Un guide pratique des épargnants d'énergie de l'hélice: caractéristiques, sélection et entretien

I. Fonctions principales: la double valeur de la "réduction de la résistance" et de "l'amélioration de l'efficacité"

La valeur fondamentale de Dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice réside dans l'optimisation de l'environnement hydrodynamique du système de propulsion du navire pour atteindre les deux objectifs de la "réduction de la résistance" et de "l'amélioration de l'efficacité". Leurs fonctions directes se reflètent dans trois aspects:

Récupérer l'énergie du sillage: réutiliser le "pouvoir gaspillé"

Lorsque l'hélice d'un navire fonctionne, tandis que les lames poussent l'eau vers l'arrière, la rotation des lames génère un "sillage de rotation" - l'eau s'écoule non seulement dans la direction de la navigation du navire mais tourne également autour de l'axe de l'hélice. Ce mouvement de rotation provoque environ 15% à 20% de l'énergie de propulsion à ne pas être converti en poussée efficace. L'efficacité de récupération de sillage de différents dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice varie considérablement en fonction du type de navire. Par exemple, la nageoire du capuchon du boss de l'hélice (PBCF), un type de dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, a une efficacité de récupération de 40% -50% sur un porte-vrac de 100 000 tonnes (réduisant la vitesse de rotation du sillage de plus de 40%), tandis que sur une chute de 5000 tonnes de rivière intérieure, en raison de la faible vitesse (≤ 12 points), l'efficacité de récupération chute à 25% -30%. Après avoir installé PBCF, une sorte de dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, sur un VLCC de 300 000 tonnes, des tests de navire réel ont montré que la consommation de carburant par voyage a été réduite de 28 tonnes, avec un taux d'économie d'énergie de 7,3%; tandis que le même PBCF, en tant que dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, sur un porte-vrac côtier de 60 000 tonnes a économisé environ 8 tonnes de carburant par voyage, avec un taux d'économie d'énergie de 5,1%. La différence découle principalement de la corrélation entre le tonnage du navire et l'intensité du réveil.

Réduction de la résistance à la coque: de la "résistance à l'eau" à "l'aide à l'eau"

La résistance qu'un navire rencontre pendant la navigation est principalement divisée en deux catégories: la résistance à la friction (générée par la friction entre l'eau et la surface de la coque, représentant 50% à 70% de la résistance totale) et la résistance à la fabrication des vagues (énergie consommée par la coque poussant l'eau pour générer des ondes, comptabilisant 20% à 30%). L'effet des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice de réduction de la traînée est positivement corrélé avec la vitesse: une hélice bionique de la peau, un type de dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, réduit la résistance à la friction de 30% sur un conteneur avec une vitesse de 18 nœuds, atteignant un taux d'économie d'énergie à sens unique de 5,8%; Alors que sur un navire d'ingénierie avec une vitesse de 10 nœuds, la résistance à la friction n'est réduite que de 12%, avec un taux d'économie d'énergie de 2,3%. Le stator pré-swirl, un autre dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, dépend davantage des lignes de coque. Après avoir été appliquée sur un support en vrac de 180 000 tonnes avec des lignes sévères relativement lisses, la résistance à la fabrication des vagues a été réduite de 18%, avec un taux d'économie d'énergie global de 8,1%; Alors que sur un navire Ro-Ro avec des lignes sévères complexes, la résistance à la fabrication des vagues n'a été réduite que de 9%, avec un taux d'économie d'énergie de 4,5%.

S'adapter au système d'alimentation: un "plan de mise à niveau à faible coût" pour le vieillissement des navires

Pour les navires en service pendant plus de 10 ans, en raison de l'usure principale du moteur et de la corrosion des pales d'hélice, l'efficacité de la propulsion diminue généralement de 8% à 12%. Le remplacement du moteur principal nécessite un investissement de dizaines de millions de yuan et un temps d'arrêt de 1 à 2 mois. L'adaptabilité des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doit être combinée avec le degré d'atténuation de l'énergie: lorsque l'atténuation principale de puissance du moteur est ≤ 10%, une ampoule de gouvernail ou un PBCF, les deux types de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, peuvent compenser l'atténuation du moteur principal, la frappe a augmenté par 9% après l'installation d'un rudder à 8%; Si l'atténuation dépasse 15%, une combinaison de "canal d'économie d'énergie du PBCF", qui sont des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, est nécessaire. Un pétrolier en 2005 construit en 2005 a restauré son efficacité de propulsion à 97% de la valeur de conception d'origine grâce à cette combinaison de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, réduisant le coût du carburant mensuel de 42 000 yuans et récupérant le coût de l'appareil en seulement 3 mois.

