一、项目概况
作为中国外运长航集团麾下的专业化公司,集运公司主要负责集中经营并管理集团国际集装箱班轮运输业务。公司按国家政策法规和上市公司要求严格落实财务制度。通过不断完善能源管理制度及开展技改项目,确保了公司能源管理水平的稳步提升。
2012年12月公司在自有船鲁丰上安装了士帕能节油装置,经过近一年使用跟踪,认为该装置的节油效果达到了预期目标。故公司决定在14年在所管船舶进一步推广该装置。2014年3月起公司责任部门开始项目调研和可行性分析,2014年6月签署采购合同,7月起逐步在六条所管船舶安装调试。8月份聘请了武汉水运行业能源利用监测中心进行该装置的实船测试,经检测节油率为2.7%。船舶管理部门反馈安装士帕能装置后主副机运行平稳,各缸排温、PMI热工各个参数正常,没有任何超限。主机经过三次吊缸,拆检过程中发现活塞环槽、活塞环结炭情况较安装前明显减少,主机燃烧状况明显改善。士帕能节油装置使用后,取得了良好的节能减排效果,通过系统数据比对分析,该项目年节油量可达942吨标油。
二、节能减排原理
1、项目节能减排技术原理
士帕能节油装置是珠海亚门节能产品有限公司研发的产品。该装置的核心部件由多种稀有元素和天然树脂按照特定的合成比例,并以特殊的工艺生产而成。“士帕能”节油装置的作用原理主要是用电子集成电路瞬间产生的大能量激发稀有金属的粒子,使其产生光电效应并自激放大,再直接作用到燃油分子表面,使燃油分子之间的相互作用力发生变化,表面张力更具活性化,从而使燃油分子更易雾化,在同等条件下,燃烧更加完全。节油装置内部受热温度达到40℃时,节油装置就可以进行正常工作了,当温度达到80℃及以上时为最佳温度,可最大限度的引发某些稀有元素产生光电效应,放射出一定波长范围的远红外线。远红外线直接作用到燃油分子表面并产生共振,使燃油分子的C-H键、C-C键的振动增强,削弱分子间的作用力,使燃油表面张力降低,从而使燃油更易雾化。燃油雾化效果越好,油雾颗粒的直径就越小,油雾颗粒与空气中的氧气接触面积就越大。在同等有限条件下燃烧速度更快、燃烧更完全,相同的油耗释放更多的热能,从而达到节油的作用;同时,由于燃料的燃烧更加完全,减少了燃烧不完全的产物CO、CH等有害气体的排放。另外,燃油的燃烧速度越快越完全,消耗的氧气就越多,多余的氧气就越少,减少了对空气中的氮气N2及燃烧的中间产物NH、NH2等的氧化作用,从而抑制NOX生成。士帕能节油装置可以同时发挥节能减排的效能。
该节油装置的整个作用过程,是一个循环的物理过程,是由集成电路的电磁波激发稀有金属元素而产生光量子,光量子再作用到燃油分子里,这个循环的过程只是一个力的传递和作用过程,并无任何化学反应,所以构成节油装置本身的所有原材料和部件在工作过程中均不会发生损耗和衰减。消耗的仅是外加电能(例如发电、输送电能、消耗电能的过程)。士帕能节油装置具有提高燃油燃烧效率、降低油耗、减少尾气有害气体排放、输出功率明显提升的实际功效。对内燃机而言还具有消除积碳、减少机器磨损、延长机器使用寿命、节约维修时间及费用的综合功效。在实际运用中,可迅速消除黑烟,达到节能减排果。
2、采用技术方案
为确保更好的节能效果,节油装置的安装位置尽可能靠近柴油机,其间隔的油管距离不超过五米。使用中要注意保持燃油油温在145度以内,压力1MPA以内。士帕能节油装置采用简单的圆筒型结构,尺寸紧凑。如XZ-8300型的外径615mm,长度为925mm,安装在供油单元和柴油机燃油进口之间的管路上,节油装置的外部需要蒸汽加热管盘绕和包扎保温绝缘层。
图1现场安装效果图
“士帕能”节油装置的作用原理主要是用电子集成电路瞬间产生的大能量激发稀有金属的粒子,使其产生光电效应并自激放大,再直接作用到燃油分子表面,使燃油分子之间的相互作用力发生变化,表面张力更具活性化,从而使燃油分子更易雾化,在同等条件下,燃烧更加完全。
