudder Bulb ja Twisted Rudder edustavat nämä potkurin energiansäästölaitteet, joiden ydin on "korjata herätys" kiinteän rakenteen kautta. PBCF:n siipien lukumäärä on yleensä 4-6, ja kulmarakenteen on vastattava potkurin nopeutta (mitä suurempi nopeus, sitä suurempi siipien kulma, yleensä 15°-30°). Asennuksen aikana näiden potkurin energiansäästölaitteiden on oltava koaksiaalisia potkurin ulokkeen kanssa (poikkeama ≤1 mm), muuten syntyy käänteisiä pyörrevirtoja. Tällaisten potkurien energiansäästölaitteiden huoltokynnys on alhainen: PBCF:n tarvitsee vain puhdistaa pintaliitokset kuukausittain ja tarkistaa siipien pulttien kireys vuosittain. Keskimääräiset vuosihuoltokustannukset ovat noin 2 000 yuania laivaa kohden; peräsimen polttimossa ei ole liikkuvia osia, ja keskimääräiset vuosihuoltokustannukset ovat vain noin 1000 yuania. 50 000 tonnin öljytankkeriin asennetun peräsimen polttimo, eräänlainen potkurin energiansäästölaite, vedenpaine-ero peräsimen lavan ympärillä pieneni 22 %, potkurin propulsioteho kasvoi 4,5 %, eikä vikoja ilmennyt 5 vuoden jatkuvan käytön aikana.

Vedon vähentämisen ja tehokkuuden lisäyksen tyyppi: "Räätälöidyt ratkaisut" erikoisaluksille

Nämä potkurin energiansäästölaitteet, mukaan lukien bioniset ihopotkurit, esipyörteiset staattorit, energiaa säästävät suuttimet jne., on "muokattava alukseen". Bionic-kuori on valmistettu polyuretaanipohjaisesta komposiittimateriaalista ja pintaan on tehty 0,1 mm leveät timanttiurat 3D-tulostuksen avulla. Näitä potkurien energiansäästölaitteita huollettaessa on vältettävä kovien esineiden naarmuja - jos ihossa on yli 2 cm naarmuja, vastuksen vähentämisvaikutus vähenee 15 %. Korjaus vaatii erikoisliimaa (noin 500 yuania per putki), ja jokainen korjauskustannus on noin 3 000 yuania. Esipyörteisen staattorin, potkurin energiansäästölaitteen, siiven kulma on mitattava uudelleen 2 vuoden välein (koska rungon vähäinen muodonmuutos voi aiheuttaa kulmapoikkeaman). Konttilaivalla tämän potkurin energiansäästölaitteen siipien kulma poikkesi 2°, koska uudelleenmittaus epäonnistui ajoissa, ja energiansäästöaste putosi 9,2 %:sta 7,5 %:iin ja palasi alkuperäiseen vaikutukseen säädön jälkeen. Tällaisilla potkurin energiansäästölaitteilla on korkeammat kustannukset (räätälöidyt mallit maksavat 500 000-2 000 000 yuania), mutta ne soveltuvat suuriin erikoisaluksiin - VLCC:t, erittäin suuret konttialukset (yli 18 000 TEU) jne.

Älykäs säätelytyyppi: "Dynaaminen optimointi" digitaalisella aikakaudella

Kuten älykäs säädettävä terä PBCF (iPBCF), olosuhteisiin mukautuva virtausohjausjärjestelmä (CAS) jne., näiden potkurin energiansäästölaitteiden ytimenä on "reagoida työolosuhteiden muutoksiin reaaliajassa". iPBCF:ssä on terän juureen sisäänrakennettu mikrohydraulinen toimilaite, jolla voidaan säätää terän kulmaa ohjaamon konsolin kautta (säätöalue 0°-40°). Näiden Propeller Energy Saving Devices -laitteiden anturi kerää nopeus-, kuormitus- ja meriveden tiheystiedot 10 sekunnin välein - anturi on kalibroitava neljännesvuosittain (kalibrointikustannukset ovat noin 5 000 yuania per kerta). Jos kalibrointi viivästyy, kulman säätövirhe voi ylittää 3° ja energiansäästönopeuden vaihtelu saavuttaa 1,2 %. Kunnon mukautuvan virtauksen ohjausjärjestelmän, Propeller Energy Saving Devicen, on päivitettävä algoritmi kerran vuodessa (päivityskustannukset ovat noin 20 000 yuania). Valtamerellä kulkevalla rahtilaivalla, koska tämän potkurin energiansäästölaitteen algoritmia ei ollut päivitetty, energiansäästönopeuden vaihtelu nousi ≤0,5 %:sta 2,3 %:iin monimutkaisissa meriolosuhteissa. Tällaisten potkurien energiansäästölaitteiden alkuinvestointi on 1,5-2 kertaa kiinteisiin laitteisiin verrattuna, mutta niiden käyttöikä on jopa 15 vuotta (kiinteät laitteet noin 10 vuotta), joten ne soveltuvat uusiin laivoihin tai suuriin laivastoihin, jotka toimivat pitkään (>15 vuotta).

