摘要：当今世界经济快速发展，我们面临着发展与治理同步处理的问题。我国目前正在大力推行边发展边治理的方针，但总的来说，这样的发展模式对经济建设会产生一定的制约。在此背景下，船舶发展也要与经济政策相对应，不仅要使造船行业大力快速发展，也要兼顾造船工业对环境的影响。针对这一发展趋势，各国相继开始发展绿色船舶技术。在此过程中，需在船舶的制造和维护方面投入更多的人力和物力，减少结构设计上的消耗，形成良性循环。通过大力推广绿色船舶理念，从而促进整个行业的健康发展。

关键词：节能减排技术；船舶设计；应用策略

引言

随着我国船舶业的迅猛发展与规模的持续壮大，因船舶生产制造、维修维护等衍生的一系列环境破坏、空气污染问题，也越来越多被热议和关注。船舶涂装是船舶制造中的重要环节，船舶因表层受到侵蚀，需要对涂层进行修补涂漆，导致有害气体与漆雾飘散等问题的出现。

1船舶绿色涂装技术的一般方法

1.1清理表面颗粒物的绿色控制技术

绿色涂装技术，是一个系统的全过程质量、环保防控体系，对于船企来说，无论是前期的生产制造，还是中后期的定期维护维修，均应当尽可能多地贯彻员工的全过程质量控制理念。依照国家行业标准规范，完善企业的生产制度与规章制度，将绿色低碳技术理念渗透到每一个局部环节。比如，船舶前期的建造与涂装中，由于普遍都是选择抛丸、分段二次除锈、区域涂装除锈等技术方式。这些都属于最基础的工作，目的就是清理掉污染物、垃圾残渣，但如果控制不当，又非常容易产生大量粉尘。

船舶涂装表面清理、维修的过程中，需要控制颗粒物的排放，否则会严重破坏到周边的水域水源。因此，针对颗粒物、粉尘的治理和控制技术应用，近几年不少船舶企业也拥有了一些新技术经验。首先，淘汰原有的开放式、落后的外场喷砂除锈工艺。不少企业开始加快转型，采用环保型的表面除锈工艺。对此，结合国内市场现实来看，已经有一些相对成功的工艺装备，得到较为不错的应用。比如，自循环移动抛丸工艺装备，也可称之为自主循环式抛丸加工设备或者自回收式循环多功能抛丸机。与原有的抛丸清理相比，目前市场上开始普及自循环移动抛丸工艺设备，对船舶船体表面进行清理工作，整个过程直接置于一个局部封闭的空间之内。顾名思义，此情形下，可以顺势清理吸收掉产生的粉尘、颗粒污染物。

1.2涂装油漆喷漆颗粒物的污染控制治理

船舶涂装过程中，一般都是根据船舶的实际结构，分段涂装生产。其中，有部分雾化油漆并没有成膜，依然是以漆雾的形式存在。这些飘散的漆雾一直徘徊在区域环境之内，毒性极大，不利于作业人员的健康。不仅如此，尽管现在越来越多使用优质的大包装材料，但由于很多喷涂产生的VOC是光化学烟雾的前体物，所以依然会对大气臭氧带来较大影响。对此，目前界内越来越多的企业开始选择高压水的涂装喷漆洒水模式，以更好地减轻和控制区域环境下飘散着的各类灰尘、颗粒物、漆雾。不仅如此，还可以帮助作业人员顺势清理掉涂装喷漆过程中作业产生的污水。借助超高压水，可以让周边的污水经沉淀和净化快速处理掉。尤其是确保区域内的空气质量环境，确保悬浮物指标可以满足实际标准要求。

2绿色船舶结构设计的实施途径

2.1优化整合船舶设计

优化整合船体结构。船体结构的设计对于船舶制造尤为重要，因此在进行绿色的结构设计时应全方位考虑需要的能源和资源，尽可能地做到节约。而船身设计也要进行优化，对应型号的船舶要进行针对的设计，对所有的型号尺寸进行分析，在保证安全的条件下，提高航行速度，减少能源利用，增加船体的稳定性和耐久性，增加船舶的负载，保证船舶的安全。

