Una guía práctica para los ahorradores de energía de la hélice: características, selección y mantenimiento

I. Funciones centrales: el valor dual de "reducción de la resistencia" y "mejora de la eficiencia"

El valor central de Dispositivos de ahorro de energía de la hélice radica en optimizar el entorno hidrodinámico del sistema de propulsión del barco para lograr los objetivos duales de "reducción de resistencia" y "mejora de la eficiencia". Sus funciones directas se reflejan en tres aspectos:

Recuperación de la energía de estela: reutilizando "poder desperdiciado"

Cuando funciona la hélice de un barco, mientras las cuchillas empujan el agua hacia atrás, la rotación de las cuchillas genera una "estela rotacional": el agua no solo fluye en la dirección de navegación del barco sino que también gira alrededor del eje de la hélice. Este movimiento de rotación hace que aproximadamente el 15% -20% de la energía de propulsión no se convierta en un empuje efectivo. La eficiencia de recuperación de estela de diferentes dispositivos de ahorro de energía de la hélice varía significativamente según el tipo de barco. Por ejemplo, la aleta Cap Boss de la hélice (PBCF), un tipo de dispositivo de ahorro de energía de la hélice, tiene una eficiencia de recuperación del 40%-50%en un portador de 100,000 toneladas (reduciendo la velocidad de rotación de la estela en más del 40%), mientras que en un barco del río Inland de 5,000 toneladas debido a la velocidad baja (≤12 nudos), la eficiencia de recuperación cae a un 25%-30%. Después de instalar PBCF, un tipo de dispositivo de ahorro de energía de la hélice, en un VLCC de 300,000 toneladas, las pruebas reales mostraron que el consumo de combustible por viaje se redujo en 28 toneladas, con una tasa de ahorro de energía del 7,3%; Mientras que el mismo PBCF, como un dispositivo de ahorro de energía de la hélice, en un volumen costero de 60,000 toneladas ahorró aproximadamente 8 toneladas de combustible por viaje, con una tasa de ahorro de energía del 5.1%. La diferencia proviene principalmente de la correlación entre el tonelaje del barco y la intensidad de la estela.

Reducción de la resistencia al casco: de "resistencia al agua" a "asistencia del agua"

La resistencia que un barco encuentra durante la navegación se divide principalmente en dos categorías: resistencia a la fricción (generada por la fricción entre el agua y la superficie del casco, representando el 50%-70%de la resistencia total) y la resistencia a la fabricación de olas (energía consumida por el casco que empujan el agua para generar ondas, que representan un 20%-30%). El efecto de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice reductora de arrastre se correlaciona positivamente con la velocidad: una hélice de piel biónica, un tipo de dispositivo de ahorro de energía de la hélice, reduce la resistencia de fricción en un 30% en un barco de contenedores con una velocidad de 18 nudos, logra una tasa de ahorro de energía de un solo camino de 5.8%; Mientras que en una nave de ingeniería con una velocidad de 10 nudos, la resistencia de fricción solo se reduce en un 12%, con una tasa de ahorro de energía del 2.3%. El estator previo al remolino, otro dispositivo de ahorro de energía de la hélice, depende más de las líneas del casco. Después de aplicarse en un portador a granel de 180,000 toneladas con líneas de popa relativamente lisas, la resistencia de la fabricación de ondas se redujo en un 18%, con una tasa general de ahorro de energía de 8.1%; Mientras que en un barco RO-RO con líneas de popa complejas, la resistencia de la fabricación de olas solo se redujo en un 9%, con una tasa de ahorro de energía del 4.5%.

Adaptación al sistema de energía: un "plan de actualización de bajo costo" para los barcos envejecidos

Para los barcos en servicio durante más de 10 años, debido al desgaste principal del motor y la corrosión de la cuchilla de la hélice, la eficiencia de propulsión generalmente disminuye en un 8%-12%. Reemplazar el motor principal requiere una inversión de decenas de millones de yuanes y un tiempo de inactividad de 1-2 meses. La adaptabilidad de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice debe combinarse con el grado de atenuación de potencia: cuando la atenuación principal del motor es ≤10%, una bombilla del timón o PBCF, ambos tipos de dispositivos de ahorro de energía de la hélice pueden compensarlo (por ejemplo, en un barco costero de 2008 con un barco costero de 2008 con un 8% principal de potencia del motor, el empuje aumentó en un 9% después de la instalación de un bulb de carga); Si la atenuación excede el 15%, se requiere una combinación de "conducto de ahorro de energía PBCF", que son dispositivos de ahorro de energía de la hélice. Un petrolero construido en 2005 restauró su eficiencia de propulsión al 97% del valor de diseño original a través de esta combinación de dispositivos de ahorro de energía de la hélice, reduciendo el costo mensual de combustible en 42,000 yuanes y recuperando el costo del dispositivo en solo 3 meses.