III. Vertailutaulukko kolmesta päätyypistä potkurien energiansäästölaitteista (valinnan mukautuksen pikaviitetaulukko)

Sopeutumisen peruslogiikka Pikaviitetaulukko:

Budjetti < 500 000 yuania seisokit < 1 viikko → Wake Recovery Type Potkuri Energiansäästölaitteet;

Nopeus > 20 solmua laivatyyppi > 100 000 tonnia → Vedon vähentäminen ja tehokkuuden lisääminen Tyyppi Potkuri Energiansäästölaitteet;

Käyttöaika > 15 vuotta tarve dynaamiseen mukautumiseen työolosuhteisiin → Älykäs säätö Tyyppi Potkuri Energiansäästölaitteet;

Päämoottorin tehonvaimennus > 15 % → Potkurin energiansäästölaitteiden "Wake Recovery Type -vedon vähentäminen ja tehokkuuden lisääminen" -yhdistelmän etusija.

IV. Valintaopas: 4 askelta potkurin energiansäästölaitteiden "sopivaan malliin" lukitsemiseksi

Potkurin energiansäästölaitteiden valinnassa tulee välttää "sokeaa seuraamista" ja se vaatii neljä aluksen omiin olosuhteisiin perustuvaa seulontavaihetta, joiden joukossa parametrien keräämistä ja testien todentamista voidaan edelleen tarkentaa:

Vaihe 1: Selvitä aluksen "perusparametrit" (parametrikokoelmaluettelon ja lähteiden kanssa)

Lajiteltavat perustiedot ja niiden lähteet:

Aluksen tyyppi ja käyttötarkoitus: Vahvista aluksen tyyppi aluksen todistuksella (Ship Nationality Certificate); lastiruuman kapasiteetti, kannen konttien pinoamiskorkeus jne. tarve viitata aluksen suunnittelupiirustuksiin (voidaan hakea telakalta tai luokituslaitokselta);

Teho- ja propulsioparametrit: Päämoottorin malli, nimellisteho jne. on ilmoitettu päämoottorin tyyppikilvessä tai laivan voimalaitoksen todistuksessa; potkurin parametrit (halkaisija, siipien lukumäärä, materiaali) on mitattava tai viitattava potkurin tehdasraporttiin (jos katoavat, voidaan saada luokituslaitoksen testaamalla);

Navigointiolosuhteet: Vuosittaiset navigointikilometrit ja yhteinen nopeus voidaan viedä aluksenhallintajärjestelmästä (kuten ECDIS) viime vuodelta; pääreittien meriveden suolapitoisuuden on kysyttävä sataman hydrologisia tietoja (kuten 3,2–3,5 % rannikko-Kiinassa, 3,0–3,1 % joissakin Kaakkois-Aasian satamissa).

Esimerkki parametritoiminnosta: Jos potkurin nopeus on > 150 rpm (nopea potkuri), herätyskierron intensiteetti on korkea, joten valitse PBCF, eräänlainen potkurin energiansäästölaite, jossa on säädettävä siiven kulma (kiinteä kulma on altis resonanssille suuren nopeuden vuoksi); jos reitti on enimmäkseen sisävesijoki (veden syvyys < 10 m), potkurin energiansäästölaitteet, joiden halkaisija on > 2 m, on jätettävä pois (maadoitus välttämiseksi), ja etusija tulisi antaa peräsimen sipulille (yleensä halkaisija < 1,5 m), jotka ovat potkurin energiansäästölaitteita.

Vaihe 2: Yhdistä "Energiatehokkuusvaatimukset" ja "Budjetti" (kustannus-hyötylaskentataulukon kanssa)

Jaa kolmeen skenaarioon ensisijaisten tarpeiden mukaan, ja laskelmaan on sisällytettävä "piilokustannukset" (kuten seisokkihäviöt), jotka liittyvät potkurin energiansäästölaitteisiin:

Hätätilanteen vaatimustenmukaisuustyyppi: Sinun on täytettävä IMO:n Energy Efficiency Existing Ship Index (EEXI) -vaatimukset 3 kuukauden kuluessa, valitse käyttövalmiit potkurin energiansäästölaitteet: peräsinpolttimo (asennusaika 3 päivää, seisokkihäviö noin 50 000 yuania), yksinkertainen PBCF (hinta 350 000 yuania). Kun nämä Propeller Energy Saving Devices -laitteet on asennettu 10 000 tonnin laivaan, vuotuinen polttoaineensäästö on 120 tonnia (öljyn hinnan perusteella 7 000 yuania/tonni, vuotuinen säästö 840 000 yuania), ja kustannukset katetaan 3 kuukaudessa.

Tasapainoinen kustannus-suorituskyky tyyppi: Suunniteltu toimimaan 5-10 vuotta, valitse "kiinteä osittainen räätälöinti" Potkurin energiansäästölaitteet: kuten standardi PBCF bioninen ihoyhdistelmä (hinta 800 000 yuania, asennusaika 15 päivää). Laivan varsinainen testi osoittaa, että energiansäästöaste on 8,5 %, vuotuinen polttoainesäästö 300 tonnia. Kun on vähennetty 15 päivän seisokkien menetys (noin 200 000 yuania), kustannusten takaisinmaksuaika on 1,2 vuotta.

