發(fā)布時間：2022-07-24 10:24:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇船舶電氣設備節(jié)能技術研究，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
文章摘要：船舶輔機電氣設備是船舶正常航行的重要保障，其運行狀態(tài)對于船舶的實際航行狀態(tài)具有十分重要的影響，但是由于船舶內部的電力系統(tǒng)是一個相對獨立的部分，因此，需要對船舶內部的電力系統(tǒng)，尤其是船舶輔機電氣設備系統(tǒng)給予足夠的重視。針對目前船舶輔機電氣設備系統(tǒng)中存在的能耗較高的問題，有必要對其可采用的節(jié)能減排技術進行分析。本文通過對船舶輔機電氣設備進行分析，剖析了其可行的節(jié)能技術方案，同時針對可行的節(jié)能技術進行了分析探討。
關鍵詞：船舶；輔機電氣；節(jié)能技術
電力是船舶正常航行的重要保障，不同于其他陸上建筑設備，船舶中的電力系統(tǒng)是一個相對獨立部分，其構成較為單一。因此，船舶上具體電力的使用受到了一定的限制[1]。對于航行的船舶來講，其續(xù)航能力是關注的焦點，若想實現(xiàn)船舶更好更快的航行，則需要對船舶的電力系統(tǒng)節(jié)能給予足夠的關注。在電力系統(tǒng)的眾多組成部分中，輔機電氣設備是其中較為重要的一個方面。因此，對輔機電氣設備采取適當?shù)墓?jié)能技術具有十分重要現(xiàn)實意義。
1.船舶輔機電氣設備運用的節(jié)能技術方案
電機設備在輔機電氣正常運轉過程中需要消耗一定的能源，因此，在滿足所需要功能的前提下，盡可能的降低電機設備的能源消耗，對于提高輪船輔機電氣設備的運行效率具有十分重要的意義[2]。在船舶的實際航行過程中，輔機電氣中的絕大多數(shù)設備如風機、水泵等設備長期處于運行狀態(tài)。因此，電機運行效率的輕微提高即可明顯提高輔機電氣設備運行中的節(jié)能效果。船舶在航行過程中通常會遇到各種不同的工況，而不同的工況亦會對輔機電氣產(chǎn)生影響，導致船舶內部電網(wǎng)的電壓和輔機電氣的設備功率發(fā)生改變，出現(xiàn)輔機電氣設備的輸出功率與實際所需的功率產(chǎn)生偏差，增加能源消耗。另一方面來講，由于輔機電氣設備屬于交流異步類型，一般情況下，輔機電氣設備的功率因素在0.6-0.9之間，當船舶輔機電氣設備承受較大的負載壓力是，電網(wǎng)的功率因素也會隨時下降，造成能源損耗[3]。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，近幾年來，船舶輔機電氣設備的用電量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，如何解決輔機電氣設備運行過程中的高能耗問題成為研究熱點。通過分析可知，若想實現(xiàn)電機設備在運行過程中的高效率，則需要降低電機設備的能耗。電機設備的能耗分析結果表明，在電機運行過程中，最主要的耗能部分電機中的轉子等組成部分，當電機中沒有明顯的感應電流出現(xiàn)在電機中轉子部分的周圍，則在電機的運行過程中不會出現(xiàn)渦流損耗等能量損失，因而，可以在一定程度上降低電機的能量損耗，改善節(jié)能效果[4]。并且還可以在一定程度上改善船舶內部電網(wǎng)的運行狀況，減少內部電網(wǎng)的能量損耗。近年來在空調、冰箱等家用電器中廣泛使用的變頻技術亦可引入到船舶輔機電氣設備的制造中，通過使用變頻技術實現(xiàn)無極平滑調速，減少電機設備的額能量損耗。
2..船舶輔機運行過程中節(jié)能技術的控制