II. Características técnicas: "Etiquetas de personalidad" de tres tipos principales de dispositivos de ahorro de energía de la hélice

Actualmente, los dispositivos de ahorro de energía de la hélice se clasifican principalmente en tres tipos en función de sus funciones: 'Tipo de recuperación de Wake', 'Reducción de arrastre y tipo de mejora de la eficiencia' y 'tipo de regulación inteligente ". Sus diferencias características determinan directamente los escenarios aplicables, y también existen diferencias significativas en los requisitos de mantenimiento después de la instalación de estos dispositivos de ahorro de energía de la propulsión:

Tipo de recuperación de Wake: adaptado eficientemente a los buques de energía convencionales

Representado por Propeller Boss Cap Fin (PBCF), Bulb de timón y timón retorcido, estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice tienen el núcleo de "corregir la estela" a través de una estructura fija. El número de cuchillas de PBCF suele ser 4-6, y el diseño del ángulo necesita coincidir con la velocidad de la hélice (cuanto mayor sea la velocidad, mayor es el ángulo de la cuchilla, generalmente 15 ° -30 °). Durante la instalación, estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice deben ser coaxiales con el jefe de la hélice (desviación ≤1 mm), de lo contrario, se generarán corrientes de remolino inversa. El umbral de mantenimiento para tales dispositivos de ahorro de energía de la hélice es bajo: PBCF solo necesita limpiar los accesorios de superficie mensualmente y verificar la opresión de los pernos de la cuchilla anualmente, con un costo promedio de mantenimiento anual de aproximadamente 2,000 yuanes por barco; La bombilla del timón no tiene partes móviles, y el costo promedio de mantenimiento anual es de solo 1,000 yuanes. Después de instalar una bombilla del timón, un tipo de dispositivo de ahorro de energía de la hélice, en un petrolero de 50,000 toneladas, la diferencia de presión de agua alrededor de la cuchilla del timón se redujo en un 22%, la eficiencia de propulsión de la hélice aumentó en un 4.5%y no se produjeron fallas durante 5 años de operación continua.

Reducción de arrastre y tipo de mejora de la eficiencia: "Soluciones personalizadas" para barcos especiales

Incluyendo hélices de piel biónica, estatores previos al remolino, boquillas que ahorran energía, etc., estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice deben ser "personalizados para el barco". La piel biónica está hecha de material compuesto a base de poliuretano, y la superficie se convierte en ranuras de diamantes de 0.1 mm de ancho a través de la impresión 3D. El mantenimiento de estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice debe evitar rasguños de objetos duros: si la piel tiene rasguños mayores de 2 cm, el efecto de reducción de la resistencia disminuirá en un 15%. La reparación requiere un pegamento especial (alrededor de 500 yuanes por tubo), y cada costo de reparación es de aproximadamente 3.000 yuanes. El ángulo de la cuchilla del estator previo al remolino, un dispositivo de ahorro de energía de la hélice, debe volver a medirse cada 2 años (porque la ligera deformación del casco puede causar desviación del ángulo). En un barco de contenedores, debido a la falta de medición en el tiempo, el ángulo de la cuchilla de este dispositivo de ahorro de energía de la hélice se desvió de 2 °, y la tasa de ahorro de energía disminuyó de 9.2% a 7.5%, y volvió al efecto original después del ajuste. Dichos dispositivos de ahorro de energía de la hélice tienen un costo más alto (modelos personalizados cuestan 500,000-2,000,000 de yuanes) pero son adecuados para grandes barcos especiales: VLCC, barcos de contenedores ultra grandes (más de 18,000 TEU), etc.

Tipo de regulación inteligente: "Optimización dinámica" en la era digital

Como la cuchilla inteligente de ajuste PBCF (IPBCF), el sistema de guía de flujo adaptativo de condición (CAS), etc., estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice tienen el núcleo de "responder a los cambios en las condiciones de trabajo en tiempo real". IPBCF tiene un actuador micro hidráulico integrado en la raíz de la cuchilla, que puede ajustar el ángulo de la cuchilla a través de la consola de la cabina (rango de ajuste 0 ° -40 °). El sensor de estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice recopila la velocidad, la carga y los datos de densidad de agua de mar cada 10 segundos: el sensor debe calibrarse trimestralmente (el costo de calibración es de aproximadamente 5,000 yuanes por tiempo). Si la calibración se retrasa, el error de ajuste del ángulo puede exceder los 3 °, y la fluctuación de la velocidad de ahorro de energía alcanza el 1.2%. El sistema de guía de flujo adaptativo de condición, un dispositivo de ahorro de energía de la hélice, necesita actualizar el algoritmo una vez al año (el costo de actualización es de aproximadamente 20,000 yuanes). En una nave de carga oceánica, debido a la falta de actualización del algoritmo de este dispositivo de ahorro de energía de la hélice, la fluctuación de la tasa de ahorro de energía aumentó de ≤0.5% a 2.3% en condiciones complejas del mar. La inversión inicial de tales dispositivos de ahorro de energía de la hélice es 1.5-2 veces la de los dispositivos fijos, pero su vida útil es hasta 15 años (los dispositivos fijos son de aproximadamente 10 años), lo que los hace adecuados para barcos recién construidos o flotas grandes que operan durante mucho tiempo (> 15 años).

Iii. Tabla de comparación de tres tipos principales de dispositivos de ahorro de energía de la hélice (con la tabla de referencia rápida de adaptación de selección)

Tabla de referencia rápida de la lógica de adaptación básica:

Presupuesto <500,000 yuanes de inactividad <1 semana → Dispositivos de ahorro de energía de tipo de recuperación de Wake Recovery;

Velocidad> 20 nudos Tipo de barco> 100,000 toneladas → Reducción de arrastre y tipos de eficiencia Tipo de hélice Dispositivos de ahorro de energía;

Período de operación> 15 años necesidad de adaptación dinámica a las condiciones de trabajo → Dispositivos de ahorro de energía de tipo hélice de regulación inteligente;

Atenuación de potencia del motor principal> 15% → Prioridad a la combinación de "reducción de arrastre de tipo de recuperación de estacionamiento y mejora de la eficiencia" Combinación de dispositivos de ahorro de energía de la hélice.

