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摘要：近年来，船舶技术得到进一步改革，大力推动了我国船舶辅机电气设备逐渐向自动化的方向发展，无人机舱、远程控制等方面的技术水平也日益提高。随着我国能源紧缺的情况日益严重，节能技术在船舶辅机电气设备中的应日益广泛，并受到航运业和制造业的高度重视。本文主要就节能技术在船舶辅机电气设备中的应用进行分析，以期找到降低船舶辅机能耗的方法，增强船舶的续航能力，推动节能技术的发展。
关键词：船舶辅机；电气设备；节能技术
1.节能技术在船舶辅机电动设备中的应用
电动机是船舶辅机运行的动力源，也是船舶电网直接的用电负荷设备，电动机运行的效率与船舶辅机的节能效果有着直接关系。就大部分船舶辅机来讲，在船舶的整个航行过程都需要保持连续的运行状态，如主轴滑油泵、冷却水泵、通风机以及空调压缩机等机电设备，尤其是连续运行的电动机，其运行的效率对电机能耗的影响最为明显，由于运行的时间相对较长，因此，即使电动机的运行效率只有少量的提高，也能在整个航行运行过程中节省大量的电能。
依据船舶电网电制的差异，当前船舶辅机电动机主要包括两种类型：直流电动机与交流异步电动机。由于船舶在航行过程中航行的工况会发生一定的变化，因此，很容易造成辅机的负载变动或是改变电网的电压，导致辅机电动机的输出功率与额定功率发生偏离，发生“大马拉小车”的情况，进而降低电动机的运行效率，增加电动机的能源损耗。
因此，为了提高船舶辅机电动的运行效率，降低电动机的能源消耗，很多航运业都开始使用新型永磁同步电动机。永磁同步电动机内部的转子由永磁体材料组成，转子本身不具备感应电流，因此，避免了转子的磁滞损耗与涡流损耗，有效降低了电动机的能耗。由于永磁同步电动机不需要转子励磁，电动机的功率因数可以接近1，不仅降低了电机的定子电流，提高了电动机运行的效率，也对船舶电网的品质进行了有效的改善，降低了电网的损耗。
永磁电机在全功率范围内运行效率较高，即便是电机的负载力下降到了额定负载的25%，电动机的运行效率依然可以达到90%以上，并且永磁电动机的启动转矩较大，可以采用小容量永磁电机替代容量较大的一般电机，有效的解决了船舶运行中“大马拉小车”的问题。另外，永磁电动机还具备温升较低、重量轻、体积小、无电刷以及维护简单等优点，非常适合用于船舶辅机设备，是提高船舶辅机电气设备节能效果的重要设备。
2.节能技术在船舶辅机运行控制中的应用
船舶辅机电气设备大部分为风机和泵类负载，就中小型船舶管网系统来讲，风机和泵对流量的需求常会随着航行工况发生变化。由于船舶辅机的额定功率通常都是依据的所需的最大流量进行设计，因此，船舶辅机的流量调节的方式大部分是向下调节。当前，在调节船舶辅机的流量时，多数都是采用截流的方式进行，通过减小辅机出口位置风门或者阀门的开度，增大网管的阻力对流量进行控制，而电动机的动行转速和电功率则不会发生改变，进而导致大量的电能浪费在管路损失中。
3.节能技术在船舶辅机使用管理中的应用
由于辅机电气设备的额定功率输出大部分都是依据系统的最大需求量进行设计，并且按照设计的相关规范要求，还需要保留一定的裕量值，才能保证辅机电气设备能够长久的使用。但就实际情况而言，辅机电气设备的运行工况经常无法达到系统的最大需求量，而且由于辅机的管理方式过于简单，难以依据系统的实际工况对辅机的能量输出进行合理的调节，所以，在辅机电气设备运行过程中会浪费大量的能源。因此，需要采用节能综合管理的方式对全船辅机电气设备的运行过程进行严格的控制，从使用、管理的方向提升辅机电气设备的运行效率，降低辅机电气设备的能源消耗，是实现辅机电气设备的有效途径。
节能综合管理的原理为：通过信息技术采集船舶系统实际运行的工况参数和环境参数，依据系统运行工况的实际需求，运用变频调速和减载控制等有效的技术手段对辅机电气设备的能量输出进行实时的调节，确保电气设备的能量输出得到合理的分配与精细化的管理，以降低辅机电气设备的能量消耗，达到节能增效的目的。在船舶辅机电气设备的节能综合管理中，管理的对象主要包括船舶航行过程中长期持续运行的辅机电气设备，如空调装置、冷却水泵以及通风机组等。这些电气设备在船舶的航行过程中都需要保持连续运行的状态，运行的流量供给会随着航行的工况变化发生改变，因此，采用节能综合管理的方式对这些电气设备进行管理，可以取得明显的节能效果。如，对冷却水泵进行节能综合管理时，需要依据海洋环境的温度、船舶运行时的热负荷状态，冷却水泵的出口温度以及压力等各方面的信息，采用变频调速、冷却水泵的运行台数等技术措施对水泵的冷却水供给量进行实时的调节，如果船舶系统的热负荷比较低或者外部的海水温度较低，而水泵的换热效率比较高时，可以适当的降低冷却水的供给量，这种调节方式既可以达到系统对温升控制的要求，又节省大量的电能，具有明显的节能效果。
4.结束语
总之，船舶辅机电气设备的运行需要消耗大量的能源，因此，想要降低电气设备的源消耗，提高电气设备的节能效果，就需要对综合节能管理、变频调速及永磁电动机等进行有效的结合，利用永磁电动机提高电机的运行效率，确保电机的调速性能和效率指标均处在良好的范围内，为控制层节能优化提供良好的技术支持，促进节能技术在船舶辅机电气设备中的运用，实现船舶辅机电气设备的全面节能。
参考文献：
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[3]阳世荣.基于智能控制的船舶辅机节能技术研究[J].舰船电子工程，2011，11（3）：90-92.
论文作者:陈伟锋1,何光2
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/6
标签：船舶论文; 辅机论文; 电气设备论文; 电动机论文; 永磁论文; 节能论文; 工况论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;