船舶余热回收系统技术分析

针对以动力涡轮和蒸汽涡轮作为动力设备的船舶余热回收系统，分析余热回收系统对降低燃油成本、减少CO₂排放和船舶能效设计指数的影响。文章分析了船舶余热回收系统的原理与结构组成，以及系统性能和余热回收效果，分析结果表明：船舶加装余热回收系统（WHRS）可降低燃油成本，节省燃油4%～11%；除节省燃油之外，WHRS还大大降低了CO₂、NO_X、SO_X和颗粒物的排放，同时WHRS也降低了船舶的能效指数（EEDI）。     

应对船舶燃用低硫燃油风险的几项新技术

硫氧化物（SO_X）是主要的大气污染物之一。其中的SO₂,刺激性强,直接危害人的眼鼻和喉粘膜,引起呼吸器官炎症;SO₂进一步氧化生成的SO₃,与大气中的水蒸气结合生成硫酸并形成酸雨,还会危害建筑、设备以及生态系统等。船舶主机、发电机、锅炉等燃烧所排放的废气含有大量SO_X,引起世界航运界的高度重视。为了减少船舶的SO_X排放,IMO的《国际防止船舶造成污染公约（MARPOL）73/78》附则Ⅵ《防止船舶造成空气污染规则》已于2005年5月19日生效,其第14     

基于PLC的货油运输船舶尾气处理控制系统设计

为提高船舶尾气余热的利用率,降低尾气对余热回收装置的腐蚀作用,文章根据现有的一种货油运输船舶尾气处理系统,提出了基于PLC的货油运输船舶尾气处理控制系统设计,以实现船舶尾气处理系统的自动化。     

船舶尾气处理技术分析

分析船舶脱硝原理与方法，重点介绍选择性催化还原（SCR）系统工作原理、尿素系统设计、催化剂使用以及SCR系统的吹灰，并提出改进方案，即增加尿素系统日用药剂泵、在排烟管路正确安装尿素喷射器以及为SCR系统配备NO_X传感器等，使脱硝效果更加显著。此外，还分析了船舶脱硫方法及每种方法的优缺点，并介绍了当前船舶脱硫脱硝一体化技术，提出目前无论脱硫还是脱硝技术都存在污染海洋的可能，液化天然气（LNG）才是未来船舶尾气减排的发展方向。     

船用SCR技术现状及发展

船用选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术是1项高效的NO_X脱除技术，已经在船舶领域得到了广泛应用，但随着环保要求调整与能源结构的变化，船用SCR技术也需要相应调整。目前船用SCR多使用尿素-选择性催化还原(Urea-SCR)技术，此技术受船用燃料油中杂质及烟气排气温度影响较大。其中，船用燃料油中的硫(S)及碱性金属等物质含量高，对催化剂的毒副作用明显，限制了船用SCR的使用。船舶主要使用柴油机，决定了烟气排气温度变化区间，通过影响尿素水解产NH₃效果、SCR反应器布置形式及催化剂活性，最终影响尾气脱硝效果。上述现状表明，使用船用燃料油的船舶，带废气加热的LP-SCR系统设计将是SCR设计的重要方向；寻找产NH₃效率高及控制精确的安全NH₃源(或方式)，对于船用SCR系统发展也起到了至关重要的作用；提高燃料品质、降低烟气中毒副作用限制，可为研制发展船用新型低温、抗毒催化剂提供基础。由于碳中和目标，低碳、零碳燃料船舶将是全球趋势，使得燃烧后排气不同，进...     

在航船舶尾气无人机遥测技术研究与应用

为打好船舶大气污染防治攻坚战,落实交通运输部海事局"陆海空天"一体化海事监管体系建设方向,提升我国海洋、内河及环境情况复杂水域中在航船舶尾气监测的自动化水平,研究了小型化的船舶尾气嗅探传感器,利用无人机搭载嗅探传感器实时监测在航船舶尾气中的SO₂和CO₂浓度,依此反推船舶燃油的硫含量。选择对上海(排放控制区)关键水域的在航船舶开展实验测试,统计不同船长、不同水域的海船尾气监测结果,综合分析船舶的燃油行为,为海事执法提供新的技术手段;总结可推广应用船舶尾气遥测无人机先进技术监管模式,为我国船舶大气污染物排放控制区高效及精准监管树立样板。     