IV. Guía de selección: 4 pasos para bloquear el "modelo adecuado" de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice

Seleccionar dispositivos de ahorro de energía de la hélice debe evitar 'ciego a continuación "y requiere cuatro pasos de detección basados ​​en las propias condiciones del barco, entre las cuales la recolección de parámetros y la verificación de la prueba se pueden refinar aún más:

Paso 1: Aclare los "parámetros básicos" del barco (con la lista de colección de parámetros y las fuentes)

Los datos principales se resolverán y sus fuentes:

Tipo y propósito del barco: confirme el tipo de barco a través del certificado del barco (certificado de nacionalidad del barco); Capacidad de retención de carga, altura de apilamiento de contenedores de cubierta, etc. debe consultar los dibujos de diseño del barco (se puede solicitar desde el astillero o la sociedad de clasificación);

Parámetros de potencia y propulsión: el modelo principal del motor, la potencia nominal, etc. se indican en la placa de identificación del motor principal o en el certificado de la planta de energía del barco; Los parámetros de la hélice (diámetro, número de cuchillas, material) deben medirse o consultar el informe de fábrica de hélice (si se pierde, se puede obtener a través de pruebas de la sociedad de clasificación);

Condiciones de navegación: el kilometraje anual de navegación y la velocidad común se pueden exportar desde el sistema de gestión del barco (como ECDIS) durante el año pasado; La salinidad del agua de mar de las rutas principales necesita consultar datos hidrológicos del puerto (como 3.2% -3.5% en China costera, 3.0% -3.1% en algunos puertos en el sudeste asiático).

Ejemplo de función de parámetros: si la velocidad de la hélice es> 150 rpm (hélice de alta velocidad), la intensidad de rotación de la estela es alta, por lo que elija un PBCF, un tipo de dispositivo de ahorro de energía de la hélice, con un ángulo de cuchilla ajustable (el ángulo fijo es propenso a la resonancia debido a la alta velocidad); Si la ruta es principalmente del río interior (profundidad del agua <10 m), los dispositivos de ahorro de energía de la hélice con diámetro> 2m deben excluirse (para evitar la conexión a tierra) y se debe dar prioridad a las bombillas del timón (generalmente con diámetro <1,5m), que son dispositivos de ahorro de energía de la hélice.

Paso 2: Haga coincidir los "Requisitos de eficiencia energética" con "Presupuesto" (con la tabla de cálculo de costo-beneficio)

Divida en tres escenarios de acuerdo con las necesidades prioritarias, y el cálculo debe incluir "costos ocultos" (como pérdidas de tiempo de inactividad) relacionados con los dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Tipo de cumplimiento de emergencia: necesita cumplir con los requisitos del índice de barco existente de eficiencia energética de la OMI (EEXI) dentro de los 3 meses, elija tipos listos para usar de dispositivos de ahorro de energía de la hélice: bombilla del timón (período de instalación 3 días, pérdida de tiempo de inactividad de unos 50,000 yuanes), PBCF simple (precio 350,000 yuan). Después de instalar estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice en un barco de 10,000 toneladas, el ahorro anual de combustible es de 120 toneladas (según el precio del petróleo 7,000 yuanes/toneladas, ahorro anual de 840,000 yuanes), y el costo se recupera en 3 meses.

Tipo de rendimiento de costo equilibrado: planeado para operar durante 5-10 años, elija dispositivos de ahorro de energía de "personalización parcial fija": como la combinación estándar de piel biónica PBCF (precio 800,000 yuanes, período de instalación 15 días). La prueba real de un barco muestra una tasa de ahorro de energía del 8,5%, ahorro de combustible anual de 300 toneladas. Después de deducir 15 días de pérdida de tiempo de inactividad (aproximadamente 200,000 yuanes), el período de recuperación de costos es de 1.2 años.

Tipo de beneficio a largo plazo: barcos recién construidos u operando durante> 15 años, elija dispositivos de ahorro de energía del tipo de regulación inteligente de tipo de regulación: IPBCF (precio 1.5 millones de yuanes, período de instalación 10 días), que ahorra un 3% más de energía que los dispositivos fijos. Un barco de 200,000 toneladas ahorra 90 toneladas más de combustible anualmente, con un beneficio adicional de 10 años de 6.3 millones de yuanes. El período integral de recuperación de costos es 0.5 años más corto que el de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice fijo.

Paso 3: Verifique las "certificaciones y datos de buques reales" de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice (con la lista de indicadores clave)

Certificaciones necesarias para verificar los dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Certificación de la sociedad de clasificación: CCS (China), LR (Reino Unido), DNV (Noruega) y otras certificaciones convencionales (la necesidad de proporcionar un número de certificado, que se puede verificar en el sitio web oficial), evite "certificaciones regionales" (como obtener solo la certificación de un país pequeño, que no se puede reconocer por las rutas internacionales);

Certificación de cumplimiento de la OMI: necesita cumplir con el "Estándar de evaluación de eficiencia energética del dispositivo de ahorro de energía" en la resolución MEPC.334 (76) y proporcionar un informe de prueba de eficiencia energética de terceros (como un informe de prueba de servicio real emitido por una agencia de pruebas de terceros).

