水下船体清洗和推进器抛光问题分析

水下船体清洗和推进器抛光问题 水下船体清洗和推进器抛光问题分析 水下船体清洗和推进器抛光问题分析 朱晓阳 (江苏东方重工有限公司214500) 科学论坛 ?I [摘要]本文介绍了海生物对船舶航性能的影响,它能使船舶的航速降低,燃油增加.而水下船体清洗和推进器抛光能有效地解决这些问题.以及水下 刮船器组成和在国内应用介绍.. [关键词]船体清洗推进器抛光潜水 中图分类号:U672文献标识码:A文章编号:1009—914X(2011)36—0083一O1 1概述 从目前世界物流业发展情况看,海运业在运量方面依然占据着物流业的大 头,承担了全球贸易总量8O的运输量.而船舶运输作为海运的主要方式, 其中航运成本直接决定着海运的经济性.然而不管船体大小如何,只要它在 水中就会不断地受到海生物的侵袭.实践证明.一个光滑干净的船体才能从 本质上保证最佳的航运性能和最大的经济性…l. 2船体性能分析 由于在航行期间船底无法进行正常维修保养.所以一艘船的燃油性能一 般从干坞出来6个月后就开始下降,并且呈快速下降趋势.下降的原因是水 下的海生物,贝壳类,以及海草等开始在船体表面开始生长.这些船体表面的 海生物每年能使船东额外花掉几百万美元的燃油费.为了减少这些额外的燃 油费,一艘船最好每年进行两次船体清洗.以下计算说明了船体清洗后燃油 节省的情况(以至少每两年的进干坞周期及13节的航速的船舶为例). 一 般新的巨型油轮(吨位在20万至30万吨之间)每天大概使用96盹燃料 仓的燃油及每24小时6lO桶燃油.每天的燃油费用大约在3万美元,另外还 有的2万美元运作费用.在平均每次1.5万英里巡航中,一艘干净船体的 油轮每次航行周期大约为25天,如果船体表面覆盖有一层超过0.5英寸厚 的海生物,同样的一个航程就要28天.这三天的时间等于大约下降了两节的 速度.这额外三天的燃油消耗花费大约是9万美元. 海生物不仅增加船体的重量,而且它产生的与海水的摩擦阻力同样导致燃 油消耗的增加.甚至一艘船如果只有轻微地表面粗糙,其结果是在一个正常 的航程中能增加燃油费用1O%到15%.另外如果航速增加的话,这个不利因 素会更大. 美国海军已经对海生物生长的船体与船舶性能和油耗进行过广泛的研究, 他们的研究表明一艘轻度生长海生物的船舶在正常巡航速度下能增加油耗15 %:一艘重度生长海生物的船体能使燃油的损耗增加两倍和三倍. 3船体清洗阃啊 根据船舶所在区域,以及它的工作状况(运行速度,空闲时间等)不同,应 在清洗与船舶例行维护保养周期之间选择最合适的时间间隔.船底涂料的类 型和状态同样会影响清洗的时间间隔.大型船舶经常有好几层涂层,最大在 有6mm的厚度,一般在两次清洗之间可以运行4至6个月. 因为海生物在温暖的热带生长很快,所以船舶的所在航行区域也是影响船 体海生物的一种因素.美国海军已经建立了海生物地理分区,来显示每个地 理区块内船舶的船体及未涂漆的表面(推进器,舵,和声纳头)的清洗频率. 4推避嚣的效率 为了推进器的正常运转,应该保持它的干净与光洁,所以在它的表没有涂 油漆.因此海生物在推进器的表面特别容易生长.实际上,相对于包括所有 的总面积而言,在推进器上的海生物对船的性能影响更大.美国海军早就意 识到尽管推进器的面积很小.但在其表面生长的海生物同样能引起能量的巨 大损失,其损失量等同于其半个船体.英国船舶研究协会的中提到:小面积的推进器的能产生的能量损失等于船体一半的能量损失.