Pitkän aikavälin hyötytyyppi: Vasta rakennetut laivat tai käytössä yli 15 vuotta, valitse älykäs säätötyyppi Potkuri Energy Saving Devices: iPBCF (hinta 1,5 miljoonaa yuania, asennusaika 10 päivää), mikä säästää 3 % enemmän energiaa kuin kiinteät laitteet. 200 000 tonnin laiva säästää 90 tonnia enemmän polttoainetta vuosittain, ja 10 vuoden lisähyöty on 6,3 miljoonaa yuania. Kattava kustannusten takaisinperimisaika on 0,5 vuotta lyhyempi kuin kiinteillä potkurin energiansäästölaitteilla.

Vaihe 3: Tarkista potkurin energiansäästölaitteiden "sertifikaatit ja todelliset laivatiedot" (avainilmaisinluettelolla)

Tarvittavat sertifioinnit potkurin energiansäästölaitteiden tarkistamiseksi:

Luokituslaitoksen sertifiointi: CCS (Kiina), LR (Yhdistynyt kuningaskunta), DNV (Norja) ja muut yleiset sertifioinnit (täytyy antaa sertifikaatin numero, joka voidaan tarkistaa virallisella verkkosivustolla), vältä "alueellisia sertifiointeja" (kuten vain sertifioinnin hankkiminen pienestä maasta, jota ei ehkä tunnusteta kansainvälisille reiteille);

IMO:n vaatimustenmukaisuussertifikaatti: On noudatettava MEPC.334(76) päätöslauselman "Energy Saving Device Energy Evaluation Evaluation Standard" -standardia ja toimitettava kolmannen osapuolen energiatehokkuuden testiraportti (kuten kolmannen osapuolen testausviraston myöntämä todellisen aluksen testiraportti).

Tärkeimmät kohdat potkurin energiansäästölaitteiden todellisille laivoille:

Tapaukset samankaltaisista alustyypeistä: Esimerkiksi ostettaessa potkurin energiansäästölaitteita 120 000 tonnin irtolastialukselle, on toimitettava vähintään 3 mittaustietosarjaa saman vetoisuuden (ei "samankaltaisen vetoisuuden") irtolastialuksista, jotka keskittyvät "energiansäästöasteen vaihteluväliin" 6,8 %±0,3 %, mikä on vakaampi kuin tuotteet, joissa on ±1 %;

Pitkän aikavälin luotettavuustiedot: Potkurin energiansäästölaitteen vikatiheys yli vuoden käytön jälkeen (kuten PBCF, jonka vikaprosentti on < 0,5 %, mikä on parempi kuin alan keskiarvo 2 %), ja onko olemassa "ilmainen korvaava ei-ihmisvahinko" -lauseke.

Vaihe 4: Arvioi "toimittajan palvelukyky" potkurin energiansäästölaitteille (palveluluettelon kanssa)

Propeller Energy Saving Devices -laitteiden koko prosessipalvelun tulee kattaa:

Ennakkomyynti: Aluksen perän rakenteen skannaus paikan päällä (käytettävä 3D-skanneria, jonka tarkkuus on ≤ 0,1 mm), CFD-simulaatioraportin toimittaminen (potkurin energiansäästölaitteen ja aluksen sopeutuvuuden tarkistaminen);

In-sales: Asennuksen valvonta (insinöörien lähettäminen opastamaan paikan päällä tarkkuuden varmistamiseksi) ja samanaikaisesti asennuksen hyväksymisraportin lähettäminen (mukaan lukien keskeiset parametrit, kuten potkurin energiansäästölaitteen samankeskisyys ja kulma);

Jälkimyynti: 1 vuoden ilmainen takuu (sisältää potkurin energiansäästölaitteen osien vaihdon), säännöllinen toimintakunnon seuranta (kuten energiansäästöasteanalyysiraportti neljännesvuosittain), maailmanlaajuiset huoltoliikkeet (valtamerialusten on vahvistettava, että Propeller Energy Saving Device -laitteen huoltoasemat ovat vähintään kolmella mantereella, vasteaika ≤ 7 tuntia).

Varo "alhaista hintaa ilman palvelua" Propeller Energy Saving Devicesille: Laivanvarustaja valitsi kerran Propeller Energy Saving Device -laitteen, jonka hinta oli 100 000 yuania alempi. Toimittajan puutteellisen asennusohjeen vuoksi itseasennuksen aiheuttama kulmapoikkeama oli 3° ja energiansäästöaste vain 2 % (paljon alempi kuin luvattu 6 %). Uudistus maksoi 200 000 yuania, mikä oli tappiota.

V. Potkurien energiansäästölaitteiden ja laivojen voimajärjestelmien yhteensopivuustestimenetelmät

Ennen Propeller Energy Saving Devices -laitteiden asentamista niiden sopeutumiskyvyn tarkistaminen pienimuotoisilla testeillä voi vähentää riskejä. Testit tulee suorittaa vaiheittain aluksen tehoominaisuuksien ja potkurin energiansäästölaitteen teknisten parametrien perusteella. Jokaisen linkin kohdalla on tarpeen selvittää testitavoitteet, laitevaatimukset ja tietokriteerit. Erityiset menettelyt ja yksityiskohdat ovat seuraavat:

Testausta edeltävä valmistelu: perustiedot ja laitteiden kalibrointi

Kolme perustehtävää on suoritettava ennen testiä, jotta vältetään tietojen poikkeamat, jotka johtuvat riittämättömästä potkurin energiansäästölaitteiden valmistelusta:

Tehojärjestelmän parametrien arkistointi: Kerää ydinparametrit, kuten pääkoneen nimellisteho, nimellisnopeus ja potkurin siipien lukumäärä/halkaisija/noususuhde (saatavilla laivan voimalaitoksen käsikirjasta). Keskity päämoottorin todellisen vääntömomentin kirjaamiseen eri nopeuksilla (esim. 8000 N·m 120 rpm:llä, 12000 N·m 150 rpm:llä), jotka toimivat vertailukohtana potkurin energiansäästölaitteiden testauksessa.