Puntos clave para los datos del barco real de dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Casos de tipos de buques similares: por ejemplo, al comprar dispositivos de ahorro de energía de la hélice para un portador a granel de 120,000 toneladas, al menos 3 conjuntos de datos medidos de portadores a granel del mismo tonelaje (no "tonelaje similar") deben ser proporcionados, lo que se debe proporcionar, lo que se centra en el "valor de fluctuación de la tasa de ahorro de energía" (como un caso con un caso de ahorro de energía de 6.8%± 0.3%, que se centra más en el valor de la tasa de energía ".

Datos de confiabilidad a largo plazo: la tasa de falla del dispositivo de ahorro de energía de la hélice después de operar durante más de 1 año (como un PBCF con una tasa de falla <0.5%, que es mejor que el promedio de la industria del 2%), y si existe un "reemplazo gratuito para el daño no humano".

Paso 4: Evaluar la "capacidad de servicio del proveedor" para los dispositivos de ahorro de energía de la hélice (con la lista de servicios)

El servicio de proceso completo para dispositivos de ahorro de energía de hélice debe cubrir:

Pre-ventas: escaneo en el sitio de la estructura severa del barco (necesita usar un escáner 3D con precisión ≤0.1 mm), proporcionando un informe de simulación CFD (verificar la adaptabilidad del dispositivo de ahorro de energía de la hélice y el barco);

Instale: Supervisión de instalación (enviando ingenieros para guiar en el sitio para garantizar la precisión), y simultáneamente enviando un informe de aceptación de instalación (incluidos los parámetros clave como la concentricidad y el ángulo del dispositivo de ahorro de energía de la hélice);

Aftervesions: Garantía gratuita de 1 año (incluido el reemplazo de piezas del dispositivo de ahorro de energía de la hélice), el monitoreo de la condición de trabajo regular (como proporcionar un informe de análisis de tarifas de ahorro de energía trimestralmente), las salidas de ahorro de energía global (los barcos oceánicos deben confirmar que hay estaciones de mantenimiento en al menos 3 continentes para el dispositivo de ahorro de energía de la propulsión, con un tiempo de respuesta ≤72 horas).

Tenga cuidado con el "bajo precio sin servicio" para los dispositivos de ahorro de energía de la hélice: un propietario del barco una vez eligió un dispositivo de ahorro de energía de la hélice con un precio 100,000 yuan más bajo. Debido a la falta de guía de instalación del proveedor, la desviación del ángulo causada por la autoinstalación fue de 3 °, y la tasa de ahorro de energía fue solo del 2% (mucho más baja que el 6% prometido). La reelaboración costó 200,000 yuanes, lo cual fue una pérdida.

V. Métodos de prueba coincidentes para dispositivos de ahorro de energía de la hélice y sistemas de energía de barco

Antes de instalar dispositivos de ahorro de energía de la hélice, verificar su adaptabilidad a través de pruebas a pequeña escala puede reducir los riesgos. Las pruebas deben llevarse a cabo en etapas basadas en las características de potencia del barco y los parámetros técnicos del dispositivo de ahorro de energía de la hélice. Para cada enlace, es necesario aclarar los objetivos de prueba, los requisitos del equipo y los criterios de datos. Los procedimientos y detalles específicos son los siguientes:

Preparación previa a la prueba: datos básicos y calibración de equipos

Se deben completar tres tareas básicas antes de la prueba para evitar desviaciones de datos debido a la preparación insuficiente para los dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Archivado de parámetros del sistema de energía: recopile parámetros centrales como la potencia nominal del motor principal, la velocidad nominal y el número de cuchillas/diámetro/relación de tono de la hélice (disponible en el manual de la planta de energía del barco). Concéntrese en registrar el par de salida real del motor principal a diferentes velocidades (por ejemplo, 8000 N · m a 120 rpm, 12000 N · m a 150 rpm), que sirven como puntos de referencia para la prueba de dispositivos de ahorro de energía de la hélice.

Selección y calibración de equipos de prueba para dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

1. Para la prueba del modelo de escala, un tanque de agua de alta precisión (longitud ≥50 m, profundidad de agua ≥3 m, rango de velocidad de flujo ajustable 0-25 nudos), un sensor de fuerza 3D (precisión ≤0.1 n) y un velocímetro láser (error de medición de la velocidad de estela ≤0.05 m/s);

2. Para la prueba de barco real, se necesita un medidor de flujo de combustible a prueba de explosión (precisión ≤0.5%) y un sensor de torque inalámbrico (frecuencia de muestreo ≥100 Hz). Antes de la prueba, deben ser calibrados por una institución de terceros (el período de validez del certificado de calibración debe ser ≤1 año).

Planificación de las condiciones de trabajo de prueba para dispositivos de ahorro de energía de la hélice: determine 3-5 condiciones de trabajo típicas por adelantado (por ejemplo, carga completa a 16 nudos, carga vacía a 18 nudos, media carga a 14 nudos), que cubre más del 80% de las condiciones de navegación diaria de la nave para evitar resultados de pruebas unilaterales debido a una sola condición de trabajo para los dispositivos de ahorro de energía de la propulsión.