一般而言，在船舶的運行過程中，輔機電氣設備中的泵和風機的流量會隨著船舶航行中工況的不同而發(fā)生改變[5]。船舶輔機電氣設備的額定功率通常是由設計規(guī)范的要求所決定的，降低船舶輔機電氣設備的功能可以通過調節(jié)輔機電氣設備的流量來實現(xiàn)。常用的調節(jié)船舶輔機電氣設備流量的方式是向下調節(jié)，可采取截流的方式達到降低流量的目的，可采用減小輔機電氣設備的閥口，從而限制流量。但是在這種情況下，由于電機設備的功率和轉速不會發(fā)生改變，會造成輔機電氣設備的能源浪費。對不同船舶輔機電氣設備的截流和調速方式對比可以發(fā)現(xiàn)：通過適當?shù)年P小出口閥，可以達到降低管路中流量的目的。但是在電氣設備的運行過程中其特性曲線并未出現(xiàn)相應的改變。但是當采用某些恰當?shù)恼{速方式對流量進行控制時，則會出現(xiàn)輔機電氣設備運行過程中特性曲線平移的現(xiàn)象，表明在相同流量的情況下，通過采用適當方式的調速措施，可以達到改善輔機電氣設備節(jié)能效果的目的。上述分析表明，可采用同步轉速操作方式的電機替換固定轉速電機，實現(xiàn)提高輔機電氣設備的工作效率，降低船舶能耗[6]。在船舶運行過程中，船舶輔機電氣設備的供電頻率和電機轉速二者之間的關系為正比關系，因此可以通過使用變頻技術實現(xiàn)無級調節(jié)轉速，進而達到提高輔機電氣設備工作效率的目的。近年來，電子元器的快速發(fā)展，為變頻技術引入船舶輔機電氣設備提供了良好的條件，有利于今后船舶輔機電氣設備節(jié)能效果的提高。在船舶的實際航行過程中，船舶輔機電氣設備可以通過變頻設備實時的改變電機的運行轉速，同時輔以對船舶內各系統(tǒng)能源需求的把握，可以實現(xiàn)對輔機電氣設備轉速的有效控制，達到在滿足輔機電氣設備流量需求的前提下，降低轉速[7]。當輔機電氣設備中的轉速降低時，其自身的能量消耗同時亦會降低，通常情況下，輔機電氣設備的調速范圍大致在額定轉速的65%-100%之間。除了采取先進的節(jié)能技術外，還應當從對應的管理手段方面入手，針對當前采用的管理方式中存在的問題進行深入的剖析，發(fā)現(xiàn)其中存在的不足，進行有針對性的改進。就目前我國船舶輔機電氣設備管理的現(xiàn)狀來看，絕大多數(shù)情況下，依舊采用的是粗狂型的管理方式，管理人員也未必能夠充分認識到節(jié)能管理的重要意義。鑒于目前管理方式存在的問題，在今后的管理工作中，應當進一步加大對管理人員的培訓和教育，增強他們的節(jié)能意識，提升他們對于節(jié)能技術的認識，從而促進我國船舶輔機電氣設備節(jié)能技術管理方式方法的升級，提升節(jié)能管理水平。
3..結語
在船舶眾多的耗能系統(tǒng)內，輔機電氣設備系統(tǒng)存在著較大的能耗。本文中所提及的節(jié)能管理、變頻技術的使用等方面的內容不是獨立存在的，而是彼此之間相互依存的，唯有通過多種技術手段的共同作用，相互之間的有效協(xié)調，方能真正實現(xiàn)船舶輔機電氣設備節(jié)能減排的目的，最終獲得較高的續(xù)航能力。
作者：王軍生 單位：遼寧葫蘆島91202部隊
（黑龍江省航道局）
摘 要：節(jié)能技術是緩解當前能源緊張形勢重要的途徑，也是造船以及運輸行業(yè)經(jīng)常研究的重點，文中通過對船舶輔機耗電量大會對續(xù)航能力造成影響的問題進行了相關的研究，從應用永磁機以提高船舶輔機電動機效率，電機運行時實施變頻調速以及輔機的能量需求管理3個方面，對船舶輔機電氣設備節(jié)能技術進行了詳細的闡述，分析的結果表明，推廣船舶輔機電氣設備節(jié)能技術的應用帶來的明顯的節(jié)能降耗效果。僅供專業(yè)人士的參考。
關鍵詞：船舶輔機；節(jié)能；永磁電機；變頻調速；能量管理
相對于陸地電網(wǎng)來說，船舶電網(wǎng)是一個較為獨立的小容量系統(tǒng)，而船舶輔機是船舶電網(wǎng)的主要電負荷之一，由于船舶攜帶的能源數(shù)量有限，輔機耗電量如果過大的話必然會對船舶助推設備所需的能源份額進行占領，這樣就會使航運上的成本增加，也不符合國家能源政策中的節(jié)能減排上的要求。因此，對節(jié)能技術的采用，降低輔機能耗，是提升船舶續(xù)航能力降低運行成本的有效途徑，在世界能源緊張的今天意義非常的巨大。
1電動機節(jié)能技術
電動機是輔機運轉的動力源，也是船舶電網(wǎng)主要的直接用電負荷，因此，電動機效率是節(jié)能與否的直接因素。另外，多數(shù)船舶輔機，如冷卻水泵、主軸滑油泵、通風機、空調壓縮機等，在整個航行期間均處于連續(xù)運行狀態(tài)，連續(xù)運轉的電動機，其效率的改善對降低電機能耗的影響尤為明顯。由于運行時間較長，即使電動機效率只提高一點點，整個航行期間累計節(jié)省的電能也是相當可觀的。