Potkurin energiansäästölaitteiden testilaitteiden valinta ja kalibrointi:

1. Mittakaavatestissä tarvitaan erittäin tarkka vesisäiliö (pituus ≥ 50 m, veden syvyys ≥ 3 m, säädettävä virtausnopeusalue 0-25 solmua), 3D-voimaanturi (tarkkuus ≤ 0,1 N) ja lasernopeusmittari (herätysnopeuden mittausvirhe ≤ 0,5 m/s)

2. Tosilaivatestiä varten tarvitaan räjähdyssuojattu polttoaineen virtausmittari (tarkkuus ≤0,5 %) ja langaton vääntömomenttianturi (näytteenottotaajuus ≥100 Hz). Ennen testiä ne on kalibroitava kolmannen osapuolen toimesta (kalibrointitodistuksen voimassaoloajan tulee olla ≤1 vuosi).

Potkurin energiansäästölaitteiden testityöolosuhteiden suunnittelu: Määritä etukäteen 3-5 tyypillistä työolosuhdetta (esim. täysi kuorma 16 solmulla, tyhjä kuorma 18 solmulla, puolikuorma 14 solmua), jotka kattavat yli 80 % laivan päivittäisistä navigointiolosuhteista välttääksesi yksipuoliset testitulokset Provicepellin yhden energiansäästötilan vuoksi.

Vaihe 1: Mittakaavamallitesti (yksityiskohtainen syventäminen) potkurin energiansäästölaitteille

Laivan perästä (sisältäen potkurin, peräsinlevyn ja rungon peräosan) tehdään mittakaavassa 1:20 malli. Mallin materiaalin on vastattava todellista laivaa (esim. kupariseos potkurissa, orgaaninen lasi rungossa), jotta varmistetaan yhdenmukaiset hydrodynaamiset ominaisuudet potkurin energiansäästölaitteita testattaessa. Testi on jaettu kolmeen vaiheeseen:

Perustietojen kerääminen: Tilassa, jossa ei ole potkurin energiansäästölaitetta, simuloi nopeuksia 0-20 solmua (gradientti 2 solmua askelta kohti), kirjaa päämoottorin työntövoima (voimaanturin kautta), rungon vastus (vesisäiliödynamometrin kautta) ja potkurin nopeus eri nopeuksilla ja piirrä myöhemmän "nopeus-työntö" -suhteen vertailuarvo -suuntaviiva. Energiaa säästävä laite.

Useiden potkurin energiansäästölaitteiden vertailutesti: Asenna kohdelaite (esim. PBCF) ja vaihtoehtoinen laite (esim. peräsimen polttimo), toista yllä olevat nopeustestit ja keskity keräämiseen:

1. Herätyskentän jakautuminen: Käytä lasernopeusmittaria skannataksesi veden virtausnopeutta 1-3 kertaa potkurin takana olevan halkaisijaalueen sisällä ja tallenna potkurin energiansäästölaitteen PBCF:n "korjausnopeus" pyörimisvauhdissa (esim. asennuksen jälkeen herätyksen pyörimisnopeus laskee 1,2 m/s:sta 5 prosentin nopeudella 5 %:iin.

2. Työntövoiman parannusamplitudi: Vertaa työntövoiman arvoja potkurin energiansäästölaitteen kanssa ja ilman sitä samalla nopeudella. Esimerkiksi 15 solmun nopeudella PBCF:n työntövoima kasvaa 6,2 % ja peräsimen polttimo 4,1 %, mikä selventää eroa laitteen tehokkuudessa.

Tietojen korjaus ja todentaminen: Mittakaavamallin "mittakaavavaikutuksesta" johtuen (pienimallin veden viskositeetti on erilainen kuin todellisen laivan), tiedot on korjattava Frouden numerolla (Fr). Muunna mallitestin energiansäästöaste todellisen aluksen ennustetuksi kaavan avulla (korjauksen jälkeinen virhe voidaan pienentää ±3 %:sta ±1 %:iin), mikä varmistaa referenssiarvon potkurin energiansäästölaitteiden mallin valinnassa.