Paso 1: Prueba de modelo de escala (profundización detallada) para dispositivos de ahorro de energía de la hélice

Se realiza un modelo a escala 1:20 de la popa del barco (incluida la hélice, la cuchilla del timón y la sección de popa del casco). El material modelo debe coincidir con el barco real (por ejemplo, aleación de cobre para la hélice, vidrio orgánico para el casco) para garantizar características hidrodinámicas consistentes al probar los dispositivos de ahorro de energía de la hélice. La prueba se divide en tres etapas:

Recopilación de datos básicos: en el estado sin el dispositivo de ahorro de energía de la hélice, simule velocidades de 0 a 20 nudos (con un gradiente de 2 nudos por paso), registre el empuje principal del motor (a través del sensor de fuerza), resistencia del casco (a través del dinamómetro de tanque de agua) y la velocidad de la velocidad del hélice de la velocidad del hélice, y dibuje una relación de "velocidad de la velocidad de la resistencia" para el benchmark de la propulsión.

Prueba comparativa de múltiples dispositivos de ahorro de energía de la hélice: instale el dispositivo de destino (por ejemplo, PBCF) y el dispositivo alternativo (por ejemplo, bombilla del timón) respectivamente, repita las pruebas de velocidad anteriores y se centre en recolectar:

1. Distribución de campo de despertar: use un velocidad láser para escanear la velocidad del flujo de agua dentro de 1-3 veces el rango de diámetro detrás de la hélice, y registre la "velocidad de corrección" de PBCF, un dispositivo de ahorro de energía de la hélice, en la ruta de rotación (por ejemplo, después de la instalación, la velocidad de rotación de la estela disminuye de 1.2 m/s a 0.5 m/s, con una tasa de corrección de 58%);

2. Amplitud de mejora de empalme: compare los valores de empuje con y sin el dispositivo de ahorro de energía de la hélice a la misma velocidad. Por ejemplo, a 15 nudos, el empuje de PBCF aumenta en un 6.2% y el de la bombilla del timón en un 4,1%, aclarando la diferencia en la eficiencia del dispositivo.

Corrección y verificación de datos: debido al "efecto de escala" del modelo de escala (la viscosidad del agua del modelo a pequeña escala es diferente del del barco real), los datos deben corregirse utilizando el número Froude (FR). Convierta la tasa de ahorro de energía de la prueba del modelo al valor predicho de la nave real a través de una fórmula (el error después de la corrección puede reducirse de ± 3% a ± 1%), asegurando el valor de referencia para la selección del modelo de dispositivos de ahorro de energía de la hélice.

Paso 2: Operación de prueba real a corto plazo (refinamiento de proceso) para dispositivos de ahorro de energía de la hélice

Seleccione 1-2 viajes típicos (preferiblemente viajes redondos para reducir el impacto de las diferencias de condición del mar), instale temporalmente una versión simplificada del dispositivo de ahorro de energía de la hélice (el dispositivo de grado de prueba debe tener la misma estructura que la versión final producida en masa, con solo el método de fijación simplificado para la conexión). El período de prueba debe cubrir al menos 2 condiciones de trabajo completas (por ejemplo, viaje de salida de carga completa, viaje entrante de carga vacía) para el dispositivo de ahorro de energía de la hélice. Puntos de operación específicos:

Especificaciones para la fijación temporal del dispositivo de ahorro de energía de la hélice:

1. La brecha con la hélice debe establecerse de acuerdo con los requisitos de la versión producida en masa (por ejemplo, la brecha entre PBCF y la cuchilla es de 50-80 mm), y la uniformidad del espacio se confirma con un medidor de sensor (desviación ≤2 mm);

2. Los pernos de fijación deben usar tuercas de bloqueo (por ejemplo, tuercas espirAx), y el par previo al ajuste se implementa de acuerdo con los requisitos del proveedor (por ejemplo, 200 N · m para pernos M16). Después de la instalación, marquéelos para evitar aflojar durante la navegación del dispositivo de ahorro de energía de la hélice.

Monitoreo sincronizado del consumo de combustible y parámetros de energía para dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

1. El medidor de flujo de combustible debe instalarse en la tubería de entrada de aceite del motor principal (≥1 m de distancia del motor principal para evitar el impacto de la vibración), registrar datos de consumo de combustible cada 10 minutos y registrar simultáneamente la velocidad, la velocidad principal del motor, el encabezado y las condiciones del mar son válidos cuando la velocidad del viento ≤10 m/s) a través del sistema ECDIS del barco para el dispositivo de ahorro de energía del hélice;

2. Monitoree adicionalmente la potencia del eje de la hélice: torque del eje de recolección en tiempo real y velocidad a través de un sensor de torque inalámbrico, calcule la potencia del eje (potencia del eje = torque × velocidad / 9550), evitando la confianza exclusivamente de los datos de consumo de combustible (el consumo de combustible puede verse afectado por el estado principal del motor) al probar el dispositivo de ahorro de energía del propulsor.

Exclusión y análisis de datos para dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

1.Elimine los datos anormales: cuando la velocidad del viento> 12 m/sy la altura de la onda> 1.5 m, el impacto de las condiciones del mar en el consumo de combustible excede el 5%, y los datos correspondientes para el dispositivo de ahorro de energía de la hélice deben excluirse;

2. Calculación de la tasa de ahorro de energía: Calcule según "(Consumo de combustible antes de la instalación - Consumo de combustible después de la instalación) / Consumo de combustible antes de la instalación × 100%". Por ejemplo, el consumo de combustible de un petrolero antes de instalar el dispositivo de ahorro de energía de la hélice en un viaje de salida de carga completa es de 25 toneladas/día, y después de la instalación es de 23.7 toneladas/día, con una tasa de ahorro de energía de 5.2%, que es básicamente consistente con el 5.1% corregido del modelo de escala, confirmando la adaptabilidad del dispositivo de ahorro de energía del propulsor.