优化船舶节能设计。船舶的节能设计包括新能源的开发和利用，以及推进节能优化的措施和提高燃料的综合利用率等。首先节能的最优选择是采用新型的绿色能源，比如太阳能、风能等零污染的能源，在此基础上降低船舶对传统燃料的使用。在这一过程中要加快方案落实的速度，使整个优化周期缩短。而在燃料的利用上，要积极更换内燃机，采用先进的机械设备，提高燃料能源的利用率。综合以上的节能设计，在最后的循环方面要加大投入，有效地回收利用各种资源，实现废物的再利用，这样才能积极地实现船舶的绿色优化设计。

2.2利用绿色原材料

涂装材料的选择在我国造船产业中是一个重要的问题，因为传统的条件限制，该类材料对外界环境的依赖巨大，并且材料的质量也不过关，导致涂装材料对环境造成巨大危害，尤其是对水资源的危害，严重的还会对人体造成危害。在涂装展开之前，我国大部分船舶企业习惯性地先对钢板进行预处理，打磨好涂层表面，在涂装的过程中，进行二次涂装，这样会造成材料的浪费，而且总体过程较为复杂，对工期产生了很大影响。选择绿色的涂装材料，目的是为了保护环境，并能够提高工作的效率，把不利因素降到最低，从而满足绿色船舶的结构设计理念。

焊接材料。目前我国船舶工程中使用的传统焊接材料中含有一定数量的焊接试剂，在高温焊接操作下容易挥发到空气之中，直接危害工人健康，造成环境污染。焊接材料的选择，要根据其高温焊接时挥发的污染物含量来确定，因为传统焊接时加入助焊材料，高温后会分解成对人体有害的气体。在绿色船舶设计中，应采用低烟、低毒性的焊接材料，采用先进的焊接工艺指导焊接材料发挥更好的功效。

传统的绝缘材料比如玻璃棉、矿棉等，在废弃后不易降解，会导致污染。因此，要对绝缘材料的环保问题做出评价，采用先进的绝缘材料，确保绿色施工的顺利进行。在选择绿色船舶绝缘材料时，必须考虑绝缘材料的环境保护作用和技术实施难度，尽可能应用先进高效的新型环保材料，并确保船舶结构的设计符合绿色环保的要求。

2.3船舶标准及模块化设计

船舶标准化设计。船舶标准化设计可以有效地优化船体结构。船舶标准化设计在最初就是船体结构的优化，而在绿色理念加入后，这种标准化要从最小的零件逐级提升，这样才能避免浪费，有利于船体结构相互连接，提升材料的利用率。因此，船舶标准化设计对于船舶产品的设计建造来说非常重要。

船舶模块化设计。船舶模块化设计有助于提高工作效率和质量。相比于标准化设计，模块化则是将大的项目细分为可使用同一工种或者同一技术的模块，但与标准化并不冲突。船舶模块化设计可以尽可能地避免不必要的人力物力的消耗，节省了经济的开销，并且能够缩短工期，节约资源，帮助企业实现绿色船舶制造的节能环保目的。

3船舶电气设备的节能方案

3.1大力发展新能源节能技术

新能源的开发利用是一个重要的方向。船舶电气设备的节能目标实现，需要广泛利用太阳能、风能等新能源，利用这些新能源去促进发电、供热等技术的研究开发。在如今的船舶行业，可以利用的新能源种类较多。当天然能源相对充足时，电力装置可以采用新的能量为主，为船舶企业节约更多的能源。比如船用空调，可以利用太阳能进行运转。如果阳光不足，可以利用电能进行运转。电力的获得，可以借助水、风、阳光等绿色能源。可以说，新能源节能技术的发展应用，能够实现船舶电气设备高效节能的目标，也有助于保护生态环境。

3.2运行控制节能技术

首先，船舶辅机、风机、泵的流量需求受到外部环境的影响，其额定功率在设计过程中，需要满足最大流量需求。所以针对船舶辅机的流量调节，一般都是向下调节，截流是经常采取的一种形式。所谓截流，就是通过缩小出口处风门或阀门的开度，使管子的阻力增强，从而有效减小流量。这样的情况下电动机一般维持较为稳定的转速以及功率，这就需要消耗大量的电力。

