Een praktische gids voor propeller-energiebespaarders: kenmerken, selectie en onderhoud

I. Kernfuncties: de dubbele waarde van ‘weerstandsvermindering’ en ‘efficiëntieverbetering’

De kernwaarde van Energiebesparende apparaten voor propellers ligt in het optimaliseren van de hydrodynamische omgeving van het voortstuwingssysteem van het schip om de dubbele doelen van "weerstandsvermindering" en "efficiëntieverbetering" te bereiken. Hun directe functies komen tot uiting in drie aspecten:

Wake Energy terugwinnen: hergebruik van ‘verspilde energie’

Wanneer een scheepsschroef in werking is, terwijl de bladen het water naar achteren duwen, genereert de rotatie van de bladen een ‘roterend zog’: het water stroomt niet alleen in de vaarrichting van het schip, maar draait ook rond de schroefas. Deze rotatiebeweging zorgt ervoor dat ongeveer 15% -20% van de voortstuwingsenergie niet wordt omgezet in effectieve stuwkracht. De efficiëntie van het zogherstel van verschillende Propeller Energy Saving Devices varieert aanzienlijk, afhankelijk van het scheepstype. De Propeller Boss Cap Fin (PBCF), een type Propeller Energy Saving Device, heeft bijvoorbeeld een herstelefficiëntie van 40% -50% op een bulkcarrier van 100.000 ton (waardoor de rotatiesnelheid van het zog met meer dan 40% wordt verminderd), terwijl op een binnenvaartschip van 5.000 ton de herstelefficiëntie vanwege de lage snelheid (≤12 knopen) daalt tot 25% -30%. Na het installeren van PBCF, een soort Propeller Energy Saving Device, op een VLCC van 300.000 ton, toonden tests op echte schepen aan dat het brandstofverbruik per reis met 28 ton was verminderd, met een energiebesparing van 7,3%; terwijl dezelfde PBCF, als Propeller Energy Saving Device, op een kustbulkcarrier van 60.000 ton ongeveer 8 ton brandstof per reis bespaarde, met een energiebesparing van 5,1%. Het verschil komt voornamelijk voort uit de correlatie tussen de tonnage van het schip en de zogintensiteit.

De weerstand van de romp verminderen: van ‘waterbestendigheid’ naar ‘waterondersteuning’

De weerstand die een schip tijdens de navigatie tegenkomt, wordt hoofdzakelijk in twee categorieën verdeeld: wrijvingsweerstand (gegenereerd door de wrijving tussen water en het rompoppervlak, goed voor 50%-70% van de totale weerstand) en golfweerstand (energie die wordt verbruikt door de romp die water duwt om golven te genereren, goed voor 20%-30%). Het effect van weerstandverminderende Propeller Energy Saving Devices is positief gecorreleerd met snelheid: een bionische huidpropeller, een type Propeller Energy Saving Device, vermindert de wrijvingsweerstand met 30% op een containerschip met een snelheid van 18 knopen, waardoor een energiebesparing in één richting wordt bereikt van 5,8%; terwijl op een technisch schip met een snelheid van 10 knopen de wrijvingsweerstand slechts met 12% wordt verminderd, met een energiebesparing van 2,3%. De pre-swirl stator, een ander Propeller Energy Saving Device, is meer afhankelijk van de romplijnen. Na toepassing op een bulkcarrier van 180.000 ton met relatief gladde heklijnen, werd de golfweerstand met 18% verminderd, met een algemeen energiebesparingspercentage van 8,1%; terwijl op een ro-ro-schip met complexe heklijnen de golfweerstand slechts met 9% werd verminderd, met een energiebesparing van 4,5%.

Aanpassing aan het energiesysteem: een ‘goedkoop upgradeplan’ voor verouderde schepen