Vaihe 2: Lyhytaikainen todellinen laivakoekäyttö (prosessin tarkentaminen) potkurin energiansäästölaitteille

Valitse 1-2 tyypillistä matkaa (mieluiten meno-paluumatkaa meriolosuhteiden erojen vähentämiseksi), asenna tilapäisesti yksinkertaistettu versio Propeller Energy Saving Device -laitteesta (testiluokan laitteen tulee olla rakenteeltaan sama kuin lopullisella massatuotantoversiolla, ja vain kiinnitystapa on yksinkertaistettu pulttiliitokseksi). Testijakson on katettava vähintään 2 täydellistä työehtoa (esim. täydellä kuormalla lähtevä matka, tyhjällä kuormalla saapuva matka) potkurin energiansäästölaitteen osalta. Tietyt toimintapisteet:

Tekniset tiedot potkurin energiansäästölaitteen väliaikaiseen kiinnitykseen:

1. Potkurin välinen rako on asetettava massatuotannon vaatimusten mukaisesti (esim. PBCF:n ja lavan välinen rako on 50-80 mm), ja raon tasaisuus varmistetaan rakotulkilla (poikkeama ≤2 mm);

2.Kiinnityspulteissa on käytettävä lukkomuttereita (esim. Spirax-muttereita), ja esikiristysmomentti toteutetaan toimittajan vaatimusten mukaisesti (esim. 200 N·m M16-pulteilla). Merkitse ne asennuksen jälkeen välttääksesi löystymisen potkurin energiansäästölaitteen navigoinnin aikana.

Polttoaineen kulutuksen ja tehoparametrien synkronoitu seuranta potkurin energiansäästölaitteille:

1. Polttoaineen virtausmittari on asennettava pääkoneen öljynottoputkeen (≥1 m päähän pääkoneesta tärinän vaikutuksen välttämiseksi), tallentaa polttoaineenkulutustiedot 10 minuutin välein ja samanaikaisesti tallentaa nopeus, pääkoneen nopeus, suunta ja meriolosuhteet (tiedot ovat voimassa, kun tuulen nopeus on ≤10 m/s) aluksen PropellerDIS-järjestelmän kautta.

2. Tarkkaile lisäksi potkurin akselin tehoa: Kerää reaaliaikaisesti akselin vääntömomentti ja nopeus langattoman vääntömomenttianturin kautta, laske akselin teho (akselin teho = vääntömomentti × nopeus / 9550), välttäen luottamasta pelkästään polttoaineenkulutustietoihin (päämoottorin tila voi vaikuttaa polttoaineenkulutukseen), kun testaat potkurin energiansäästölaitetta.

Potkurin energiansäästölaitteiden tietojen poissulkeminen ja analysointi:

1.Eliminoi epänormaalit tiedot: Kun tuulen nopeus > 12 m/s ja aallonkorkeus > 1,5 m, meriolosuhteiden vaikutus polttoaineenkulutukseen ylittää 5 % ja vastaavat tiedot potkurin energiansäästölaitteesta on jätettävä pois;

2. Energiansäästöasteen laskeminen: Laske "(polttoaineenkulutus ennen asennusta - polttoaineenkulutus asennuksen jälkeen) / polttoaineenkulutus ennen asennusta × 100 %". Esimerkiksi öljysäiliöaluksen polttoaineenkulutus ennen Propeller Energy Saving Device -laitteen asennusta täydellä lähtevällä matkalla on 25 tonnia/vrk ja asennuksen jälkeen 23,7 tonnia/vrk, energiansäästöasteella 5,2%, mikä on periaatteessa yhdenmukainen mittakaavamallin korjatun 5,1%:n kanssa, mikä vahvistaa laitteen energiansäästön.

Vaihe 3: Virtajärjestelmän kytkentätesti (älykkäille potkurin energiansäästölaitteille)

Älykäs säätö Potkurin energiansäästölaitteiden on testattava kytkentävaste päämoottorin ja kuormitusjärjestelmän kanssa varmistaakseen, että laite voi mukautua dynaamisesti työolosuhteiden muuttuessa. Testi on suoritettava tyynissä vesissä (aallonkorkeus ≤0,5 m) sekä staattisissa että dynaamisissa mitoissa näille potkurin energiansäästölaitteille:

Staattinen kytkentätesti älykkäille potkurin energiansäästölaitteille: Simuloi muutoksia kiinteissä työolosuhteissa varmistaaksesi laitteen säätötarkkuuden:

1. Nopeusaskeltesti: Nosta asteittain päämoottorin nopeutta 100 rpm:stä 180 rpm:iin (pysy 5 minuuttia joka 20 rpm) ja tallenna laitteen kulman säätöviive (esim. kun nopeus kasvaa 120 rpm:stä 150 rpm:iin, iPBCF:n viiveen tulee olla ≤ 80 rpm:stä 20° 20°. sekuntia);

2. Kuorman simulointitesti: Säädä aluksen syväys painolastiveden avulla (10 metristä täydellä kuormalla 6 metriin tyhjällä kuormalla) ja tallenna energiansäästösuhteen vaihtelu (esim. 10,2 % täydellä kuormalla, 10,0 % tyhjällä kuormalla, vaihtelulla ≤ 0,5 % energiansäästöä varten).

Dynaaminen kytkentätesti älykkäille potkurin energiansäästölaitteille: Simuloi monimutkaisia toimintaolosuhteiden vaihtoja varmistaaksesi laitteen vakauden:

1. Nopea kuormitusmuutostesti: Suorita "puolikuorma → täysi kuorma" painolasti 10 minuutissa (syväys kasvaa 7 metristä 10 metriin), tarkkaile, onko potkurin energiansäästölaitteessa "ylisäätö" (esim. kulma ylittää välittömästi yli 3°). Hyväksytty standardi on, että energiansäästöasteen vaihtelu säädön aikana on ≤1 %;

2.Päämoottorin äkillisen kuormituksen lisäystesti: Nosta äkillisesti päämoottorin kuormitusta 50 %:sta 80 %:iin (nopeus nousee äkillisesti 120 rpm:stä 140 rpm:iin), tallenna laitteen vasteaika (saa olla ≤3 sekuntia) ja vältä viivästetyn vasteen aiheuttamaa potkurin kavitaatiota (kavitaatio voi aiheuttaa Propullin 5 %:n pudotuksen enemmän). Tallennetaan laitetta.