根據(jù)船舶電網(wǎng)電制的不同，目前的船舶輔機電動機包括直流電動機和交流異步電動機2大類。由于船舶航行工況發(fā)生變化，會引起輔機負載變動或電網(wǎng)電壓產(chǎn)生變化，從而導致輔機電動機的輸出功率偏離額定功率，出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，此時電動機效率急劇降低，電能損耗大大升高。另外，對于交流異步電機而言，其功率因數(shù)一般為0.8左右，當輔機負載降低較多時（如接近空載時），功率因數(shù)也大大降低，導致電網(wǎng)電流的無功分量增大，網(wǎng)損增加；而直流電動機由于存在電刷，運行期間機械換向會引起電火花，需定期清理或更換電刷，電機維護工作量較大。
近年來發(fā)展迅速的永磁同步電動機，為解決船舶輔機電動機存在的上述問題、提高電動機能效，提供了一條有效的技術途徑。永磁同步電動機的轉子由永磁體材料構成，轉子側無感應電流，不存在轉子磁滯損耗和渦流損耗，提高了電機效率；由于無需轉子勵磁，電機功率因數(shù)可接近于，減小了定子電流，進一步提高了電機效率，同時也改善了電網(wǎng)品質，降低了網(wǎng)損；全功率范圍內效率高，即使負載降低到額定負載的25%時，永磁電動機效率仍可達到90%以上。永磁電動機啟動轉矩大，可以用較小容量的永磁電機替代較大容量的一般機，較好地解決了“大馬拉小車”的現(xiàn)象。此外，永磁電動機還具有溫升低、體積小、重量輕的優(yōu)點，并且不存在電刷，維護性好，特別適合作為船舶輔機電動機。隨著稀土永磁材料生產(chǎn)工藝水平的提高和產(chǎn)量成本的下降，永磁電動機以其在高效節(jié)能方面無可比擬的優(yōu)勢，在發(fā)電、冶金、陶瓷、紡織等工業(yè)領域得到了廣泛的應用。永磁同步電動機作為船舶輔機配套電機的應用條件已經(jīng)成熟。
2運行控制節(jié)能技術
船舶輔機大多為風機、泵類負載。對于船舶這樣一個中小型管網(wǎng)系統(tǒng)來說，風機、泵的流量需求經(jīng)常隨航行工況的不同而發(fā)生變化。由于船舶輔機的額定功率一般按滿足最大流量需求的原則進行設計，因此，船舶輔機的流量調節(jié)大多為向下調節(jié)。目前，船舶輔機進行流量調節(jié)時，往往采用截流的方式，即減小出口處風門或閥門的開度，實質是通過增加管路阻力來限制流量，此時電動機的轉速基本不變，電功率基本不變，大量電能白白浪費在管路損失上。
在空調裝置節(jié)能上的管理方面，采用變頻壓縮機以及變頻調速通風機，依據(jù)船艙內分人員分布、艙室溫濕度、外部環(huán)境溫度與冷媒水溫度上的相關的信息，在滿足人員需求與艙室環(huán)境需求的前提下，自動對制冷量進行調節(jié)，實現(xiàn)空調上的經(jīng)濟運行，空調裝置是航行期間的能耗大戶，服務的對象主要是人員，當空調區(qū)域人員減少或是艙室環(huán)境溫度不是很高的情況下，可以通過調速對空調的功率進行自動的減小，當空調區(qū)沒有人員存在時，及時關閉相應的空調制冷，對空調上的能耗進行降低。
在通風機組管理方面，根據(jù)艙室大氣成分的含量、大氣的氣溫濕度與空氣壓力等信息，對航行的狀況的進行結合采用變頻調速對風機上的供風量進行調節(jié)，當大氣環(huán)境質量較好的時候，就可降低電機轉速以減少風量上的供給。
3.使用管理中的節(jié)能技術
目前，船舶輔機的使用管理在工作中體現(xiàn)的還是比較粗放的，大多僅為投切臺數(shù)的簡單性的管理，只要對基本的供水與供風上的需求進行滿足，沒有從提高全船電能利用效率的角度對輔機整個的運行實施最優(yōu)的管理，由于輔機的額定功率輸出一般會按照系統(tǒng)最大的需求進行滿足，設計上也是根據(jù)這個原則作對比，依據(jù)設計上的規(guī)范，還需要對裕量進行一定的保留，保證輔機上的長期使用。但是，在系統(tǒng)實際的運行中并不能對最大的需求進行滿足，而輔機使用的簡單管理方式也沒有辦法根據(jù)系統(tǒng)工況上的變化負輔機能量輸出進行實時的調節(jié)。因此就會存在能量上的浪費。所以在采用節(jié)能上的技術優(yōu)化對全船輔機運行的過程進行管理時，應該從使用與管理的角度對輔機的運行效率進行提升，將輔機電氣設備節(jié)能管理上的綜合管理進行實現(xiàn)，這是輔機節(jié)上的又一大重要的技術途徑。