该节油装置的整个作用过程,是一个循环的物理过程,是由集成电路的电磁波激发稀有金属元素而产生光量子,光量子再作用到燃油分子里,这个循环的过程只是一个力的传递和作用过程,并无任何化学反应,所以构成节油装置本身的所有原材料和部件在工作过程中均不会发生损耗和衰减。消耗的仅是外加电能(例如发电、输送电能、消耗电能的过程)。原来船舶停泊状态和主机低速航行状态时,必须启动燃油锅炉,给容量较大的油仓柜加温,给主机暖缸,需要较大能量。
通过新增和改造设备,使得船舶在停泊状态时,停用燃油锅炉。利用副机余热给主机暖缸。停泊和低速航行状态时,用电加热实现燃油管理内少部分燃油的加温,就能满足运行需要。通过大比例减少和控制加热量,来达到节能减排效果。
3、项目运行情况
该项目投入营运后,公司船管部门指示各轮轮机长密切留意主机、辅机、锅炉运行情况。在平静开阔的海况,主机保持定速,船首稳定航向。在安装使用“士帕能”节油装置期间燃油温度始终保持控制在136℃±2℃内,燃油黏度控制在13.5cst±0.5cst,燃油压力稳定在0.73MPa,完全符合该装置使用条件。根据各轮轮机长观察对比,发现在使用士帕能节油装置时,主机、辅机的排烟温度下降,排烟颜色明显变淡,接近无烟状态。通过示功图测试对比,主机爆压提高,示功图曲线光滑无波动。柴油机运转平稳,振动减少,改善了机器的运转工况。从主机扫气口观察,主机的活塞及环槽积碳减少,而且松软,易清除。船上还检查了废气锅炉的烟管,发现烟管的积灰极少。总体来说,安装“士帕能”节油装置以来主副机运行平稳,各缸排温、PMI热工各个参数正常,没有任何超限。根据武汉水运行业能源利用监测中心提供的检测报告显示士帕能节油装置的节油率为2.7%,同时我司各轮船舶反应该装置在其它方面的实用价值也是非常高的。从主机活塞及环槽、废气锅炉烟管的清洁程度来看,士帕能节油装置可以减少机器磨损和备件更换,进而延长机器使用寿命,同时还降低船员的劳动强度。
三、节能减排效果
1、项目实施前能耗基本情况
(1)各轮船舶基本情况
序号 |
船名 |
建造年份及船籍港 | 总吨 |
净吨 |
箱位 (teu) |
航速 (节) |
额定主机功率(KW) | 士帕能型号 |
1 | 中外运上海 | 13/HK | 12750 | 9850 | 1040 | 18 | 8280 | XZ-8300 |
2 | 中外运天津 | 13/HK | 12750 | 9850 | 1040 | 18 | 8280 | XZ-8300 |
3 | 中外运大连 | 13/HK | 13200 | 9900 | 1106 | 18 | 7200 | XZ-7200 |
4 | 中外运青岛 | 13/HK | 13200 | 9900 | 1106 | 18 | 7200 | XZ-7200 |
(2)项目实施前后各轮服务航线及年度能耗情况
即按照取相同航段、取设备安装前后的运营数据进行比对。
测算节油量 | |||||||||||||
船名 | 统计航段 | 统计周期 | 节油 率 |
项目实 | 项目实 | 单耗下 | 项目内单 | 项目内单船 | 项目内单 | 船舶箱 | 船舶功 | 实施前总 | 实施后总 |
施前单 | 施后单 | 降比率 | 船单位节 | 年度单位量 | 船节能量 | 位 | 率 | 能耗量 | 能耗量 | ||||
耗 | 耗 | 能量 | |||||||||||
% | 千克/ | 千克/千 | % | 千克/千吨 | 千吨海里 | 吨 | TEU | KW | 吨 | 吨 | |||
千吨海 | 吨海里 | 海里 | |||||||||||
里 | |||||||||||||
中外运上海 (SINOTRANSSHANGHAI) |