Testin jälkeinen optimointi älykkäille potkurin energiansäästölaitteille: Jos testi ei täytä standardia (esim. kulman säätöviive 8 sekuntia), tarvitaan yhteinen optimointi toimittajan kanssa:

1. Hydraulijärjestelmän optimointi: Esimerkiksi lisää hydraulipumpun virtausnopeutta (10 l/min arvosta 15 l/min) lyhentääksesi potkurin energiansäästölaitteen toimilaitteen toiminta-aikaa;

2.Algoritmiparametrien säätö: Pienennä esimerkiksi kulman säädön "tasoituskerrointa" (0,8:sta 0,6:een) parantaaksesi potkurin energiansäästölaitteen vasteherkkyyttä. Optimoinnin jälkeen tietyn aluksen viive lyhennettiin 3 sekuntiin käyttövaatimusten mukaisesti.

Testisäädöt potkurin energiansäästölaitteiden erityisskenaarioissa

Erityisiä alustyyppejä tai monimutkaisia voimajärjestelmiä varten potkurin energiansäästölaitteiden testisuunnitelmaa on mukautettava vastaavasti:

1. Kaksoispotkurialukset: On tarpeen testata synkronisesti potkurin energiansäästölaitteiden symmetria vasemmalla ja oikealla puolella (esim. vasemman ja oikean PBCF:n kulmapoikkeaman tulee olla ≤1°), jotta vältetään rungon tärinä epätasaisesta jännityksestä;

2. Hybridialukset (päämoottorin akseligeneraattori): Potkurin energiansäästölaitteen tehokkuus on testattava sekä "pelkän pääkoneen käyttö"- että "päämoottorigeneraattorin yhdistetty käyttö" -tiloissa sen varmistamiseksi, että energiansäästöaste pysyy vakaana (vaihtelu ≤1,5 ​​%), kun generaattori toimii (20 % akselin tehosta on ohitettu);

3. Vanhenevat alukset (pääkoneen tehon vaimennus > 10 %): Potkurin energiansäästölaitteen testin aikana pääkoneen kierrosluvun ylärajaa tulisi laskea (esim. alkuperäisestä nimellisnopeudesta 160 rpm 140 rpm), jotta vältetään testitietojen vääristyminen pääkoneen ylikuormitetusta toiminnasta.

VI. Potkurin energiansäästölaitteiden huoltoon liittyviä näkökohtia: 3 "Yksityiskohdat määrittävät tehokkuuden"

Ennen asennusta: Suorita "aluksen sopeutumistesti" potkurin energiansäästölaitteille (testausprosessin kanssa)

Prosessi on jaettu kolmeen vaiheeseen potkurin energiansäästölaitteille:

1. Perärakenteen skannaus: Käytä kannettavaa 3D-laserskanneria skannataksesi 3 metrin etäisyyttä potkurin ympäriltä (mukaan lukien runko, peräsimen lapa ja potkuri) saadaksesi pistepilvimallin (tarkkuus ≤ 0,5 mm). Keskity tarkastamaan, onko potkurin uloke kulunut (jos kulumissyvyys > 2 mm, se on ensin korjattava, muuten se vaikuttaa potkurin energiansäästölaitteen asennustarkkuuteen);

2.Vesivirtaussimuloinnin tarkistus: Lähetä skannatut tiedot toimittajalle ja vaadi heitä käyttämään CFD-ohjelmistoa simuloidakseen "todelliset laivan navigointiolosuhteet" (eikä vakio-olosuhteet) potkurin energiansäästölaitteen osalta. Esimerkiksi aluksen perän lievän muodonmuutoksen (alkuperäisten suunnittelulinjojen muutos) vuoksi simulaatio osoitti, että potkurin energiansäästölaitteen asennuskohtaa oli siirrettävä 100 mm taaksepäin, muuten energiansäästöaste laskisi 3,2 %;

3. Materiaalien yhteensopivuustesti: Jos laivan potkuri on valmistettu kupariseoksesta, on tarpeen varmistaa sähkökemiallinen yhteensopivuus potkurin energiansäästölaitteen materiaalin (kuten ruostumattoman teräksen) ja kuparilejeeringin välillä (suorita 72 tunnin energiatesti suolasuihkukoekammiolla, eikä Propeller-pudotusprosessia saa välttää Device-reaktion aiheuttaman korroosion välttämiseksi sähkökemiallinen korroosio.