Ii Caractéristiques techniques: "étiquettes de personnalité" de trois principaux types de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice

Actuellement, les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice sont principalement classés en trois types en fonction de leurs fonctions: «type de récupération de sillage», «type d'amélioration de réduction de glisser et d'efficacité» et «type de régulation intelligent». Leurs différences caractéristiques déterminent directement les scénarios applicables, et il existe également des différences significatives dans les exigences de maintenance après l'installation de ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice::

Type de récupération de réveil: adapté efficacement aux navires électriques conventionnels

Représentés par la nageoire de Cap Boss Propeller (PBCF), la bulbe de gouvernail et le gouvernail torsadé, ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice ont le cœur de "corriger le sillage" à travers une structure fixe. Le nombre de lames de PBCF est généralement de 4-6 et la conception de l'angle doit correspondre à la vitesse de l'hélice (plus la vitesse est élevée, plus l'angle de la lame est grand, généralement 15 ° -30 °). Pendant l'installation, ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doivent être coaxiaux avec le boss de l'hélice (déviation ≤1 mm), sinon, les courants de Foucault inverses seront générés. Le seuil de maintenance pour ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice est faible: le PBCF n'a besoin que de nettoyer les accessoires de surface mensuellement et de vérifier l'étanchéité des boulons de lame par an, avec un coût de maintenance annuel moyen d'environ 2 000 yuans par navire; L'ampoule de gouvernail n'a pas de pièces mobiles et le coût de maintenance annuel moyen n'est que d'environ 1 000 yuans. Après avoir installé une ampoule de gouvernail, un type de dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, sur un pétrolier de 50 000 tonnes, la différence de pression d'eau autour de la lame de gouvernail a été réduite de 22%, l'efficacité de propulsion de l'hélice a été augmentée de 4,5% et aucune défaut ne s'est produite pendant 5 ans de fonctionnement continu.

Type d'amélioration de réduction et d'efficacité de glisser: "Solutions personnalisées" pour les navires spéciaux

Y compris les hélices cutanées bioniques, les statistiques pré-craintes, les buses d'économie d'énergie, etc., ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doivent être "personnalisés pour le navire". La peau bionique est faite de matériau composite à base de polyuréthane et la surface est transformée en rainures de diamant de 0,1 mm de large par l'impression 3D. Le maintien de ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doit éviter les rayures d'objets dures - si la peau a des rayures supérieures à 2 cm, l'effet de réduction de traînée diminuera de 15%. La réparation nécessite de la colle spéciale (environ 500 yuans par tube), et chaque coût de réparation est d'environ 3 000 yuans. L'angle de lame du stator pré-swirl, un dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, doit être re-mesuré tous les 2 ans (car une légère déformation de la coque peut provoquer une déviation d'angle). Sur un porte-conteneurs, en raison de l'échec de la mesure de la mesure dans le temps, l'angle de lame de ce dispositif d'économie d'énergie de l'hélice a dévié de 2 °, et le taux d'économie d'énergie est passé de 9,2% à 7,5%, et est revenu à l'effet d'origine après ajustement. Ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice ont un coût plus élevé (les modèles personnalisés coûtent 500 000 à 2 000 000 yuans) mais conviennent aux grands navires spéciaux - VLCC, navires à conteneurs ultra-larges (plus de 18 000 EVP), etc.

Type de régulation intelligente: "Optimisation dynamique" à l'ère numérique

Tels que la lame réglable intelligente PBCF (IPBCF), le système de guidage de flux adaptatif de condition (CAS), etc., ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice ont le cœur de "répondre aux changements dans les conditions de travail en temps réel". L'IPBCF a un actionneur micro hydraulique intégré à la racine de la lame, qui peut régler l'angle de la lame à travers la console du cockpit (plage de réglage de 0 ° -40 °). Le capteur de ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice recueille la vitesse, la charge et les données de densité d'eau de mer toutes les 10 secondes - le capteur doit être calibré trimestriel (le coût d'étalonnage est d'environ 5 000 yuans par temps). Si l'étalonnage est retardé, l'erreur de réglage de l'angle peut dépasser 3 ° et la fluctuation du taux d'économie d'énergie atteint 1,2%. Le système de guidage de flux adaptatif de condition, un dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, doit mettre à niveau l'algorithme une fois par an (le coût de mise à niveau est d'environ 20 000 yuans). Sur un cargo océanique, en raison de l'échec de la mise à niveau de l'algorithme de ce dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, la fluctuation du taux d'économie d'énergie est passée de ≤ 0,5% à 2,3% dans des conditions de mer complexes. L'investissement initial de ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice est de 1,5 à 2 fois celui des appareils fixes, mais leur durée de vie est aussi longue que 15 ans (les dispositifs fixes sont d'environ 10 ans), ce qui les rend adaptés aux navires nouvellement construits ou aux grandes flottes fonctionnant pendant longtemps (> 15 ans).

Iii. Tableau de comparaison de trois principaux types de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice (avec une adaptation de sélection à un tableau de référence rapide)

Logique principale de l'adaptation Tableau de référence rapide:

Budget <500 000 Yuan Temps d'arrêt <1 semaine → Wake Recovery Type Propeller Energy Dispositifs;

Vitesse> 20 nœuds Type de navire> 100 000 tonnes → Réduction de la traînée et type d'amélioration de l'efficacité Dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice;

Période de fonctionnement> 15 ans Besoin d'une adaptation dynamique aux conditions de travail → Dispositifs d'économie d'énergie de type de réglementation intelligente;

ATTÉSUATION DE L'ÉCLATION DU MOTEUR principale> 15% → Priorité de la combinaison de dispositifs d'économie d'énergie d'énergie de réduction de traînée et d'amélioration de l'efficacité du type de rééquilibre des dispositifs d'économie d'énergie.