中日航线 | 实施前1年(2013年11 月至2014年10月)与实 施后7个月(2014年11 月至2015年6月)比对 |
2.7% | 16.39 | 12.18 | -25.66% | 0.34 | 987693.10 | 333.92 | 9850 | 8280 | 5020 | 7020 |
中外运天津 | 上海日本 |
实施前1年(2013年10 | 2.7% | 14.52 | 14.43 | -0.65% | 0.40 | 550802.73 | 220.50 | 9850 | 8280 | 3410 | 4635 |
(SINOTRANS | 月至2014年9月)7个月 | ||||||||||||
TIANJIN) | 航线 | 与实施后(2014年11月 | |||||||||||
至2015年6月)比对 | |||||||||||||
中外运大连 | 上海日本 |
实施前1年(2013年9月 | 2.7% | 15.99 | 13.80 | -13.72% | 0.38 | 429135.42 | 164.29 | 9900 | 7200 | 1780 | 3454 |
(SINOTRAN | 至2014年8月)7个月与 | ||||||||||||
SDALIAN) | 航线 | 实施后(2014年11月至 | |||||||||||
2015年6月)比对 | |||||||||||||
中外运青岛 | 北方日本 | 实施前1年(2013年10 | 2.7% | 13.68 | 13.29 | -2.84% | 0.37 | 605622.35 | 223.40 | 9900 | 7200 | 5787 | 4696 |
(SINOTRAN | 釜山航 | 月至2014年9月)7个月 | |||||||||||
SQINGDAO) | 线、上海 | 与实施后(2014年11月 | |||||||||||
日本航线 | 至2015年6月)比对 | ||||||||||||
合计 | 14.87 | 13.19 | -11.30% | 0.37 | 2573253.61 | 942.11 | 39500 | 30960 | 15997 | 19805 |
综上所述,士帕能项目测算得出的年度节油量为942.11吨标油。
四、项目推广前景及意义
节能减排是国家实现可持续发展的战略要求,也是航运企业降低船舶运输成本,提高主营利润的永恒主题。为切实抓好公司降本增效工作,积极应对高油价(备注:项目立项时油价正处于高位)给公司带来的负面影响,从“科技节能”入手,研究船舶节能装置十分必要。“士帕能”节油设备不仅得到交通部指定的专业检测机构的充分肯定,连续几届获得交通运输“十五”第二批以来的全国重点推广在用车船节能产品(技术)证书,已形成船用、车用产品系列,还录入全国军需油料资源节约新技术新产品目录。该产品先后在集团内河船舶四冲程柴油机上应用,并取得了一定的节能效果。在集团信息科技部的推荐下,公司2012年12月在“鲁丰”轮上安装了由珠海亚门节能产品有限公司研发的士帕能节油装置,技改费用总额为4.1万元人民币(该费用是我司第一条船舶安装的优惠价)。按照其使用情况来看,以主机功率2000kw计算,经测算实船节油率至少为1.02%。安装士帕能后,主机经过三次吊缸,拆检过程中发现活塞环槽、活塞环结炭情况较安装前明显减少,主机燃烧状况明显改善。2013年8月公司船管部门又在内贸船舶中外运太仓轮上安装了士帕能节油装置,按安装前后10个航次的油耗情况比对来看,节油率达到了3.5%。通过外贸线和内贸线船舶的实船使用发现,该节油装置的使用均达到了预期的节油目的,故2014年4月10日公司决定立项开展士帕能节油装置在内外贸自有船舶的安装推广。