从另一方面看. 虽然推进器与船体相比面积很小,但如果它表面是粗糙的或生长有海生物,就 能达到整个船舶因海生物引起的能量损失的三分之一.如果是单单腐蚀, 锈蚀,或者壳体蠕虫的痕迹引起的表面粗糙,也会使油耗增加10%. 5推进器抛光 既然保持推进器的光滑程度是那么重要.很显然一份常规的对推进器的 清洗和抛光维护计划必须制定].实际上,美国海军,ARCO舰队和世界上大部 分油公司都有其计划.该计划相当于艘船体的船舶一年清洗两次. 它们都证明水下清洗是一项合算的维护.在美国海军军方的船舶里.这些 表面没有经过涂漆的推进器,舵,声纳头每年都要像船体一样清洗两次. 推进器进行常规地抛光以减少摩擦力以确保推进器在合适的效率下运作.此 外,美国海军研究表明,只对推进器进行清洗,能恢复自上次清洗后由于海生物 生长引起的燃油损失的50%.美国海军每季度都要对他们的军船只进行清 洗,而且在热带区域清洗频率更是达到每两个月一次. 6水下作业设备和人员 燃油的节省和性能的提高不仅能通过正常的进干坞维护过程中来完,也能 通过水下船体清洗来完成.进干坞的其中一个很重要的原因是清洗船体和涂 刷防污涂层.所以船体进行水下清洗能提供另一个好处是:增加进干坞的间 隔.以前,在国内很少有水下刮船器,甚至没有这一类似的设各.近几年的 海洋工程与潜水市场的快速发展,国内几家潜水公司先后引进了国外先进的刮 船器.加之国内已有的大批优秀的潜水队伍,大型船舶船体水下清洗的市场 已在国内迅速发展.水下刮船器的主要组成部分:液压清洗头,液压动力站, 刷子,刀片,液压管等. 潜水员可以在水下直接操作液压清洗头的位置并控制其开关.液压驱动 的水下设备到了本质安全的目的.清洗头配有尼龙,软钢丝,硬钢丝,刀 片等大量的各类型的刷子.刷子的类型几乎适合于所有水下表面的海生物 类:其旋转速度更适合于潜水员的水下操作. 完成一艘船舶船体的清洗,潜水员只要简单地操作刮船器从船头到船尾的 船体表面,并且完成整艘船包括抛光推进器和运转传动装置等工作即可. 参考文献 [1]张玉莲,陈胜,章海.船舶水下液压清洗设备研究[J1.渔业现代化, 2009,36(3). [2]蔡吴鹏,苏玉民.水下航行体推进器方法研究[J].哈尔滨工程大 学,2010,31(4). 瞬态频率调整率:<?5% 频率波动率:<0.25%: 频率稳定时间<1S. 稳态曲线: 瞬态曲线:' 结语 根据本设计的自适应型数字式电子调速器,根据发电机组的不同工况 ,可以有效消除普通PID调速器易发生的超调,震荡现象: 自动调整PID参数 调速精度高.可靠性高,易于调试:没有温度飘移现象,环境适应性好.经广泰 公司在不同类型的发动机上试用,实际控制效果良好,主要技术指标达到了国 内外同类产品的先进水平,频率稳定时间技术指标已经超过了国外同类进口产 品的水平,满足发电用发动机的调速要求. 参考文献 [1]郭新华.汽车构造[M].北京:高等教育出版社.2004,7:140. [2]腾万庆.柴油机调速新技术[M].哈尔滨:哈尔滨大学出版社.2000,3: 1. [3]刘崎.电子调速器的参数调整[J].中国修船.2005,1:34—35. [4]江汉绣,周建辉,汤楠.计算机控制原理及应用[M].西安电子科技大 学出版社.1999. [5]王福瑞.单片微机测控系统设计大全[D].北京航空航天大学出版社, 1998. 矾猢帅嗍螂?嗍?