節(jié)能綜合管理的基本原理為：采用信息技術對系統(tǒng)上的實際運行情況與工況參數(shù)進行獲取，依據(jù)系統(tǒng)實際情況上的需求采用變頻調速，減載控制等技術手段實時對輔機的能量輸出進行調節(jié)，實現(xiàn)能量的按需分配與精細管理。達到節(jié)能增效的目的，節(jié)能綜合管理的主要對象包括船舶航行的期間長時間連續(xù)工作的輔機設備，如冷卻水泵與空調上的裝置等，這些設備工作時間長，其中流量上的供給往往會隨航行工況上的變化而產(chǎn)生變化，因此，實施節(jié)能綜合管理能帶來很明顯的節(jié)能效果。
在冷卻水泵節(jié)能管理方面，可以根據(jù)河流環(huán)境上的溫度與船舶熱負荷工況狀態(tài)以及冷卻水泵上的溫度信息，通過實施變頻調速與冷卻水泵運行臺數(shù)控制等技術措施實時調節(jié)冷卻水的供給量，當系統(tǒng)熱負荷較低時或是外部河水溫度較低，船舶換熱效率較高時，可降低冷卻水的供給量，既能滿足系統(tǒng)溫度降升控制上的要求。又可以在最大的程度上節(jié)約電能。
4.結語
綜上所述，船舶輔機電氣設備在研究上的重點，在以前的研究過程中，學者將眼光一般放在綜合自動化上，以實現(xiàn)無人機艙，遠程監(jiān)控為發(fā)展的方向。筆者認為在今后的船舶輔機電氣設備發(fā)展中需要著重關注節(jié)能方面上的技術研究，用以提高全船輔機運行上的效率，將能耗上的浪費進行降低的處理，將船舶的續(xù)航能力進行提升，降低航運上的成本。相信在倡導節(jié)能減排的今天，這樣的做法具有十分重要的意義。
摘要: 在船舶電站和電氣設備中，節(jié)能是非常重要的。通過有效的節(jié)能方法的運用，能夠大大降低能耗。本文將對船舶電氣設備節(jié)能進行分析闡述。
關鍵詞: 船舶；電氣；節(jié)能；方法
一、前言
當前，我國船舶事業(yè)快速發(fā)展，船舶供電技術已經(jīng)取得了很大的進步。但是用電設備的節(jié)能方面卻處于起步階段，需要加大研究力度。
二、電氣設備要節(jié)能，首先應滿足其運行技術條件。
電氣設備運行技術條件是指規(guī)定的運行條件，由于船舶電氣設備的工作環(huán)境比一般陸地條件惡劣得多，船舶電氣設備，除設計、制造、安裝必須符合船用環(huán)境條件外，還必須保證其在規(guī)定的條件下運行。
例如，一臺發(fā)電機要發(fā)出足夠的功率，需要有一定的端電壓和輸出足夠大的電流。端電壓受到發(fā)電機絕緣強度的限制，電流受到發(fā)電機允許溫升的限制。電流過大或電壓過高，都可能使發(fā)電機損壞或使用壽命降低。其他電氣設備也是如此，需在其規(guī)定的條件下運行，包括電壓限制，電流限制，功率限制，頻率限制，溫升限制或特定的接線方式等，都是規(guī)定的運行條件。
這些規(guī)定的運行條件大致可以分為以下三類：
1、額定值
額定值或額定技術條件，主要是指在規(guī)定的條件下，保證電氣設備正常運行的額定電壓、額定電流、額定功率、額定頻率等。有些額定值是靠外部條件滿足，例如用電設備的額定電壓是電網(wǎng)提供的。如果不在額定電壓之下工作，電氣設備就不可能正常運行，也就不能安全用電。有些額定值是在規(guī)定的條件下設備本身內部產(chǎn)生的，例如額定電流，就是在規(guī)定的溫升條件下允許用電設備通過的最大電流值。為了保證船舶電站和電氣設備的正常運行，在電氣管理中，必須保證各電氣設備在額定值或額定技術條件下工作。
2、工作制
電氣設備的工作制，即電氣設備運行時間的連續(xù)性，這取決于電氣設備的工作溫升。