Iv. Guide de sélection: 4 étapes pour verrouiller le "modèle approprié" des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice

La sélection des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doit éviter les «aveugles» et nécessite quatre étapes de dépistage en fonction des propres conditions du navire, parmi lesquelles la collecte des paramètres et la vérification des tests peuvent être affinées:

Étape 1: clarifiez les «paramètres de base» du navire (avec la liste et les sources de collecte des paramètres)

Les données de base à régler et leurs sources:

Type de navire et objectif: confirmer le type de navire via le certificat du navire (certificat de nationalité du navire); Capacité de maintien du fret, hauteur d'empilement des conteneurs de pont, etc. Besoin de se référer aux dessins de conception du navire (peut être appliqué à partir du chantier naval ou de la société de classification);

Paramètres de puissance et de propulsion: le modèle principal du moteur, la puissance nominale, etc. est indiqué sur la plaque signalétique du moteur principal ou dans le certificat de la centrale électrique; Les paramètres de l'hélice (diamètre, nombre de lames, matériaux) doivent être mesurés ou se référer au rapport d'usine d'hélices (s'ils sont perdus, peuvent être obtenus par le biais de tests de la société de classification);

Conditions de navigation: le kilométrage de navigation annuel et la vitesse commune peuvent être exportés du système de gestion des navires (tels que les ECDIS) au cours de la dernière année; La salinité de la mer des routes principales doit interroger les données hydrologiques des ports (comme 3,2% à 3,5% en Chine côtière, 3,0% à 3,1% dans certains ports en Asie du Sud-Est).

Exemple de fonction de paramètre: Si la vitesse de l'hélice est> 150 tr / min (hélice à grande vitesse), l'intensité de rotation de sillage est élevée, alors choisissez un PBCF, une sorte de dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, avec un angle de lame réglable (l'angle fixe est sujet à la résonance en raison de la haute vitesse); Si l'itinéraire est principalement dans la rivière intérieure (profondeur d'eau <10m), les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice de diamètre> 2M doivent être exclus (pour éviter la mise à la terre), et la priorité doit être donnée aux ampoules du gouvernail (généralement avec diamètre <1,5 m), qui sont des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice.

Étape 2: Faites correspondre les "exigences d'efficacité énergétique" avec "budget" (avec un tableau de calcul des coûts-avantages)

Divisez en trois scénarios en fonction des besoins prioritaires, et le calcul doit inclure des "coûts cachés" (tels que les pertes de temps d'arrêt) liés aux dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Type de conformité d'urgence: Besoin de répondre aux exigences de l'indice des navires existantes de l'OMI (EEXI) Dans les 3 mois, choisissez des types de dispositifs d'économie d'énergie pour l'hélice de l'hélice: ampoule de gouvernail (période d'installation 3 jours, perte de temps d'arrêt environ 50 000 yuans), simple PBCF (prix 350 000 yuans). Après avoir installé ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice sur un navire de 10 000 tonnes, l'économie de carburant annuelle est de 120 tonnes (en fonction du prix du pétrole de 7 000 yuans / tonne, de l'économie annuelle de 840 000 yuans) et le coût est récupéré en 3 mois.

Type de performance coûtable équilibré: prévu pour fonctionner pendant 5 à 10 ans, choisissez des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice "fixe partielle" fixe ": tels que la combinaison de peau bionique PBCF standard (prix 800 000 yuans, période d'installation 15 jours). Le test réel d'un navire montre un taux d'économie d'énergie de 8,5%, une économie de carburant annuelle de 300 tonnes. Après avoir déduit 15 jours de perte de temps d'arrêt (environ 200 000 yuans), la période de recouvrement des coûts est de 1,2 ans.

Type de prestations à long terme: navires nouvellement construits ou fonctionnant pendant> 15 ans, choisissez le type de réglementation intelligente Dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice: IPBCF (prix 1,5 million de yuans, période d'installation 10 jours), ce qui permet d'économiser 3% de plus d'énergie que les appareils fixes. Un navire de 200 000 tonnes permet d'économiser 90 tonnes de carburant de plus par an, avec un avantage supplémentaire de 6,3 millions de yuans. La période complète de recouvrement des coûts est de 0,5 ans plus courte que celle des dispositifs d'économie d'énergie à l'hélice fixe.

Étape 3: Vérifiez les «certifications et données réels» des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice (avec liste d'indicateurs clés)

Certifications nécessaires pour vérifier les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Certification de la Classification Society: CCS (Chine), LR (Royaume-Uni), DNV (Norvège) et d'autres certifications grand public (besoin de fournir un numéro de certificat, qui peut être vérifié sur le site officiel), éviter les "certifications régionales" (comme l'obtention uniquement de la certification à partir d'un petit pays, qui peut ne pas être reconnu pour les routes internationales);

Certification de la conformité de l'OMI: Besoin de se conformer à la "norme d'évaluation de l'efficacité énergétique des dispositifs d'économie d'énergie" dans la résolution de MEPC.334 (76), et de fournir un rapport de test d'efficacité énergétique tiers (comme un rapport de test réel publié par une agence de tests tiers).