进气道加湿对船用柴油机性能影响仿真优化

本文基于TBD234V6型增压中冷柴油机,采用AVL-fire软件对柴油机额定工况下不同进气道加湿水油比进行三维数值模拟研究,对比分析该技术对柴油机缸内爆压、缸内温度、缸内温度场、燃烧放热率、NO_X浓度、Soot浓度及NO_X和Soot浓度场的影响,并通过灰色决策理论结合主客观赋权法确定最优水油比。结果表明：随着水油比的增加,相比于原型机,其爆压先升高后降低,水油比0.5时出现拐点,爆压上升幅度最大,约4.19%。且缸内温度降低,放热率峰值升高且出现时刻逐渐后移,燃油消耗率呈先下降后上升的趋势,NO_X排放量降低明显,Soot排放量呈先降低后升高的趋势。通过计算确定1.5为最优水油比,此时,爆压下降约1.01%,燃油消耗率下降2.35%,NO_X排放降低83.69%,Soot排放上升9.42%。研究结果可为船用柴油机掺水燃烧提供一定指导依据。     

LNG动力船舶大气污染物排放特征实船测试

为获取以液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)为燃料动力的船舶(拖船)大气污染物实船瞬时排放特征,通过在船舶烟囱尾排处安装在线监测设备,实时在线监测气态污染物(CO、NO_x、SO₂、TVOC)和颗粒物(PM),初步获得LNG动力船舶尾气污染物排放因数,并探索以LNG为燃料的动力船舶尾气排放规律。结果表明,LNG动力船舶废气的瞬时排放质量浓度均较低,其中:TVOC和PM的排放质量浓度最低,瞬时排放质量浓度分别为0.123～1.184 mg/m³、0.102～0.226 mg/m³;SO₂和NO_x的瞬时排放质量浓度分别为5.040～103.700 mg/m³和23.500～68.900 mg/m³;CO的排放质量浓度为69.880～1 513.000 mg/m³。从船舶尾气污染物的排放因数来看,LNG燃料是减少船舶尾气排放的有效能源之一。     

内河船舶和国内海船CO2系统的异同分析

针对船舶现场检验中发现的固定式灭火系统的CO₂系统以及瓶头阀及其相关组件的各种缺陷,主要阐述内河船舶CO₂系统和国内海船CO₂系统的异同、瓶头阀的结构、释放总管的安装要求、泄放总管的安装要求、控制管路的安装要求,这也是验船师现场检验的难点,以期相关人员在遇到问题时了解如何处理。     

基于三步法—船舶二级脱硝系统的控制设计

选择性催化还原(SCR)是一种被广泛应用于船舶柴油机尾气排放NO_x的后处理技术，但SCR脱硝系统具有大惯性、非线性以及不确定性的特点，使得常规控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。以船舶柴油机的SCR脱硝系统为研究对象，搭建船舶二级脱硝系统模型，并设计三步法非线性控制器来跟踪氨覆盖率目标值；分析经济、标准、超载等3种工况下的脱硝率和氨逃逸量。结果表明：基于提出的三步法—船舶二级脱硝控制器，可进一步提高脱硝率、降低氨逃逸量。     

从一款带复位功能的CO2施放报警箱谈CO2施放预报警

<正>固定式CO₂灭火系统是船舶固定灭火系统中最为常用的一种,通常用作船舶机器处所、装货处所、燃油设备处所、液货船的货油泵舱等处所发生火灾后的最后措施,对保障船舶安全具有十分重要的意义。但是在实际应用中,由于设备维护和人员操作等问题,也容易引发CO₂泄漏事故,尤其对于机器处所等通常有人值班的处所,如果CO₂施放预报警故障会造成CO₂释放时机舱人员无法知晓快速撤离。本文从一款船用固定CO₂系统施放报警控制箱的检查探讨CO₂施放预报警,对典型缺陷进行分析和法规解读。     

船舶尾气计量检测系统开发研究

目前我国船舶尾气的计量检测技术处于起步阶段,计量结果的准确性与可靠性难以得到有效保证。简要介绍了三种不同环境下的船舶尾气检测方法。针对尾气浓度和流量两项计量性能指标,提出了相应的量值传递与溯源路线。阐述了尾气预处理流程、尾气分析原理和标准尾气的配制方法。基于以上计量检测技术与理论方法,形成了船舶尾气硬件检测装置与软件处理系统的平台设计方案。结合船舶运行特点,开展了CO、NOx、HC等尾气成分的实船排放测试,分析了船舶工况变化与尾气排放浓度之间的相关性,以期为船舶尾气计量检测系统开发与应用提供有利条件。     