電氣設備主要有三種工作制：長期連續(xù)工作制．即設備長期連續(xù)運行，適用于負載比較穩(wěn)定的設備；短時工作制，即設備工作時間短而停歇時間相當長，適用于工作時間遠小于停歇時間的設備；斷續(xù)周期(反復短時)工作制，即工作與停歇周期性循環(huán)，設備溫升低于額定溫升，適用于短時間工作與長時間停歇周期性循環(huán)的設備。不同工作制的電氣設備，結構不同，發(fā)熱和溫升也不同。例如同樣功率的電動機，由于工作制不同，其導線的截面積、鐵心結構、散熱體、絕緣材料都不同，就其導線而言，長期工作制的導線粗，而短時工作制的導線細。
與此同時還有考慮到絕緣材料的耐熱等級。
三、節(jié)能需改變拖動方案。
近年來在航運界、造船廠和電工產(chǎn)品的供應者之間已經(jīng)對如何改變拖動方案展開了討論。下述措施是一些很有成效的方法,因此有必要詳細研究其中的關系。
1、變機械傳動為電氣傳動
運行時間較長的船舶輔機傳動一般采用機械傳動,我們應探討輔機變機械傳動為電氣傳動的優(yōu)點。這是因為電氣傳動在長時間運行條件下效率較高,從而可以達到節(jié)能的目的。以油船上的貨油泵為例,在汽輪機船上通常是由輔汽輪機傳動的，而當用一臺調頻異步電動機代替輔汽輪機進行傳動時,其效率可有顯著的改善，也就能達到節(jié)能的目的。
2、變恒轉速電氣傳動為可調轉速傳動
在通常的船舶中,大量的泵是由一些恒定轉速的電動機傳動的。泵的流量,例如冷卻水泵的流量是通過調節(jié)節(jié)流閥和旁通閥加以改變的。若泵的輸送量通過傳動電動機的轉速來調節(jié)時,則這種型式的泵系統(tǒng)的總效率即可得到提高，這樣不僅其經(jīng)濟性可以得到改善,還可節(jié)省管道和閥件。這種傳動可由經(jīng)過整流器供電的直流電動機進行，多年來這項技術已在很多船舶上得到了很好證明。
四、優(yōu)化節(jié)能方案。
1、認真貫徹執(zhí)行國家有關節(jié)能政策
船舶電氣設備的節(jié)能設計、安裝都必須嚴格遵循國家的相關法律法規(guī)，如《國家產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄》、《國家淘汰落后生產(chǎn)能力、工藝和產(chǎn)品目錄》，《十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等相關規(guī)定。同時必須參考國家、重慶市專業(yè)管理、從業(yè)機關的相關推薦目錄。
2、選用節(jié)能效果最佳的產(chǎn)品及補償方案
一是應當盡量選用最新的節(jié)能設備，以前那些技術不成熟、能耗又高的電氣設備以及落后淘汰的設備應堅決不再使用。二是在規(guī)劃設備的節(jié)能和補償方案時，應該全面考慮電氣設備的節(jié)能性能和節(jié)能代價，一定要將節(jié)能和產(chǎn)品的綜合性能結合起來，爭取選擇性能優(yōu)、性價比最好的產(chǎn)品。
五、船舶電氣的正確操作可有效節(jié)能。
船舶電氣設備操作的要求是：一、按操作規(guī)程，正確啟動、停止設備；二、監(jiān)視設備運行情況，及時發(fā)現(xiàn)并調整任何偏離的參數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)故障先兆應及時采取阻斷故障發(fā)展的措施；三、需及時正確處置設備故障，最大限度減少其傷損。為達到這樣的要求，使用和管理人員必須具有高度責任心，并具備相應的技術能力，具體表現(xiàn)為：
1、掌握資料，熟悉設備
提高船員電氣知識水平，是正確使用電氣設備的基礎。船上電氣設備的操作人員，要認真閱讀說明書和有關技術資料，從理論上懂得電氣設備各元件的結構、工作原理、線路連接方法等。船上電氣設備的管理人員，要了解電氣操作人員的操作能力，及時提出培訓要求，并提供培訓(包括提供教材和資料)。
2、嚴格遵守操作規(guī)程
船舶電氣設備分布于全船各處，有的由輪機部操作使用，有的由甲板部操作使用，生活服務設備則是全體船員都可以操作使用。因此，所有相關人員都要嚴格執(zhí)行電氣設備的操作規(guī)程。電氣設備應標明關鍵性操作，應制訂正確的操作規(guī)程，包括臨界操作的即時現(xiàn)場監(jiān)督和特殊操作之后的及時檢查，都是防止誤操作的有效手段。
