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节能减排促使螺旋桨加快创新
  2010-06-10

  越来越多的船东将注意力转向既可以在新建船舶上又可以在修理阶段采用的新技术,以减少排放和节省燃油成本。
     Berg Propulsion公司最近推出带有对双螺旋桨船有顺桨功能的Berg可调螺距螺旋桨。该公司认为,这个解决方案特别适合沿海液货船。
     首批具有顺桨功能的BCP安装于中国的鼎衡(江苏)造船建造的船长100米的化学品运输船上,以及在佛罗利达Eastern Shipbuilding Group建造的船长85.5米的渡船上。Berg公司认为,船东对现有船舶改装这种设计的螺旋桨也有极大的潜力,投资可得到快速回收,同时可减少污染。
     单一主机在较低的功率水平时会损失效率,而依靠采用较小双主机的双螺旋桨操作可提供更大的灵活性,在船舶需要以略低的航速航行时可以仅使用一组推进装置,在需要时可起动余下的另一台主机。除了增加冗余外,双桨配置由于较少的排放而对环境有益。
     船舶在较低航速航行时使双螺旋桨中的一只螺旋桨处于顺桨状态的概念是,将2只螺旋桨中不工作的螺旋桨桨叶旋转90度,使它们与水流平行,从而使阻力降到最小并进一步节省工作主机燃烧的燃油。顺桨是连接和脱开不需工作的轴系的更有效替代方法,Berg说。
     然而,顺桨技术迄今为止仍是一种复杂且常常是笨重的机械解决方法,由于内部机械的限制,桨毂不能提供倒车螺距。因此,顺桨桨毂一直不考虑用在工况复杂的船舶。
     相反,Berg公司新的BCP设计据称可在标准的液压桨毂内提供使螺旋桨桨叶具有顺桨功能的能力,结果是扩大了螺旋桨的工作螺距范围。现在在整个BCP桨毂的供货范围内,都有顺桨功能的选项。
     “采用Berg公司的BCP顺桨桨毂,螺距的调节范围扩大,从全速倒车,经全速前进,到完全顺桨,”Berg Propulsion Technology公司产品经理Linus Ideskog说。“对任何船东来讲,在成本和环境方面的效益是最实际的,这对现有船舶和新造船舶都一样。顺桨的概念现在适用于要求驱动模式灵活的任何类型的多螺旋桨船舶。”
     对于现有船舶,Ideskog先生说:“要想预知一艘船舶在其全寿命期内将要承担的所有任务及其将处于何种工况条件是困难的。”即使委派的任务类型是固定的,其他的环境因素也会发生变化。这些因素可能是日常的参数,如风,但还有更广泛的因素,包括季节的改变、需求变更和燃油成本的变化。
     “考虑到时间的资本成本和运费,所有这些因素都会对决定船舶运行的经济航速产生影响。对于船东,要适应这种不可预见性就需要最大程度的灵活性。”
     Ideskog先生说,数千只Berg CP螺旋桨适合升级以具备顺桨功能。“用具有顺桨功能的螺旋桨替代常规的Berg螺旋桨不需要大量的工作,”他补充说。“Berg CP系统的主要部件可以再使用,现有的螺旋桨轴、桨叶、螺栓和液压系统可以保留。除了新的桨毂外,只需更换活塞杆、活塞杆头、液压缸和配油装置。”
     提高效率和满足新的环境挑战的另一种解决方案是Rolls-Royce Marine公司的Promas概念。它的特色是螺旋桨的桨毂能使水流光顺地流向装有Costa舵球的扭曲舵。吸引人的是其推进效率可提高达6%,而且有机会从一家供应商那里采购到整套装置。这种技术对于中小肥大型船舶和化学品运输船特别有吸引力。
     光顺螺旋桨流入带扭曲导边舵的水流,可以回收漩涡能量,并消除毂涡。扭曲程度不是固定的,应适合于螺旋桨的旋转方向。螺旋桨桨叶上的负荷也可以重新分布,以达到更高的效率,同时降低噪声和振动。压力脉动的实际减少预计平均约为25%。
     在正常转舵时,失速临界角可减小3-4度,而在机动操纵时可提供较大的角度和较高的升力,并限制舵的空化现象。因此,可减小普通舵的面积,在低速时产生15%的额外侧向力。一个光顺的盖帽有助于产生更好的水流和减少损耗。
     Rolls-Royce声称,安装Promas后,船东可以在2年内收回成本。正在研究的1艘载重量为8000dwt的普通化学品运输船或成品油船,方形系数为0.81,服务航速计划为15kn。考虑3种不同的舵扭曲,舵对功率的需求可减小6.5-9.5%,且船体仅需较小的导流鳍。如果需要,船东还可要求在舵上装置襟翼。
     Rolls-Royce说,如果需要,现有船舶也可改装成套Promas装置。对载重量约在40000dwt/50000dwt以下的单螺旋桨油船(及散货船),不论是新建船舶还是在航船舶.此概念都显示出较好的远景。

 
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