Asennuksen aikana: Valvo tiukasti potkurin energiansäästölaitteiden "tarkkuusvirheitä" (tarkkuusohjaustaulukon kanssa)

Potkurin energiansäästölaitteiden tärkeimmät parametrit ja standardit:

Testin varmistus: Suorita asennuksen jälkeen "dynaaminen testi" potkurin energiansäästölaitteelle - navigoi laiva yhteiseen nopeuteen (kuten 16 solmua), mittaa herätysnopeus vedenalaisella akustisella Doppler-virran profiloijalla (ADCP) ja vertaa sitä tietoihin ennen asennusta. Jos herätyspyörimisnopeuden alennussuhde on < 30 % (esim. herätysnopeus ennen asennusta on 100 rpm ja se on edelleen ≥ 70 rpm potkurin energiansäästölaitteen asennuksen jälkeen), on pysäytettävä säätöä varten.

Päivittäinen huolto: Keskity potkurin energiansäästölaitteiden "kulumiseen ja puhdistamiseen" (huoltojaksotaulukon ja merialueen erojen kanssa)

Ylläpidä potkurin energiansäästölaitteita kuukausittain, neljännesvuosittain ja vuosittain ja säädä tarkennusta eri merialueiden mukaan:

Trooppiset merialueet (kuten Kaakkois-Aasia): Meren eliöt kiinnittyvät nopeasti (parsat voivat kasvaa 5 mm kuukaudessa), joten potkurin energiansäästölaitteiden kuukausittaista puhdistusta on lisättävä yhdellä kertaa; meriveden lämpötila on korkea (30-35 °C), joten Propeller Energy Saving Devices -laitteiden korroosionestomaalin on oltava korkeaa lämpötilaa kestävää tyyppiä (lämmönkesto ≥60 °C), ja kuivakalvon paksuus tulee nostaa 100 μm:iin neljännesvuosittaisen pinnoituksen aikana.

Lauhkeat merialueet (kuten rannikko-Kiina): Biologinen kiinnitys on kohtalaista, ja potkurin energiansäästölaitteiden huolto suoritetaan tavanomaisen syklin mukaisesti; meriveden lämpötila on alhainen talvella (5-10°C), ja älykkäiden potkurin energiansäästölaitteiden anturit tarvitsevat jäätymisenestokäsittelyä (lisää jäätymisenestorasvaa) matalan lämpötilan vikojen välttämiseksi.

Korkean suolapitoisuuden merialueet (kuten Punainen meri): Suolaisuus > 4 %, metallin korroosio on nopeaa, joten ultraäänivirheiden havaitseminen (siipien sisäisen korroosion havaitsemiseksi) on lisättävä Propeller Energy Saving Devices -laitteiden vuosihuoltoon, ja näiden laitteiden bioninen kuori on vaihdettava 2 vuoden välein (1 vuosi lyhyempi kuin perinteinen sykli).

Potkurin energiansäästölaitteiden kuukausihuolto:

Puhdistus: Huuhtele potkurin energiansäästölaitteen pinta korkeapainevesipistoolilla (paine ≤20 MPa). Kovien lisälaitteiden, kuten naarmujen, poistamiseen käytä muovilapiota (älä käytä metallilapiota, jotta pinta ei naarmuunnu). jos Propeller Energy Saving Device -laitteeseen on asennettu bioninen iho, tarkista, onko iholla kuplia (jos kuplat ovat > 5 mm, ne on vaihdettava, muuten vastusta vähentävä vaikutus katoaa veden tullessa sisään);

Silmämääräinen tarkastus: Tarkista, onko potkurin energiansäästölaitteen siivissä naarmuja (jos syvyys on > 1 mm, ne on hitsattava) ja ovatko pultit löysät (ei siirtymistä käsin vedettäessä).

Neljännesvuosittainen potkurin energiansäästölaitteiden huolto:

Raon mittaus: Mittaa potkurin energiansäästölaitteen ja potkurin välistä rakoa rakotulkilla (kuten PBCF:n ja siipien välinen rako on pidettävä 50-80 mm:ssä; jos se on liian pieni, törmäys on helppoa ja jos se on liian suuri, herätyksen palautusvaikutus on huono);

Korroosionestotarkastus: Levitä ruosteenestomaalia potkurin energiansäästölaitteen metalliosaan (käytä kerran neljänneksessä epoksisinkin keltaista pohjamaalia, jonka kuivakalvon paksuus on ≥80 μm).

Potkurin energiansäästölaitteiden vuosihuolto:

Tarkkuusuudelleentesti: Telakoinnin jälkeen testaa potkurin energiansäästölaitteen kulma ja samankeskisyys uudelleen laserpaikantimella ja säädä, jos poikkeama ylittää 1 mm;

Älykkään laitteen kalibrointi: Potkurin energiansäästölaitteiden älykkään säätelyn osalta ota yhteyttä toimittajaan algoritmin päivittämiseksi (optimoi vuosittaisten navigointitietojen mukaan) ja anturien kalibroimiseksi (kuten nopeusanturin virheen on oltava ≤0,1 rpm).

Potkurin energiansäästölaitteiden erityishuolto: Kun olet kohdannut ankaria meriolosuhteita (kuten taifuunit) navigoinnin aikana, käytä välittömästi vedenalaista robottia (ROV) tarkistaaksesi, onko potkurin energiansäästölaite vääntynyt (keskity siihen, ovatko lavat taipuneet). Laiva ei tarkistanut taifuunin jälkeen, ja energiansäästöaste laski 4 % potkurin energiansäästölaitteen siiven lievän muodonmuutoksen vuoksi, mikä johti 50 tonnia enemmän polttoaineenkulutukseen kahdessa kuukaudessa.