除了啟動和停止，電氣設備的操作還包括監(jiān)視它的運行情況。一方面監(jiān)測參數(shù)，與正常數(shù)值對比，從而判斷設備狀態(tài)是否正常；另一方面通過看(外形變態(tài))、摸(溫度和振動)、聽(聲音的變化)、聞(散發(fā)的氣味)等，及時發(fā)現(xiàn)電氣設備運行是否正常。只有把正確的操作規(guī)程落實為每個操作者和監(jiān)督者的職責，才能保證電氣設備不發(fā)生誤操作，這是減少電氣設備責任事故的重要手段。
3、加強監(jiān)督檢查
建立計量器具信息管理系統(tǒng)，確保計量數(shù)據(jù)準確性。為提高計量管理水平，增強計量技術基礎，促進計量管理在節(jié)能降耗方面發(fā)揮更多積極作用。如目前的新型航道工作船艇都按要求安裝有計算機遠傳監(jiān)控系統(tǒng)，可以很好的采集和監(jiān)測各系統(tǒng)和設備的運行數(shù)據(jù)，為更好的節(jié)能降耗提供了科學的依據(jù)。
六、船舶電氣設備的節(jié)能需加強維護。
船舶電氣設備的完好，是安全運行和節(jié)能的基礎，而做好經(jīng)常性的維護保養(yǎng)工作，是保證電氣設備可靠運行的重要措施，也是電氣管理人員的日常重要工作。如果電氣設備運行狀態(tài)不好，又怎能保證船舶安全運行和節(jié)能呢？
我們對電氣設備的日常維護主要有以下幾種方式。
1、定期維護(計劃檢修)
計劃檢修是以預防為主，根據(jù)零件磨損和使用壽命的規(guī)律，確定各電氣設備的維護保養(yǎng)周期、內容和要求，并據(jù)此有計劃地檢修，以預防設備過早地磨損和突然損壞，保持良好的技術狀態(tài)，以達到節(jié)能降耗的功效；也可以及時發(fā)現(xiàn)設備缺陷和隱患，采取技術措施，避免設備事故，延長設備整體使用壽命。
2、視情維修
視情維修以狀態(tài)監(jiān)測為基礎，可以不失時機地及時維修，避免維修資源的浪費。電氣設備的狀態(tài)監(jiān)測比較方便，只需簡單的電氣儀表就能監(jiān)測電氣設備的參數(shù)，如電壓、電流、功率、頻率、波形等，及時發(fā)現(xiàn)電氣設備運行不正常的隱患。隨著新技術的發(fā)展，離線狀態(tài)監(jiān)測、在線狀態(tài)監(jiān)測、連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測等先進的監(jiān)測手段應用日益廣泛，電氣設備的視情維修也必將成為主要方式。
3、大修或換新
如果對特殊的故障找不到合適的預防檢修、視情維修和狀態(tài)監(jiān)測措施,下一個選擇就是大修或換新。大修或換新是指在一個特定的工齡期限之前,大修一組件或更新一部件。它必須是技術可行的。適用于可造成較大經(jīng)濟性后果的故障,或者實施大修或換新費用比排除故障費用要低得多時。
4、預定報廢
預定報廢工作是三種預防工作中經(jīng)濟效益最低的一種,適用于低值和非重要設備。因為降低安全壽命極限可以防止臨界故障的發(fā)生,從而降低有較大經(jīng)濟性后果的功能故障的頻度。
5、三種預防性工作的組合
對于少數(shù)具有安全性和環(huán)境性后果的故障模式,若無法找到一種本身能把故障風險降低到一個可接受的低水平上的預防工作,而且對設備進行適當?shù)母倪M也無濟于事,可以把幾種預防工作組合起來使用(通常是兩種不同類別的工作組合)。
結束語
總之，通過有效的方法實現(xiàn)電氣設備的節(jié)能對于促進船舶事業(yè)的深化發(fā)展具有積極的促進作用。隨著研究的不斷深入，電氣設備節(jié)能技術也將取得更大的發(fā)展。
摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展的不斷加快，資源和能源的消耗也在日益增加，為了能夠實現(xiàn)長久的發(fā)展，減少環(huán)境污染，節(jié)能降耗已成為大勢所趨，船舶輔機電設備節(jié)能也是當前的必然需求。本文主要對船舶輔機電氣設備的節(jié)能技術進行了分析，并對船舶輔機運行控制節(jié)能技術的管理和優(yōu)化進行了探討。
關鍵詞：船舶輔機電；設備；節(jié)能技術