Points clés pour les données réels des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Les cas de types de navires similaires: par exemple, lors de l'achat de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice pour un transporteur en vrac de 120 000 tonnes, au moins 3 ensembles de données mesurées de porteurs en vrac du même tonnage (pas de "tonnage similaire") doivent être fournis, en se concentrant sur la "valeur de fluctuation d'économie d'énergie" (comme un cas avec un taux d'économie d'énergie de 6,8% ± 0,3%, qui est plus stable que des produits avec un taux d'économie d'énergie de 6,8% ± 0,3%, qui est plus stable que des produits avec un taux d'économie d'énergie de 6,8% ± 0,3%, qui est plus stable que des produits avec un taux d'économie d'énergie de 6,8% ± 0,3%, qui est plus stable que des produits avec un taux d'économie d'énergie);

Données de fiabilité à long terme: le taux de défaillance du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice après avoir fonctionné pendant plus d'un an (comme un PBCF avec un taux de défaillance <0,5%, ce qui est meilleur que la moyenne de l'industrie de 2%), et s'il y a une clause de "remplacement gratuit pour les dommages non humains".

Étape 4: Évaluez la «capacité de service des fournisseurs» pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice (avec liste de services)

Le service complet des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doit couvrir:

Pré-ventes: balayage sur place de la structure sévère du navire (besoin d'utiliser un scanner 3D avec une précision ≤ 0,1 mm), fournissant un rapport de simulation CFD (vérifiant l'adaptabilité du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice et du navire);

En vente: supervision de l'installation (envoi des ingénieurs pour guider sur place pour garantir la précision) et soumettre simultanément un rapport d'acceptation d'installation (y compris les paramètres clés tels que la concentricité et l'angle du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice);

Après-vente: garantie gratuite d'un an (y compris le remplacement des pièces du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice), surveillance régulière des conditions de travail (comme la fourniture d'un rapport d'analyse des taux d'économie d'énergie trimestriellement), les points de vente après-vente mondiaux (les navires océaniques doivent confirmer qu'il y a des stations de maintenance sur au moins 3 continents pour le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, avec une durée de réponse ≤ 72 heures).

Méfiez-vous du «prix bas sans service» pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice: un armateur a autrefois choisi un dispositif d'économie d'énergie à l'hélice avec un prix de 100 000 yuans inférieur. En raison du manque de guidage d'installation du fournisseur, l'écart d'angle causé par l'auto-installation était de 3 ° et le taux d'économie d'énergie n'était que de 2% (bien inférieur aux 6% promis). La reprise a coûté 200 000 yuans, ce qui a été une perte.

V. Méthodes de test de correspondance pour les dispositifs d'économie d'énergie et les systèmes d'alimentation des navires

Avant d'installer des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, la vérification de leur adaptabilité par le biais de tests à petite échelle peut réduire les risques. Les tests doivent être effectués par étapes en fonction des caractéristiques de puissance du navire et des paramètres techniques du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice. Pour chaque lien, il est nécessaire de clarifier les objectifs de test, les exigences de l'équipement et les critères de données. Les procédures et détails spécifiques sont les suivants:

Préparation de pré-test: étalonnage de base des données et de l'équipement

Trois tâches de base doivent être effectuées avant le test pour éviter les écarts de données en raison de la préparation insuffisante pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Archivage des paramètres du système d'alimentation: Collate les paramètres du noyau tels que la puissance nominale du moteur principal, la vitesse nominale et le nombre de lames / diamètre / tangage de l'hélice de l'hélice (disponible à partir du manuel de la centrale électrique du navire). Concentrez-vous sur l'enregistrement du couple de sortie réel du moteur principal à différentes vitesses (par exemple, 8000 n · m à 120 tr / min, 12000 n · m à 150 tr / min), qui servent de référence pour le test des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice.

Sélection et étalonnage de l'équipement de test pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

1. Pour le test du modèle d'échelle, un réservoir d'eau de haute précision (longueur ≥50 m, profondeur d'eau ≥3 m, plage de vitesse de débit réglable de 0 à 25 nœuds), un capteur de force 3D (précision ≤ 0,1 n) et un vélocimètre laser (erreur de mesure de la vitesse de réveil ≤ 0,05 m / s);

2.Pour le test de sport réel, un flux de débit de carburant à l'épreuve des explosions (précision ≤ 0,5%) et un capteur de couple sans fil (fréquence d'échantillonnage ≥ 100 Hz) sont nécessaires. Avant le test, ils doivent être calibrés par une institution tierce (la période de validité du certificat d'étalonnage doit être ≤ 1 an).

Planification des conditions de travail des tests pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice: Déterminez 3-5 conditions de travail typiques à l'avance (par exemple, pleine charge à 16 nœuds, charge vide à 18 nœuds, demi-charge à 14 nœuds), couvrant plus de 80% des conditions de navigation quotidiennes du navire pour éviter les résultats des tests unilatéraux en raison d'une seule condition de travail pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice.