热源变化影响下S-CO2布雷顿循环动态分析

文章基于能量守恒微分方程建立了改进的S-CO₂再压缩布雷顿循环动态模型,分析了船舶烟气温度和流量的变化对循环系统的动态响应。研究结果表明,热源温度和流量的降低导致循环系统的输出功以及循环效率降低;相对于热源流量,热源温度对循环系统的影响较大。     

船舶固定式CO2灭火系统事故案例分析

以44起船舶固定式CO₂灭火系统事故案例为基础，重点分析该类事故原因，并对事故发生时的船舶动态、伤亡情况、行为主体和事故情境进行统计分析，最后提出该类事故的防范措施，为船舶灭火系统的事故预防和安全管理提供参考。     

控制船舶尾气排放水污染对策分析

文中从介绍船舶尾气水污染的现状入手,梳理了国际公约、国内法规对船舶尾气排放水污染控制要求,分析了目前船舶尾气排放水污染控制方面的短板,提出了解决对策.     

基于嗅探技术的船舶尾气固定监测平台研究

结合国外基于嗅探技术对在航船的监管经验和我国港口的实际情况,通过介绍基于嗅探技术的船舶尾气固定监测平台系统构成和工作原理,阐述分析现阶段固定监测平台应用中存在的问题以及未来的对策措施。尝试利用最新的科技成果推进船舶排放控制区各项政策的落实和船舶减排目标的实现。     

谈我国的《营运船舶CO2排放限值及验证方法》

介绍我国《营运船舶CO₂排放限值及验证方法》的制定背景、方法和要求,及其与国际海事组织（IMO）强制实施的船舶能效设计指数（EEDI）的关系。     

船用烟气余热S-CO2布雷顿循环发电系统性能分析

开展船舶主机不同负荷工况下的S-CO₂布雷顿循环余热系统热力学特性和效能分析是其实现工程应用的必要环节。本文通过性能分析确定系统热力学参数对净输出功率和平准化能源成本的影响变化趋势,最佳运行参数范围以及系统关键热力学参数。通过主机典型负荷工况下的效能评估,分析集成S-CO₂再压缩布雷顿循环余热发电系统后的船舶节能减排效益。结果表明：主压缩机入口压力和压比对整个余热发电系统热力学性能和经济性影响最为显著,可调节这2个关键热力学参数以确保系统在船舶主机不同负荷下获得良好系统性能;集成该余热发电系统后,MAN8S90ME-C10.2型主机系统热效率最高可提高0.91%,燃油消耗量平均每年可减少51 t,NO₂和CO₂的排放量每年可分别减少2.28 t和760 t。     

基于无人机的船舶尾气移动监测平台研究

为实现对在航船舶使用燃油硫含量的监管,提高海事执法效率,研究基于无人机的船舶尾气移动监测平台,使用无人机搭载嗅探技术尾气监测吊舱,监测船舶尾气中SO_2和CO_2浓度,从而推算出船舶使用燃油硫含量。通过对航行于上海港的多艘船舶进行实测和推算,比对实际燃油硫含量数据,分析该移动监测平台的实用性以及该平台在船舶尾气监测过程中存在的问题,提出合理化建议。     

O3/H2O2高级氧化技术对船舶压载水中微藻处理的研究

为了研究满足国际海事组织(IMO)制定的压载水排放标准的处理技术,建立了臭氧联合过氧化氢(O₃/H₂O₂)的新型高级氧化技术体系(AOP),以单类藻种(青岛大扁藻、新月菱形藻)和混合藻种(青岛大扁藻：新月菱形藻=1∶1)为目标微藻,通过改变藻的种类、初始藻密度,氧化剂的浓度以及反应时间来探究此技术处理船舶压载水中微藻的杀灭效果。结果表明：在高剂量的TRO(>2 mg/L)浓度下,反应时间在20 s的时候就能达到D-2的要求,在面对复杂的混合藻种时,臭氧的生物杀灭功效比起处理单种藻类时更高也更快见效,当达到一定的臭氧浓度后,再继续通入臭氧也只会保持原有的生物杀灭速度。杀灭时间较短时(<10s),不同藻种中杀灭难度最大的是青岛大扁藻,最易杀灭的是混合藻;杀灭时间为20 s～40 s时,最易杀灭的藻是混合藻,单一藻种的杀灭效果相差不大;反应时间在40 s～60 s时,各种藻种的杀灭速度均小于前40 s的杀灭速度;杀灭时间大于60 s时,最难杀灭的是新月菱形藻,最易杀灭的是混合藻。该实验结果对探究高效的船舶压载水处理...