一、前言
船舶電網(wǎng)與陸地電網(wǎng)最大的區(qū)別就是它是一個獨立和封閉的小容量系統(tǒng)，而船舶輔機在船舶電網(wǎng)中，是一個耗電量比較大的設備。由于船舶攜帶的能源有限，因此船舶輔機所耗的能源會對船舶在正常運行過程中產(chǎn)生嚴重的影響。而船舶輔機電氣設備的節(jié)能技術有效的降低了輔機的耗能量，減少了航運成本以及提高了船舶的續(xù)航力，對船舶事業(yè)的發(fā)展提供了強有力的保障條件。
二、輔機電氣設備的節(jié)能技術
（一）現(xiàn)行船舶輔機電氣設備節(jié)能技術上的不足
要開展對船舶輔機電設備的節(jié)能研究，就要按照電設備的重要程度和功能來一一進行考慮。首先是電動機的節(jié)能問題。由于船舶電網(wǎng)的主要電負荷均來自于電動機，而且電動機也是船舶輔機電設備的主要動力源，因此電動機在船舶輔機電設備中占據(jù)著優(yōu)秀的位置，它的效率和電設備的節(jié)能效率有著直接的影響。一般來說，船舶輔機電設備基本不會停止運作，像冷卻水泵、通風機、主軸滑油輪、空調壓縮機等等都處在不停地工作之中，與此相應的，電動機就不可能停止運作，如果僅僅只做一點點改善提高電動機的節(jié)能效用，那么整體的船舶電設備節(jié)能效果將會非常明顯，這主要是由于電動機設備的運作時間非常長，提高一點效率后在不斷地累積中將會產(chǎn)生極大的節(jié)能作用。
由于不同的船舶會裝配不同的電網(wǎng)電制，因此所用到的電動機也有很大的不同。一般可以將電動機分成兩大類，直流電動機和交流異步電動機。一旦船舶航行工況出現(xiàn)了改變，那么相應的電網(wǎng)的電壓就會發(fā)展改變，船舶輔機的負載也會產(chǎn)生變化，這些會直接影響到輔機電動機的輸出功率，主要表現(xiàn)為輸出功率值超出了規(guī)定的范圍，用過大的功率牽引較小的工作。而電動機的效率就會大大降低，但電能的損耗反而變得更大。對于交流異步電動機來說，功率因數(shù)維持在0.8左右最為合適，但是如果輔機的負載大幅度降低，那么電動機的功率因數(shù)也會隨之降低，這樣會加大電網(wǎng)電流的無功分量，從而增加網(wǎng)損；而如果換成了直流電動機，由于裝配有電刷，如果工作期間出現(xiàn)了機械換向，那么就會帶來電火花，形成安全隱患，因此需要定期進行更換或者清理，這樣就造成了極大的工作量。
（二）永磁同步電機在節(jié)能技術上的優(yōu)勢
隨著科學技術的發(fā)展，新型的電動機不斷被研制出來，其中最為突出的一種電動機就是永磁同步電動機。和現(xiàn)在使用中的船舶輔機電動機相比，它具有更高的效率。在永磁同步電動機進行工作時，由于它的轉子是永磁材料制成，因此在進行電樞磁場的切割時不會產(chǎn)生感應電流，從而使得轉子渦流和磁滯損耗都大大減少。同時由于永磁同步電動機的轉子本身就帶有一定的磁性，因此在工作的時候不需要對它進行勵磁，從而使電動機的功率得到了有效的縮減，并且大大提升了電動機的效率。并且根據(jù)相關的實驗數(shù)據(jù)表明，及時輔機負載不斷減少甚至接近空載時，永磁電動機的工作效率也不會受到明顯的影響，這就保持了電網(wǎng)電流的穩(wěn)定性，降低了網(wǎng)損的可能性。而且永磁電動機本身具有良好的散熱性，即使長時間工作，也不會出現(xiàn)大幅度的溫度上升，因此能夠更加持久的工作。永磁電動機沒有裝配電刷，因此對其進行維護時成本更低。從整體外觀來看，永磁同步電動機更加小巧輕盈。雖然就目前的技術來看，永磁電動機的生產(chǎn)技術還沒有徹底完善，也無法完全實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，同時它的生產(chǎn)成本也比其他電動機要高，但是從它的節(jié)能效果和在其他經(jīng)濟領域的使用情況來看，具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢，因此隨著科技的發(fā)展和進步必將成為未來的主流電動機之一。相比目前使用中的船舶輔機電設備的電動機來說，永磁同步電動機具有更好的節(jié)能效果，并且體積小、重量輕，是船舶輔機電動機的主要發(fā)展方向。