Étape 1: Test du modèle d'échelle (approfondissement détaillé) pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice

Un modèle à l'échelle 1:20 de la poupe du navire (y compris l'hélice, la lame de gouvernail et la section sévère de la coque) est fabriquée. Le matériau du modèle doit correspondre au réel navire (par exemple, alliage de cuivre pour l'hélice, verre organique pour la coque) pour garantir des caractéristiques hydrodynamiques cohérentes lors du test des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice. Le test est divisé en trois étapes:

Collecte de données de base: dans l'état sans le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, simulez des vitesses de 0 à 20 nœuds (avec un gradient de 2 nœuds par étape), enregistrez la poussée du moteur principal (via le capteur de force), la résistance à la coque (via le dynamomètre du réservoir d'eau) et la vitesse de l'hélice à différentes vitesses, et dessinez une "résistance à la résistance à la vitesse de la vitesse de la propriété pour le dispositif de sauvetage d'énergie de la propriété.

Test comparatif de plusieurs dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice: installez le dispositif cible (par exemple, PBCF) et le dispositif alternatif (par exemple, le rudder bulbe) respectivement, répétez les tests de vitesse ci-dessus et se concentrez-vous sur la collecte: la collecte:

1. Distribution de champ attendu: utilisez un vélocimètre laser pour scanner la vitesse d'écoulement de l'eau dans les 1 à 3 fois dans la plage de diamètre derrière l'hélice et enregistrer le "taux de correction" de PBCF, un dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, sur le sillage de rotation (par exemple, après l'installation, la vitesse de rotation du sillage diminue de 1,2 m / s à 0,5 m / s, avec une correction du taux de 58%);

2.Médiction d'amélioration de la poussée: comparez les valeurs de poussée avec et sans le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice à la même vitesse. Par exemple, à 15 nœuds, la poussée de PBCF augmente de 6,2% et celle de l'ampoule de gouvernail de 4,1%, clarifiant la différence d'efficacité de l'appareil.

Correction et vérification des données: En raison de «l'effet d'échelle» du modèle d'échelle (la viscosité de l'eau du modèle à petite échelle est différente de celle du navire réel), les données doivent être corrigées en utilisant le numéro Froude (FR). Convertissez le taux d'économie d'énergie du test du modèle en valeur prévue du navire réel à travers une formule (l'erreur après correction peut être réduite de ± 3% à ± 1%), garantissant la valeur de référence pour la sélection du modèle des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice.

Étape 2: opération d'essai réel à court terme (raffinement de processus) pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice

Sélectionnez 1-2 Voyages typiques (de préférence aller-retour pour réduire l'impact des différences de condition de la mer), installez temporairement une version simplifiée du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice (le dispositif de bilan de test doit avoir la même structure que la version finale produite en masse, avec uniquement la méthode de fixation simplifiée à la connexion à verrouillage). La période de test doit couvrir au moins 2 conditions de travail complètes (par exemple, voyage sortant à charge complète, voyage entrant à charge vide) pour le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice. Points de fonctionnement spécifiques:

Spécifications pour la fixation temporaire du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice:

1. L'écart avec l'hélice doit être défini en fonction des exigences de la version produite en masse (par exemple, l'écart entre le PBCF et la lame est de 50 à 80 mm), et l'uniformité de l'espace est confirmée avec une jauge de faille (déviation ≤2 mm);

2.Les boulons de fixation doivent utiliser des écrous de verrouillage (par exemple, des écrous Spirax), et le couple de pré-serviette est mis en œuvre en fonction des exigences du fournisseur (par exemple, 200 n · m pour les boulons M16). Après l'installation, marquez-les pour éviter le relâchement pendant la navigation du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice.

Surveillance synchronisée des paramètres de consommation de carburant et de puissance pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

1.Le débitmètre de carburant doit être installé dans le pipeline d'entrée d'huile du moteur principal (≥ 1 m du moteur principal pour éviter un impact sur les vibrations), enregistrer les données de consommation de carburant toutes les 10 minutes et enregistrer simultanément la vitesse, la vitesse du moteur principal, le cap et les conditions de la mer (les données sont valides lorsque la vitesse du vent ≤ 10 m / s) via le système ECDIS du navire pour le dispositif d'énergie de l'hélice;

2.Assurrez la puissance de l'arbre de l'hélice: le couple d'arbre de collecte en temps réel et la vitesse via un capteur de couple sans fil, calculez la puissance de l'arbre (puissance de l'arbre = couple × vitesse / 9550), en évitant la dépendance uniquement sur les données de consommation de carburant (la consommation de carburant peut être affectée par l'état principal du moteur) lors du test du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice.

Exclusion et analyse des données pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

1. Éliminer les données anormales: Lorsque la vitesse du vent> 12 m / s et la hauteur des vagues> 1,5 m, l'impact des conditions de la mer sur la consommation de carburant dépasse 5%, et les données correspondantes pour le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice doivent être exclues;

2.Calculation du taux d'économie d'énergie: Calculez selon "(consommation de carburant avant installation - consommation de carburant après installation) / consommation de carburant avant installation × 100%". Par exemple, la consommation de carburant d'un pétrolier avant d'installer le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice sur un voyage sortant à charge complète est de 25 tonnes / jour, et après l'installation est de 23,7 tonnes / jour, avec un taux d'économie d'énergie de 5,2%, ce qui est essentiellement cohérent avec le modèle de 5,1% corrigé à partir du modèle d'échelle, confirmant l'adaptabilité du dispositif d'économie d'énergie de l'hébergement.