Paso 3: Prueba de enlace del sistema de energía (para dispositivos de ahorro de energía de la hélice inteligente)

Los dispositivos de ahorro de energía de la hélice de regulación inteligente deben probar la respuesta de enlace con el motor principal y el sistema de carga para garantizar que el dispositivo pueda adaptarse dinámicamente cuando las condiciones de trabajo cambian. La prueba debe llevarse a cabo en aguas tranquilas (altura de onda ≤0.5 m) y en dimensiones estáticas y dinámicas para estos dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Prueba de enlace estático para dispositivos de ahorro de energía de la hélice inteligente: simular cambios en las condiciones de trabajo fijas para verificar la precisión de ajuste del dispositivo:

1. Prueba de paso de velocidad: aumente gradualmente la velocidad principal del motor de 100 rpm a 180 rpm (manténgase durante 5 minutos a cada 20 rpm) y registre el retraso de ajuste del ángulo del dispositivo (por ejemplo, cuando la velocidad aumenta de 120 rpm a 150 rpm, el retraso para el ángulo de la cuchilla IPBCF para ajustar de 20 ° a 28 ° debe ser I -5 segundos);

2. Prueba de simulación de carga: ajuste el borrador del barco por agua de lastre (de 10 m a plena carga a 6 m a carga vacía), y registre la fluctuación de la tasa de ahorro de energía (por ejemplo, 10.2% a plena carga, 10.0% a carga vacía, con una fluctuación ≤0.5% calificada) para el dispositivo inteligente de ahorro de energía de la energía.

Prueba de enlace dinámico para dispositivos de ahorro de energía de la hélice inteligente: simule el cambio de condición de trabajo compleja para verificar la estabilidad del dispositivo:

1. Prueba de cambio de carga de lapid: Complete el balón de "carga media → de carga completa" en 10 minutos (el borrador aumenta de 7 m a 10 m), observe si el dispositivo de ahorro de energía de la hélice tiene "exceso de ajuste" (por ejemplo, el ángulo se superpone en más de 3 ° instantáneamente). El estándar calificado es que la fluctuación de la tasa de ahorro de energía durante el ajuste es ≤1%;

2. Prueba de aumento repentino del motor del motor: aumente repentinamente la carga principal del motor del 50% al 80% (la velocidad aumenta repentinamente de 120 rpm a 140 rpm), registra el tiempo de respuesta del dispositivo (debe ser ≤3 segundos) y evitar la cavitación de la propulsión causada por una respuesta tardía (la cavitación puede hacer que la eficiencia de propulsión caiga en más del 15%) para el dispositivo de ahorro de energía de la propulsión inteligente.

Optimización posterior a la prueba para dispositivos de ahorro de energía de la hélice inteligente: si la prueba no cumple con el estándar (por ejemplo, retraso de ajuste de ángulo de 8 segundos), se requiere la optimización conjunta con el proveedor:

1. Optimización del sistema hidráulico: por ejemplo, aumente la velocidad de flujo de la bomba hidráulica (de 10 l/min a 15 l/min) para acortar el tiempo de acción del actuador del dispositivo de ahorro de energía de la hélice;

2. Ajuste de parámetros de Algoritmo: por ejemplo, reduzca el "coeficiente de suavizado" del ajuste de ángulo (de 0.8 a 0.6) para mejorar la sensibilidad de respuesta del dispositivo de ahorro de energía de la hélice. Después de la optimización, el retraso de un determinado barco se acortó a 3 segundos, cumpliendo con los requisitos de uso.

Ajustes de prueba para escenarios especiales de dispositivos de ahorro de energía de la hélice

Para los tipos de barcos especiales o sistemas de energía complejos, el plan de prueba para dispositivos de ahorro de energía de la hélice debe ajustarse en consecuencia:

1. Buques propulsores dual: es necesario probar sincrónicamente la simetría de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice en el puerto y los lados de estribor (por ejemplo, la desviación del ángulo del PBCF izquierdo y derecho debe ser ≤1 °) para evitar la vibración del casco debido a un estrés desigual;

2. Buques hidráulicos (Generador principal del eje del motor): es necesario probar la eficiencia del dispositivo de ahorro de energía de la hélice tanto en "operación del motor principal solo" como en los modos de operación combinada del "generador principal del motor" para garantizar que la tasa de ahorro de energía permanezca estable (fluctuación ≤1.5%) cuando el generador está funcionando (20% de la potencia del eje está desplazada);

3. Buques de altura (Attenuación principal del motor> 10%): durante la prueba del dispositivo de ahorro de energía de la hélice, el límite superior de la velocidad principal del motor debe reducirse (por ejemplo, desde la velocidad nominal original de 160 rpm a 140 rpm) para evitar la distorsión de los datos de prueba debido a la operación sobrecargada del motor principal.