三、船舶輔機運行控制節(jié)能技術的管理和優(yōu)化
（一）現(xiàn)階段船舶輔機運行控制方式的不足
船舶航行時往往會受到不同環(huán)境和事件的影響，受到這些影響時，常常需要對船舶輔機進行流量調節(jié)，例如風機、各類泵的流量調節(jié)。在正常情況下，船舶輔機電動機設定的額定功率考慮到了不同情況下輔機工作，因此可以滿足最大的流量需求，因此在進行流量調節(jié)時，一般只會向下調節(jié)，將風機門或者泵閥門根據(jù)實際的需要進行閉合，從而實現(xiàn)流量的下調。實際上這種調節(jié)方式并不是調節(jié)電動機的轉速，而是通過機械的動作來實現(xiàn)流量的調整。因此即使流量下降，電動機的工作狀態(tài)并沒有任何變化，電能的輸出也沒有產(chǎn)生任何變化。其實這是一種錯誤的操作方法，會對電動機的能效造成極大的浪費。
（二）節(jié)能技術的管理及優(yōu)化
船舶輔機作為船舶的重要組成部分，包括除主機以外的全部輔機動力裝置，因此加強對船舶輔機運行的控制，對節(jié)能將會起到很大的幫助。在目前的情況下，船舶輔機的管理依舊是按照一些常規(guī)的管理條例進行，對于節(jié)能技術的應用還不完善，因此還存在很大的開發(fā)潛力。比如，節(jié)能技術并沒有體現(xiàn)在輔機流量調節(jié)的方式中，采用簡單地機械動作來降低流量，并沒有從源頭上實現(xiàn)功率的調整，這樣使原本可以減少的能量損失大大增加。因此在船舶輔機電氣設備上實現(xiàn)節(jié)能技術的應用，加強對輔機運行的控制和優(yōu)化，從而綜合管理輔機節(jié)能。
輔機電氣設備的節(jié)能管理專業(yè)化程度較高，需要參考各種設備的工況參數(shù)和航行的情況，根據(jù)船舶運行的實際情況來調節(jié)電氣設備最為合理的輸出能力，從源頭上杜絕能源浪費的情況，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。一般要對一些工作時間較長又需要經(jīng)常調節(jié)流量供給的設備進行重點管理，有效實現(xiàn)節(jié)能，從而提高船舶運行的動力連續(xù)性。
冷卻水泵的節(jié)能優(yōu)化也是一個重要的環(huán)節(jié)。冷卻水泵是一種高壓泵，主要是用來輸送冷卻用的海水。在使用時要根據(jù)實際的情況來確定相關的參數(shù)，例如海水的溫度和船舶的冷卻需求、水泵的溫度和受壓情況都是需要進行考慮的環(huán)境參數(shù)，在綜合考量之后對使用的臺數(shù)和變頻變速的技術進行控制，從而實現(xiàn)冷卻水量輸送的有效控制。比如海水溫度降低時，船舶對溫度冷卻的要求也會降低，這樣可以減少一定的輸送量，從而實現(xiàn)節(jié)能。
輔機的空調也需要采取一定的節(jié)能措施，這是由于空調是輔機最主要的耗能部件。因此需要在空調上安裝可以自動變頻調速的風機，這樣可以實現(xiàn)根據(jù)環(huán)境的變化來調節(jié)制冷效果的功能。另外在沒有必要使用空調時要盡量不開空調，最后一個人離開時要記得隨手關閉。
通風機組進行節(jié)能管理時，在購買的過程中，應該盡量采用自動化的通風設備，因為自動化的通風設備可以根據(jù)周圍的空氣質量、氣候條件、溫度變化以及航運過程中運行狀態(tài)通過增加或減少電機轉速在源頭上控制輸送的風量，使電機數(shù)字的能量根據(jù)船舶輔機的實際需求進行釋放，從而提高了通風設備實際的利用率。
四、結語
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗的總量也隨之大規(guī)模增加，節(jié)能降耗、可持續(xù)發(fā)展已成為當今社會的必然要求，然而目前大規(guī)模的船舶輔機電氣設備已經(jīng)無法適應當下的節(jié)能要求，亟待改進。而隨著科學技術水平的不斷進步，我們可以通過各種先進的技術手段來滿足船舶輔機電氣設備的節(jié)能要求，從而達到提高船舶輔機電氣設備的效率，保證其能夠安全穩(wěn)定的運行，為船舶事業(yè)的健康發(fā)展提供有力的保障。