Étape 3: Test de liaison du système d'alimentation (pour les dispositifs d'économie d'énergie intelligents de l'hélice)

Régulation intelligente Les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice de l'hélice doivent tester la réponse de liaison avec le moteur principal et le système de chargement pour s'assurer que l'appareil peut s'adapter dynamiquement lorsque les conditions de travail changent. Le test doit être effectué dans des eaux calmes (hauteur des vagues ≤ 0,5 m) et dans des dimensions statiques et dynamiques pour ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Test de liaison statique pour les dispositifs de sauvegarde d'énergie intelligents de l'hélice: simulez les modifications des conditions de travail fixes pour vérifier la précision de l'ajustement de l'appareil:

1. Test de pas de vitesse: augmentez progressivement la vitesse du moteur principale de 100 tr / min à 180 tr / min (restez 5 minutes à tous les 20 tr / min) et enregistrez le délai de réglage de l'angle de l'appareil (par exemple, lorsque la vitesse augmente de 120 tr / min à 150 tr / min, le retard pour l'angle de la lame IPBCF pour s'adapter de 20 ° à 28 ° devrait être ≤ 5 secondes);

2. Test de simulation: ajustez le brouillon du navire par les ballast d'eau (de 10 m à pleine charge à 6 m à la charge vide) et enregistrez la fluctuation du taux d'économie d'énergie (par exemple, 10,2% à pleine charge, 10,0% à charge vide, avec une fluctuation ≤ 0,5% étant qualifiée) pour le dispositif d'économie d'énergie intelligent.

Test de liaison dynamique pour les dispositifs de sauvegarde d'énergie intelligents de l'hélice: simulez la commutation complexe des conditions de travail pour vérifier la stabilité de l'appareil:

1. Test de changement de charge RAPID: Ballasting complet de "demi-charge → pleine charge" dans les 10 minutes (augmentation du tirage de 7 m à 10 m), observez si le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice a "surexploitation" (par exemple, l'angle dépasse de plus de 3 ° instantanément). La norme qualifiée est que la fluctuation du taux d'économie d'énergie pendant l'ajustement est ≤ 1%;

2. Test d'augmentation soudaine du moteur musclé: Augmentez soudainement la charge principale du moteur de 50% à 80% (la vitesse passe soudainement de 120 tr / min à 140 tr / min), enregistrez le temps de réponse du dispositif (devrait être ≤3 secondes) et éviter la cavitation de l'hélice causée par la réponse retardée (la cavitation peut entraîner une baisse de l'efficacité de la propulsion de plus de 15%) pour le dispositif d'économie d'énergie intelligent.

Optimisation post-test pour les dispositifs de sauvegarde d'énergie intelligents de l'hélice: si le test ne respecte pas la norme (par exemple, un délai d'ajustement d'angle de 8 secondes), l'optimisation des joints avec le fournisseur est requise:

1. Optimisation du système hydraulique: Par exemple, augmentez le débit de la pompe hydraulique (de 10 L / min à 15 l / min) pour raccourcir le temps d'action de l'actionneur du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice;

2.Algorithme Réglage des paramètres: Par exemple, réduisez le "coefficient de lissage" du réglage de l'angle (de 0,8 à 0,6) pour améliorer la sensibilité à la réponse du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice. Après optimisation, le retard d'un certain navire a été raccourci à 3 secondes, répondant aux exigences d'utilisation.

Ajustements de test pour des scénarios spéciaux de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice

Pour les types de navires spéciaux ou les systèmes d'alimentation complexes, le plan de test pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doit être ajusté en conséquence:

1. navires de l'essegure unique: Il est nécessaire de tester de manière synchrone la symétrie des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice sur les côtés du port et de la touche (par exemple, l'écart d'angle du PBCF gauche et droit doit être ≤ 1 °) pour éviter les vibrations de la coque en raison de la contrainte inégale;

2. navires hybrides (générateur d'arbre principal principal): Il est nécessaire de tester l'efficacité du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice dans les modes "du moteur principal seul" et du "fonctionnement principal du générateur de moteur" pour s'assurer que le taux d'économie d'énergie reste stable (fluctuation ≤1,5%) lorsque le générateur fonctionne (20% de la puissance de l'arbre est shunted);

3.Arganisation des navires (atténuation principale de l'alimentation du moteur> 10%): Pendant le test du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, la limite supérieure de la vitesse du moteur principal doit être réduite (par exemple, de la vitesse nominale d'origine de 160 tr / min à 140 tr / min) pour éviter la distorsion des données de test en raison du fonctionnement surchargé du moteur principal.