VI. Consideraciones de mantenimiento para dispositivos de ahorro de energía de la hélice: 3 "Detalles determinar la efectividad"

Antes de la instalación: Realice "Pruebas de adaptabilidad del barco" para dispositivos de ahorro de energía de la hélice (con proceso de prueba)

El proceso se divide en tres pasos para los dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

1. Escaneo de la estructura de la instancia: use un escáner láser 3D portátil para escanear el rango de 3M alrededor de la hélice (incluidos el casco, la cuchilla de timón y la hélice) para obtener un modelo de nube de puntos (precisión ≤0.5 mm). Concéntrese en verificar si se usa el jefe de la hélice (si la profundidad de desgaste> 2 mm, debe repararse primero, de lo contrario afectará la precisión de instalación del dispositivo de ahorro de energía de la hélice);

2. Revisión de simulación de flujo de agua: envíe los datos escaneados al proveedor y requiera que usen el software CFD para simular las "condiciones reales de navegación del barco" (en lugar de las condiciones estándar) para el dispositivo de ahorro de energía de la hélice. Por ejemplo, debido a la ligera deformación de la popa (cambio de las líneas de diseño originales) de un barco, la simulación mostró que la posición de instalación del dispositivo de ahorro de energía de la hélice debía retroceder en 100 mm, de lo contrario, la tasa de ahorro de energía disminuiría en un 3,2%;

3. Prueba de compatibilidad de materiales: si la hélice de la nave está hecha de aleación de cobre, es necesario confirmar la compatibilidad electroquímica entre el material del dispositivo de ahorro de energía de la hélice (como el acero inoxidable) y la aleación de cobre (realiza una prueba de contacto de 72 horas con una cámara de prueba de pulverización de sal, y no se permite la reacción de la reacción de la corrosión de la corrosión) para evitar el dispositivo de ahorro de energía del propulsor debido a la correosión de la correosión electrochemical.

Durante la instalación: controlar estrictamente los "errores de precisión" de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice (con tabla de control de precisión)

Parámetros y estándares clave para dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Verificación de la prueba: después de la instalación, realice una "prueba dinámica" para el dispositivo de ahorro de energía de la hélice: navegue el barco a la velocidad común (como 16 nudos), mida la velocidad de estela con un perfilador de corriente doppler acústico submarino (ADCP) y compare con los datos antes de la instalación. Si la relación de reducción de la velocidad de rotación de la estela es <30% (como la velocidad de la estela antes de la instalación es de 100 rpm, y todavía es ≥70 rpm después de la instalación del dispositivo de ahorro de energía de la hélice), es necesario detenerse para el ajuste.

Mantenimiento diario: centrarse en el "desgaste y la limpieza" de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice (con la mesa de cicatrices de mantenimiento y las diferencias de área del mar)

Mantenga dispositivos de ahorro de energía de la hélice mensualmente, trimestralmente y anualmente, y ajuste el enfoque de acuerdo con diferentes áreas de mar:

Áreas del mar tropical (como el sudeste asiático): los organismos marinos se unen rápidamente (los percebes pueden crecer 5 mm en un mes), por lo que la limpieza mensual de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice debe aumentarse en 1 tiempo; La temperatura del agua de mar es alta (30-35 ° C), por lo que la pintura anticorrosión para dispositivos de ahorro de energía de la hélice debe ser de tipo resistente a alta temperatura (resistencia a la temperatura ≥60 ° C), y el grosor de la película seca debe aumentarse a 100 μm durante el recubrimiento trimestral.

Áreas de mar templadas (como la China costera): la unión biológica es moderada y el mantenimiento de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice se lleva a cabo de acuerdo con el ciclo convencional; La temperatura del agua de mar es baja en invierno (5-10 ° C), y los sensores de los dispositivos inteligentes de ahorro de energía de la hélice necesitan tratamiento contra la congelación (aplicar grasa contra la congelación) para evitar la falla de baja temperatura.

Áreas del mar de alta salinidad (como el Mar Rojo): Salinidad> 4%, la corrosión del metal es rápida, por lo que la detección de defectos ultrasónicos (para detectar la corrosión interna de las cuchillas) debe agregarse al mantenimiento anual del dispositivo de ahorro de energía de la hélice, y la piel biónica de estos dispositivos debe reemplazarse cada 2 años (1 año más bajo que el ciclo convencional).

Mantenimiento mensual para dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Limpieza: enjuague la superficie del dispositivo de ahorro de energía de la hélice con una pistola de agua de alta presión (presión ≤20mpa). Para accesorios duros como los percebes, use una pala de plástico para eliminarlos (no use una pala de metal para evitar rascar la superficie); Si la piel biónica se instala en el dispositivo de ahorro de energía de la hélice, verifique si hay burbujas en la piel (si las burbujas son> 5 mm, deben ser reemplazadas, de lo contrario el efecto de reducción de arrastre desaparecerá después de que entra el agua);

Inspección visual: verifique si las cuchillas del dispositivo de ahorro de energía de la hélice tienen rasguños (si la profundidad es> 1 mm, deben soldarse) y si los pernos están sueltos (sin desplazamiento cuando se tiran a mano).

Mantenimiento trimestral para dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Medición de la brecha: use un medidor de sensor para medir la brecha entre el dispositivo de ahorro de energía de la hélice y la hélice (como la brecha entre PBCF y las cuchillas debe mantenerse a 50-80 mm; si es demasiado pequeña, la colisión es fácil, y si es demasiado grande, el efecto de recuperación de la estela es pobre);

Inspección anti-corrosión: aplique pintura anticorrosión a la parte metálica del dispositivo de ahorro de energía de la hélice (una vez un cuarto, use imprimación amarilla de zinc epoxi, con un espesor de película seca ≥80 μm).

Mantenimiento anual para dispositivos de ahorro de energía de la hélice:

Revisión de precisión: después de la acoplamiento, vuelva a probar el ángulo del dispositivo de ahorro de energía de la hélice y la concentricidad con un localizador láser, y ajuste si la desviación excede 1 mm;

Calibración inteligente del dispositivo: para dispositivos de ahorro de energía de la hélice de regulación inteligente, comuníquese con el proveedor para actualizar el algoritmo (optimice de acuerdo con los datos anuales de navegación) y calibre los sensores (como el error del sensor de velocidad debe ser ≤0.1rpm).