其次，空调设备的节电。它的运行通常使用的是变频调速器和变频器，再全盘考虑外界温度、内部湿度、船上人员的分布等因素，以满足船上人员需要以及舱室环境提升作为目标对制冷量加以调节，保证空调运转合理，更具经济性能。空调主要为船上人员运转，当船上人员数量不多或者舱室温度不是非常高时，便可以适当降低该类装置的功率。当船上无人员时，便可以关闭该装置。最后，对通风机组的管理，根据舱室大气成分的含量、大气的气温湿度与空气压力等信息，结合船舶行驶的实际状况，以变频调速的形式对风机组的供风量加以调整。

3.3电动机节能技术

辅助设备的运行，必须由电机来驱动，而整个舰船的电力系统主要由电机来承担，所以应当大力研发电动机节能技术。就实际工作经验来看，诸如空调压缩机、冷却水泵、通风机等大部分辅机设备都需要长期不间断地运转，所以通过改善电动机的效率，可以非常明显地降低能耗。因为运转的时间不间断且旷日持久，只要通过合理的方式去提升电动机的效率，在船舶航行的全过程就会节省下来很多的电力能源。

因电制方面的差别，船舶辅机电动机有交流异步和直流之分。因为船舶行驶情况的变化以及辅机负载的变化，这两类电动机都有可能使电损增加，相应的维护工作也很繁杂。而近些年永磁同步电动机的诞生及发展，这使得技术越来越多样化，以应对以上问题。采用永磁铁材质制成的永磁电机，在电机的一侧没有感应电流，因此不会出现滞后损失和涡流损失，从而大大提高了电机的效能。由于无需采用转子励磁，可以减少定子的电压，同时也大大减少了网络损耗。在高功率下，负荷下降至25%的情况下，电机的效率仍然超过90%。由于永磁体具有很高的起动扭矩，因此可以用体积更小的永磁体来代替大功率的常规电动机。此外，和交流异步电机、直流电机相比较，永磁电动机的质量比较小、体积也不大，温升相对比较低、不存在电刷、维护性较佳，以上这些都是其具备的优势，是船舶辅机电动机未来发展的主要方向。目前，在船舶辅助设备中使用永磁体的情况下，为船舶企业的高效节能发挥了较大的作用。

3.4能耗利用管理方面

目前，我国船舶辅机的使用管理远远没有达成精细化的目标，相对比较粗放，大部分都是投切台数的简单性管理。这样的管理只是满足了一些基本要求，比如供风、供水等，整船的电能利用率其实并不高。通常，辅助设备的额定功率都能根据最大的要求来提供，设计方面亦是遵循相应原则，在设计要求之中，还应保留出一定的裕量，以确保船舶辅机可以长时间连续正常工作。然而，在实际运行中，系统常常不能达到最大的运行要求，通常采用的是一种简易的控制方式，不能根据不同工作环境，对辅助设备的能源进行动态调整。这样一来，能源浪费在所难免。鉴于此，需要做好能耗使用管理，以有效提升辅机运行效率。

节能管理的基本原则是利用信息化技术来获得系统的工作状态，根据系统的具体情况，通过变频器、减载等技术，对辅助设备的功率进行实时调整，从而达到更好的效果，达到节能减排的目的。节能的综合性管理主要针对的是在航程中持续运行的辅助设施，比如制冷泵、空调等，这些设施都是长周期运行的，其供水量也会根据运行情况而有所改变。如果实行全面节能，可以取得更好的节能效益。

结语

随着世界能源紧缺情况的日益加剧，各个国家都面临着巨大的生态环境保护压力，节能环保理念的重要性更加彰显，为世界各个国家所倡导。新时代我国经济社会发展不断提速，船舶工业亦获得了较快发展，促进了船舶技术理念的更新换代。加强节能减排技术的有效运用，促进节能减排技术的发展，持续调整相关的应对举措，增加科学研究的投入，促使中国船舶进入全球前列。

参考文献

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