Vi. Considérations de maintenance pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice: 3 "Les détails déterminent l'efficacité"

Avant l'installation: effectuer des «tests d'adaptabilité des navires» pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice (avec processus de test)

Le processus est divisé en trois étapes pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

1. Structure de la structure STERN: Utilisez un scanner laser 3D portable pour scanner la plage de 3M autour de l'hélice (y compris la coque, la lame de gouvernail et l'hélice) pour obtenir un modèle de nuage de points (précision ≤ 0,5 mm). Concentrez-vous sur la vérification si le boss de l'hélice est porté (si la profondeur d'usure> 2 mm, elle doit être réparée en premier, sinon elle affectera la précision d'installation du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice);

2. Revue de simulation de flux d'eau: Envoyez les données numérisées au fournisseur et obligez-leur à utiliser le logiciel CFD pour simuler les "conditions de navigation du navire réels" (plutôt que des conditions standard) pour le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice. Par exemple, en raison d'une légère déformation de la poupe (changement des lignes de conception d'origine) d'un navire, la simulation a montré que la position d'installation du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice devait être retirée de 100 mm, sinon le taux d'économie d'énergie diminuerait de 3,2%;

3. Test de compatibilité des montagnes: Si l'hélice du navire est en alliage de cuivre, il est nécessaire de confirmer la compatibilité électrochimique entre le matériau de dispositif d'économie d'énergie de l'hélice (tel que l'acier inoxydable) et l'alliage de cuivre (effectuer un test de contact de 72 heures avec une chambre de test de pulvérisation salin, et aucune réaction de corrosation n'est autorisée) pour éviter le dispositif d'économie d'énergie de l'hébergement dû à la corrosion électrochérique.

Pendant l'installation: contrôler strictement les «erreurs de précision» des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice (avec table de contrôle de la précision)

Paramètres clés et normes pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Vérification de test: Après l'installation, effectuez un "test dynamique" pour le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice - naviguez dans le navire vers la vitesse commune (comme 16 nœuds), mesurez la vitesse de sillage avec un profileur acoustique acoustique sous-marin (ADCP) et comparez-les avec les données avant l'installation. Si le rapport de réduction de la vitesse de rotation de sillage est <30% (comme la vitesse de sillage avant l'installation est de 100 tr / min, et il est toujours ≥70 tr / min après l'installation du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice), il est nécessaire de s'arrêter pour le réglage.

Entretien quotidien: Concentrez-vous sur la «usure et le nettoyage» des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice (avec des différences de table du cycle de maintenance et de la mer)

Maintenir les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice mensuellement, trimestriellement et annuellement, et ajustez l'attention en fonction des différentes zones maritimes:

Zones marines tropicales (comme l'Asie du Sud-Est): les organismes marins s'attachent rapidement (les bernacles peuvent croître de 5 mm en un mois), donc le nettoyage mensuel des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doit être augmenté d'un temps; La température de l'eau de mer est élevée (30-35 ° C), de sorte que la peinture anti-corrosion pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice doit être de type résistant à haute température (résistance à la température ≥60 ° C), et l'épaisseur du film sèche doit être augmentée à 100 μm pendant le revêtement trimestriel.

Zones de mer tempérées (comme la Chine côtière): l'attachement biologique est modéré et le maintien des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice est effectué selon le cycle conventionnel; La température de l'eau de mer est faible en hiver (5-10 ° C), et les capteurs des dispositifs d'énergie intelligente de l'hélice ont besoin d'un traitement anti-congélère (appliquer une graisse anti-congélation) pour éviter une défaillance à basse température.

Les zones marines de haute-salinité (comme la mer Rouge): Salinité> 4%, la corrosion métallique est rapide, donc la détection des défauts ultrasoniques (pour détecter la corrosion interne des lames) doit être ajoutée au maintien annuel des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, et la peau bionique de ces dispositifs doit être remplacée tous les 2 ans (1 an plus courte que le cycle conventionnel).

Entretien mensuel pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Nettoyage: rincer la surface du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice avec un pistolet à eau à haute pression (pression ≤ 20 mPa). Pour les attachements durs tels que les bernacles, utilisez une pelle en plastique pour les retirer (n'utilisez pas de pelle en métal pour éviter de gratter la surface); Si la peau bionique est installée sur le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, vérifiez s'il y a des bulles sur la peau (si les bulles sont> 5 mm, elles doivent être remplacées, sinon l'effet de réduction de la traînée disparaîtra après la pénétrer par l'eau);

Inspection visuelle: vérifiez si les lames du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice ont des rayures (si la profondeur est> 1 mm, elles doivent être soudées) et si les boulons sont lâches (pas de déplacement lorsqu'ils sont tirés à la main).

Entretien trimestriel pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Mesure de l'écart: Utilisez une jauge de feeper pour mesurer l'écart entre le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice et l'hélice (comme l'écart entre le PBCF et les lames doit être maintenu à 50-80 mm; s'il est trop petit, la collision est facile et si elle est trop grande, l'effet de récupération de sillage est pauvre);

Inspection anti-corrosion: appliquez une peinture anti-corrosion à la partie métallique du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice (une fois par quart, utilisez l'amorce jaune zinc époxy, avec une épaisseur de film sèche ≥80 μm).