VII. Potkurien energiansäästölaitteiden yleiset viat ja hätäratkaisut

VIII. Yleiset väärinkäsitykset: Vältä näitä "energiansäästön tehottomuutta" koskevia sudenkuoppia, jotka liittyvät potkurin energiansäästölaitteisiin

Väärinkäsitys 1: "Sama potkurin energiansäästölaite voidaan asentaa kaikkiin aluksiin"

Eri alustyyppien sopeutuvuus potkurin energiansäästölaitteisiin vaihtelee merkittävästi: sisävesialusten (syväys < 5m) on valittava pienikokoiset potkurien energiansäästölaitteet (peräsinlamput, yksinkertainen PBCF), jotta vältytään liian suurista laitteista johtuvien karilleajojen välttämiseksi; rannikkoalukset (nopeus 12-16 solmua) soveltuvat potkurin energiansäästölaitteille, jotka ovat kiinteällä pohjalla; valtamerialukset (nopeus > 18 solmua) tarvitsevat vastusta vähentäviä ja tehokkuutta parantavia tyyppejä tai älykkäitä potkurin energiansäästölaitteita. Potkurin energiansäästölaitteiden mallit on valittava kattavasti reittien, alustyyppien ja nopeuksien perusteella sokean käytön välttämiseksi.

Väärinkäsitys 2: "Ei tarvitse huolehtia työolosuhteista potkurin energiansäästölaitteiden asennuksen jälkeen"

Kiinteät potkurin energiansäästölaitteet on säädettävä "kuormitusnopeuden" mukaan: esimerkiksi peräsimen kulma, joka vastaa 16 solmun täydellä kuormituksella olevaa nopeutta, on 0°, ja peräsimen kulmaa voidaan säätää 2°-3° tyhjän kuorman nopeudelle 18 solmua ohjaamaan veden virtausta niin, että se sopii paremmin potkurin energiansäästölaitteeseen; älykkäiden potkurin energiansäästölaitteiden on puhdistettava anturit säännöllisesti (kerran 2 viikossa), jotta vältetään tietojen poikkeamat, jotka vaikuttavat säätötarkkuuteen. Työolojen muutosten huomiotta jättäminen johtaa potkurin energiansäästölaitteiden energiansäästönopeuden vaihteluihin, jotka ovat yli 2 %.

Väärinkäsitys 3: "Keskity vain energiansäästön määrään, ei potkurin energiansäästölaitteiden kestävyyteen"

Materiaalin valinta vaikuttaa suoraan potkurin energiansäästölaitteiden käyttöikään: aseta etusijalle 316L ruostumaton teräs (suolan roiskeenkesto ≥10 000 tuntia) tai nikkeli-alumiinipronssimateriaalit; Propeller Energy Saving Devices -laitteiden bioniselle kuorelle vahvista säänkestävyys (-30 °C - 70 °C ilman halkeamia) ja vaadi toimittajalta 5 vuoden takuu. Halvat potkurin energiansäästölaitteet, joissa käytetään tavallista ruostumatonta terästä (tyyppi 304), ovat alttiita korroosiolle, mikä johtaa nollaenergian säästöön 1-2 vuodessa, mikä sen sijaan lisää kustannuksia.

Väärinkäsitys 4: "Testitiedot vastaavat potkurin energiansäästölaitteiden todellista laivavaikutusta"

Potkurin energiansäästölaitteiden laboratoriotestit ovat ihanteellisissa veden virtausolosuhteissa (ei rungon häiriöitä, vakionopeus), jotka eroavat todellisesta aluksen perän vesivirtauksesta (joita häiritsevät peräsimen siivet ja runko). Kun ostat Propeller Energy Saving Devices -laitteita, vaadi toimittajaa toimittamaan todellisia alustietoja "saman laivan tyypin samalla reitillä". Jos sitä ei voida toimittaa, voidaan ensin suorittaa 1 kuukauden lyhyt koekäyttö (maksut todellisen polttoaineenkulutuksen mukaan) ja vahvistaa vaikutus ennen potkurin energiansäästölaitteen virallista hankintaa.

Propeller Energy Saving Devices -laitteiden "energiansäästövaikutus" ei koskaan pääty "oikean tuotteen valintaan", vaan se on seurausta koko prosessista "oikean asennuksen oikea valinta käyttämällä hyvin". Parametrien keräämisen millimetritarkkuudesta, kulmavirheiden hallinnasta asennuksen aikana ja sitten Propeller Energy Saving Devices -laitteiden päivittäisen huollon yksityiskohtaiseen hallintaan, jokainen vaihe vaikuttaa suoraan lopulliseen energiatehokkuuteen. Laivanomistajille tällaiset Propeller Energy Saving Devices -laitteet eivät ole vain "kustannuksia alentavia työkaluja" vaan myös "peruskonfiguraatioita" merenkulkualan vihreään muutokseen selviytymiseksi - vain valitsemalla Propeller Energy Saving Devices -malleja tarkasti aluksen ominaisuuksien perusteella ja suorittamalla tieteellistä käyttöä ja huoltoa, tämä "pieni laite" voi vapauttaa jatkuvasti "suurta arvoa".