Mantenimiento especial de condición para dispositivos de ahorro de energía de la hélice: después de encontrar condiciones severas en el mar (como tifones) durante la navegación, use inmediatamente un robot submarino (ROV) para verificar si el dispositivo de ahorro de energía de la hélice está deformado (enfoque si las cuchillas están dobladas). Un barco no verificó después de un tifón, y la tasa de ahorro de energía disminuyó en un 4% debido a la ligera deformación de la cuchilla del dispositivo de ahorro de energía de la hélice, lo que resultó en 50 toneladas más de consumo de combustible en 2 meses.

Vii. Fallas comunes y soluciones de emergencia de dispositivos de ahorro de energía de la hélice

Viii. Malentendidos comunes: evite estas trampas de "ineficacia de ahorro de energía" relacionadas con los dispositivos de ahorro de energía de la hélice

Malentendido 1: "El mismo dispositivo de ahorro de energía de la hélice se puede instalar en todos los barcos"

La adaptabilidad de los diferentes tipos de barcos a los dispositivos de ahorro de energía de la hélice varía significativamente: Inland River Ships (Draft <5m) necesita elegir dispositivos de ahorro de energía de la hélice de tamaño pequeño (bombillas del timón, PBCF simple) para evitar la conexión a tierra debido a dispositivos excesivamente grandes; Los barcos costeros (velocidad 12-16 nudos) son adecuados para los tipos de recuperación de estela fija de dispositivos de ahorro de energía de la hélice; Los barcos oceánicos (velocidad> 18 nudos) necesitan reducción de arrastre y tipos de mejora de la eficiencia o tipos inteligentes de dispositivos de ahorro de energía de la hélice. Es necesario seleccionar exhaustivamente modelos de dispositivos de ahorro de energía de la hélice basados ​​en rutas, tipos de barcos y velocidades para evitar aplicaciones ciegas.

Malentendido 2: "No hay necesidad de preocuparse por las condiciones de trabajo después de instalar dispositivos de ahorro de energía de hélice"

Los dispositivos de ahorro de energía de la hélice fijos deben ajustarse de acuerdo con la "velocidad de carga": por ejemplo, el ángulo del timón correspondiente a una velocidad de carga completa de 16 nudos es 0 °, y el ángulo del timón se puede ajustar a 2 ° -3 ° para una velocidad de carga vacía de 18 nudos para guiar el flujo de agua para ajustar mejor el dispositivo de ahorro de energía de la propulsión; Los dispositivos de ahorro de energía de la hélice inteligente deben limpiar regularmente los sensores (una vez cada 2 semanas) para evitar la desviación de los datos que afecta la precisión del ajuste. Ignorar los cambios en las condiciones de trabajo conducirá a fluctuaciones de tasa de ahorro de energía de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice superiores al 2%.

Malentendido 3: "Solo centrarse en la tasa de ahorro de energía, no la durabilidad de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice"

La selección de materiales afecta directamente la vida útil de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice: priorice el acero inoxidable 316L (resistencia de pulverización de sal ≥10,000 horas) o materiales de bronce de níquel-aluminio; Para la piel biónica de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice, confirme la resistencia a la intemperie (-30 ° C a 70 ° C sin grietas) y requiere que el proveedor proporcione una garantía de 5 años. Los dispositivos de ahorro de energía de la hélice de bajo costo utilizando acero inoxidable ordinario (tipo 304) son propensos a la corrosión, lo que lleva a una tasa de ahorro de energía cero en 1-2 años, lo que aumenta los costos.

Malentendido 4: "Los datos de la prueba son equivalentes al efecto de buque real de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice"

Las pruebas de laboratorio de dispositivos de ahorro de energía de la hélice se encuentran en condiciones ideales de flujo de agua (sin interferencia del casco, velocidad constante), que son diferentes del flujo de agua de popa de la nave real (perturbados por las cuchillas del timón y el casco). Al comprar dispositivos de ahorro de energía de la hélice, requiera que el proveedor proporcione datos de buques reales de "el mismo tipo de barco, la misma ruta". Si no se puede proporcionar, primero se puede realizar una operación de prueba a corto plazo de 1 mes (liquidar las tarifas de acuerdo con el consumo de combustible real) y confirmar el efecto antes de la compra formal del dispositivo de ahorro de energía de la hélice.

El "efecto de ahorro de energía" de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice nunca termina con "elegir el producto correcto", pero es el resultado de todo el proceso de "elegir la instalación correcta de la derecha usando el pozo". Desde la precisión milimétrica en la colección de parámetros, hasta el control de errores de ángulo durante la instalación, y luego al control detallado en el mantenimiento diario de los dispositivos de ahorro de energía de la hélice, cada paso afecta directamente la eficiencia energética final. Para los propietarios de barcos, tales dispositivos de ahorro de energía de la hélice no solo son "herramientas de reducción de costos" sino también "configuraciones básicas" para hacer frente a la transformación verde de la industria naviera, solo seleccionando con precisión modelos de dispositivos de ahorro de energía de la hélice basados ​​en las características del barco y la realización de operaciones y mantenimiento científicos pueden este "pequeño dispositivo" de liberación continua "gran valor". .