Entretien annuel pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice:

Re-test de précision: Après l'amarrage, redésiez l'angle et la concentricité du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice avec un localisateur laser, et ajustez si l'écart dépasse 1 mm;

Calibration intelligente du dispositif: Pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice de la réglementation intelligente, contactez le fournisseur pour mettre à niveau l'algorithme (optimiser en fonction des données de navigation annuelle) et calibrer les capteurs (tels que l'erreur de capteur de vitesse doit être ≤0,1rpm).

Entretien spécial des conditions pour les dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice: Après avoir rencontré de graves conditions de mer (comme les typhons) pendant la navigation, utilisez immédiatement un robot sous-marin (ROV) pour vérifier si le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice est déformé (concentrez-vous sur la possibilité de savoir si les lames sont pliées). Un navire n'a pas vérifié après un typhon, et le taux d'économie d'énergie a diminué de 4% en raison d'une légère déformation de la lame du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice, ce qui a entraîné une consommation de carburant de 50 tonnes en 2 mois.

Vii. Fauts communs et solutions d'urgence des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice

Viii. Malentendages courants: Évitez ces pièges de "l'inefficacité économique" liés aux dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice

Misonctant 1: "Le même dispositif d'économie d'énergie de l'hélice peut être installé sur tous les navires"

L'adaptabilité des différents types de navires aux dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice varie considérablement: les navires de la rivière intérieure (tirage <5m) doivent choisir des dispositifs d'économie d'énergie de petite taille (ampoules de gouvernail, PBCF simple) pour éviter la mise à la terre en raison de dispositifs excessivement importants; Les navires côtiers (vitesse 12-16 nœuds) conviennent aux types de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice à réveil fixe; Les navires océaniques (vitesse> 18 nœuds) ont besoin de types de réduction et d'amélioration de l'efficacité ou de types intelligents de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice. Il est nécessaire de sélectionner de manière approfondie les modèles de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice en fonction des itinéraires, des types de navires et des vitesses pour éviter l'application aveugle.

Misonctant 2: "Pas besoin de se soucier des conditions de travail après avoir installé des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice"

Les dispositifs d'énergie à l'hélice fixe doivent être ajustés en fonction de la "vitesse de charge": par exemple, l'angle de gouvernail correspondant à une vitesse de charge complète de 16 nœuds est de 0 °, et l'angle de gouvernail peut être ajusté à 2 ° -3 ° pour une vitesse de charge vide de 18 nœuds pour guider le débit d'eau pour mieux adapter le dispositif d'économie d'énergie de l'hélice; Les dispositifs d'énergie intelligente de l'hélice doivent nettoyer régulièrement les capteurs (une fois toutes les 2 semaines) pour éviter l'écart des données affectant la précision d'ajustement. Ignorer les changements dans les conditions de travail entraînera des fluctuations de taux d'économie d'énergie des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice dépassant 2%.

Misonctant 3: "Se concentrer uniquement sur le taux d'économie d'énergie, pas la durabilité des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice"

La sélection des matériaux affecte directement la durée de vie des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice: hiérarchisez en acier inoxydable 316L (résistance au spray salin ≥ 10 000 heures) ou en nickel-aluminum en bronze; Pour la peau bionique des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, confirmez la résistance aux intempéries (-30 ° C à 70 ° C sans craquer) et obligez le fournisseur à fournir une garantie à 5 ans. Les dispositifs d'économie d'énergie à faible coût utilisant de l'acier inoxydable ordinaire (type 304) sont sujets à la corrosion, conduisant à un taux d'économie d'énergie nul dans un délai de 1 à 2 ans, ce qui augmente les coûts à la place.

Malentending 4: "Les données de test équivalent à l'effet réel des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice"

Les tests de laboratoire des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice sont dans des conditions de débit d'eau idéales (pas d'interférence de coque, de vitesse constante), qui sont différentes du flux d'eau sévère du navire réel (perturbé par les lames de gouvernail et la coque). Lors de l'achat de dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, obligez le fournisseur à fournir des données réels de "même type de navire même itinéraire". S'il ne peut pas être fourni, une opération d'essai à court terme d'un mois peut être effectuée en premier (régler les frais en fonction de la consommation réelle de carburant) et confirmer l'effet avant l'achat formel du dispositif d'économie d'énergie de l'hélice.

«L'effet d'économie d'énergie» des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice ne se termine jamais par "le choix du bon produit", mais est le résultat de tout le processus de "choisir la bonne installation en utilisant bien". De la précision millimétrique dans la collecte des paramètres, au contrôle des erreurs d'angle pendant l'installation, puis au contrôle détaillé de la maintenance quotidienne des dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice, chaque étape affecte directement l'efficacité énergétique finale. Pour les armateurs, ces dispositifs d'économie d'énergie de l'hélice sont non seulement des "outils de réduction des coûts", mais aussi des "configurations de base" pour faire face à la transformation verte de l'industrie du transport maritime - uniquement en sélectionnant avec précision les modèles d'appareils d'économie d'énergie de l'hélice basés sur les caractéristiques des navires et la conduite de fonctionnement scientifique et de maintenance peut-il être "petit" à libérer en continu "