运输船新型节能技术研究

 

　　气膜减阻技术是通过向船舶底部通气、在船舶底部形成并保持薄气层、从而达到降低船舶阻力的一项新型节能技术。气膜减阻技术最早应用于军用舰艇,经过近十多年的研究,已率先在高速舰艇上突破了气膜减阻技术,并获得实船应用。项目开始于2013年7月1日,验收于2017年4月10日(由上海市科委验收)。以大型低速运输船为研究对象,以理论分析、模型试验、数值计算等技术为手段,从原理性验证试验开始摸索,历经平板一船模一原理样船一实船四个阶段每一阶段均展开原理分析、方案设计、试验验证、试验分析、规律总结,在国内

 

　　首次提出适用于低速运输船的气体减阻工程应用方案。该项目的目标船航洋山2”改造完成后,经实船测试,气体减阻装置的综合节能效果达7%以上。

 

 

　　1、项目实施内容

 

　　气体减阻原理性研究、基于船模的气体减阻技术硏究、基于样船的气体减阻技术研究、气体减阻样船湖泊试验研究、气体减阻相似率及实船预报研究、气体减阻技术船用化研究以及气体减阻实船应用研究一-400TEU实船改造方案设计、改造、试验验证。

 

　　2、采用技术方案

 

　　根据目标船型,设计并安装均匀稳定气层的气腔喷射装置、气层厚度保持的稳压装置、气泡防侧溢装置、气体压力、流量、状态检测装置以及尾部气泡回收和消除装置。

 

　　3、技术的创新点及关键点

 

　　(1)填补气膜减阻技术在大型运输船节能领域应用的技术空白,具有原始创新的特点。

 

　　(2)根据目标船型特征,研究稳定高效地气膜生成技术。

 

　　(3)针对水池试验模型,设计气膜形态、压力、流量的精确测量及观察装置,最终形成适用气膜减阻模型的综合试验方法。

 

　　4)气体减阻技术的相似律硏究,将模型试验阶段获得的硏究结果准确而有效地外推至实船

 

 

　　长航洋山2”船为δ390载重吨沿海集装箱船,船舶燃油年消耗量为920吨,根据运行数据显示,每年可节约燃油55.2吨,综合节能效果不低于δ%。按价4000元/吨计算,每年可节约燃油费用22.08万元。该项目的投资额为160万,投资回收期8年

 

 

　　该技术正处于局部推广阶段,普及率不到1%,目前一条在用,两条进行论证改造过程中。气体减阻技术既适合新造船舶也适合旧船改造,气体减阻技术的适用船型有:大方型系数低速运输船如散货船、游船;中等方型系数中低速运输船如集装箱船;方型系数大于0.7低速运输船如杂货船、液化气船、化学品船资金条件:改装成本占船舶建造成本的2%-8%,主要根据船型和吨位,吨位越大改造成本比率越底。

 

　　气层减阻技术机理除了适合于中小型船舶之外,更加适合于大型船舶的应用,比如大型油轮、散货船、集装箱船等,吨位越大,节能效果越明显,尤其在新船的建造中引入气层减阻技术,能使综合节能效果更加显著。

 

　　为了进一步提升技术的成熟度,达到符合产业化的技术等级,将进一步研究、完善气层减阻应用技术。为此,长江轮船和702所于2017年6月共同向上海市科委申报了2017年“万吨级船舶气层减阻技术应用研究”项目,并获得上海科委的立项,项目总预算1484.5万元,其中科委拨付500万元,预计2019年6月30日前完成课题任务,最终实现综合节能10%以上的效果。该课题主要从如下四个方面着手:气体减阻实用性研究、工程适配性研究、节能技术耦合应用研究、能效监控系统研制,最终彻底解决气体减阻技术的实船应用问题,为该技术的产业

 

　　化建立完备的技术基础。

　　图1PSPC端主要功能

　　图2TPS手机APP端功能

 

　　2、采用技术方案

 

　　(1)TPS系统技术集成架构图

　　图3TPS系统技术集成架构图

 

　　(2)TPS系统与其他外围系统的集成架构

　　图4FOSS系统与TPS集成架构

 

　　FOSS系统的功能主要包括三个方面:1、约车模块,(FOSS)约车编号及状态发送;2、交易模块,(FOSS)通知外请车出发和到达信息,约车编号对应配载信息(TPS)同步对应约车编号的车辆信息给FoSS;3、基础资料模块(FOSS)省市信息同步至TPS。

　　图5GS系统与TPS集成架构

 

　　G|S系统的功能主要包括两个方面:1、约车模块,(TPS)查询车辆及时位置;2、交易模块,(TPS)查询车辆运行轨迹

　　图6UUMS系统与TPS集成架构

 

　　UMS系统主要包括基础资料模块:(UUMS)用户、人员、行政组织、角色等信息同步。

　　图7短信平台与TPS集成架构

 

　　短信平台的准入模块的功能是(TPS)发送短信通知用户安装手机APP,手机登陆验证码发送

　　图8移动APP系统与TPS集成架构

 

　　GS系统的功能主要包括三个方面:1、准入模块,(移动APP)手机验证码请求,手机登陆,司机个人信息查询;2、约车模块:(移动APP)司机报价信息反馈,车辆位置坐标发送给TPS系统,(TPS)发送报价信息给司机用户,是否中标信息发送给司机用户;3、交易模块:(TPS)将交易信息发送给中标成功司机

　　图9LMS系统与TPS集成架构

 

　　LMS系统的用户中心模块的功能是将车辆品牌信息给TPS系统作为基础资料。

 

　　(3)TPS平台运营模式

 

　　货运司机免费下载安装移动APP客户端,录入司机姓名、车牌号、车辆类型、车长车高、载货重量、意向路径等信息。货主通过τPS平台提岀发货请求TPS平台根据货主提供的货物大小、重量、类别、始发地和目的地信息推送本次运单信息。司机在APP接到推送后,通过APP发送其希望收取的运费信息。德邦的工作人员在PC端实时的看到本次运单的竞价情况,系统按照信用等级、价格合作频率、车型、规格等因素,选择最合适的车辆。接着德邦业务员报价给货主,货主答应后系统向该司机发送竞价成功的信息。货主支付的费用由德邦和货

 

　　运司机按竞价金额分成。

 

 

　　充分利用传统物流以及互联网的优势,整合闲置货车的实时位置信息,发布货主的实时货运需求,通过平台让货车跟货主直接对话,实现运力信息与货主情的高效匹配,成功解决发货人群找车难、找车贵以及司机空驶率高的问题,从而达到节能减排目的。

 

 

　　项目实施之前,发货人群找车难、找车贵,司机空驶率高,造成严重的资源浪费,以德邦物流为例,在货主要求发货时,请车时长平均为80分钟,车源单车价相对较高,与此同时,社会运输车辆闲置情况比较常见。TPS平台每天可处理大约1400单交易并跟踪和记录车辆定位信息,可管理350万用户信息,收集、分析市场数据,快速掌握市场动态,及时调整公司运营策略,创造了较大的经济效益。