Voor schepen die langer dan 10 jaar in de vaart zijn, neemt het voortstuwingsrendement als gevolg van slijtage van de hoofdmotor en corrosie van het propellerblad gewoonlijk af met 8% tot 12%. Het vervangen van de hoofdmotor vergt een investering van tientallen miljoenen yuan en een stilstand van 1-2 maanden. Het aanpassingsvermogen van energiebesparende apparaten voor propellers moet worden gecombineerd met de mate van vermogensdemping: wanneer de vermogensdemping van de hoofdmotor ≤10% is, kan een roerlamp of PBCF, beide typen energiebesparende apparaten voor propellers, dit compenseren (op een in 2008 gebouwd kustvrachtschip met een demping van het hoofdmotorvermogen van 8% nam de stuwkracht bijvoorbeeld met 9% toe na het installeren van een roerlamp); als de demping groter is dan 15%, is een combinatie van "PBCF-energiebesparende kanalen", dit zijn propellerenergiebesparende apparaten, vereist. Een in 2005 gebouwde olietanker herstelde zijn voortstuwingsefficiëntie tot 97% van de oorspronkelijke ontwerpwaarde door deze combinatie van Propeller Energy Saving Devices, waardoor de maandelijkse brandstofkosten met 42.000 yuan werden verlaagd en de apparaatkosten in slechts 3 maanden werden terugverdiend.

II. Technische kenmerken: "Persoonlijkheidstags" van drie hoofdtypen energiebesparende apparaten voor propellers

Momenteel worden Propeller Energy Saving Devices hoofdzakelijk onderverdeeld in drie typen op basis van hun functies: 'wake recovery-type', 'weerstandsvermindering en efficiëntieverbetering' en 'intelligent regulatietype'. Hun karakteristieke verschillen bepalen direct de toepasselijke scenario's, en er zijn ook aanzienlijke verschillen in onderhoudsvereisten na installatie van deze Propeller Energy Saving Devices:

Type wake-herstel: Efficiënt aangepast aan conventionele krachtschepen

Deze Propeller Energy Saving Devices, vertegenwoordigd door Propeller Boss Cap Fin (PBCF), Rudder Bulb en Twisted Rudder, hebben als kern het "corrigeren van het zog" via een vaste structuur. Het aantal bladen van PBCF is gewoonlijk 4-6, en het hoekontwerp moet overeenkomen met de propellersnelheid (hoe hoger de snelheid, hoe groter de bladhoek, doorgaans 15°-30°). Tijdens de installatie moeten deze energiebesparende apparaten voor de propeller coaxiaal zijn met de propellernaaf (afwijking ≤1 mm), anders worden tegengestelde wervelstromen gegenereerd. De onderhoudsdrempel voor dergelijke energiebesparende propellerapparaten is laag: PBCF hoeft de oppervlaktebevestigingen slechts maandelijks schoon te maken en jaarlijks de dichtheid van de bladbouten te controleren, met gemiddelde jaarlijkse onderhoudskosten van ongeveer 2.000 yuan per schip; de roerlamp heeft geen bewegende delen en de gemiddelde jaarlijkse onderhoudskosten bedragen slechts ongeveer 1.000 yuan. Na het installeren van een roerlamp, een soort Propeller Energy Saving Device, op een olietanker van 50.000 ton, werd het waterdrukverschil rond het roerblad met 22% verminderd, werd het voortstuwingsrendement van de propeller met 4,5% verhoogd en deden zich geen fouten voor gedurende 5 jaar continu gebruik.

Vermindering van weerstand en verbetering van efficiëntie Type: "Op maat gemaakte oplossingen" voor speciale schepen

Inclusief bionische huidpropellers, pre-swirl-stators, energiebesparende straalpijpen, enz., deze Propeller Energy Saving Devices moeten "op maat worden gemaakt voor het schip". De bionische huid is gemaakt van composietmateriaal op polyurethaanbasis en het oppervlak is door middel van 3D-printen in diamantgroeven van 0,1 mm breed gemaakt. Bij het onderhoud van deze energiebesparende propeller-apparaten moeten krassen op harde voorwerpen worden vermeden. Als de huid krassen heeft die groter zijn dan 2 cm, zal het effect van de weerstandsvermindering met 15% afnemen. Reparatie vereist speciale lijm (ongeveer 500 yuan per buis) en elke reparatie kost ongeveer 3.000 yuan. De bladhoek van de pre-swirl stator, een Propeller Energy Saving Device, moet elke 2 jaar opnieuw worden gemeten (omdat lichte vervorming van de romp hoekafwijking kan veroorzaken). Op een containerschip week de bladhoek van dit Propeller Energy Saving Device, als gevolg van het niet tijdig opnieuw meten, met 2° af en daalde het energiebesparingspercentage van 9,2% naar 7,5%, en keerde na aanpassing terug naar het oorspronkelijke effect. Dergelijke energiebesparende propellerapparaten hebben hogere kosten (op maat gemaakte modellen kosten 500.000-2.000.000 yuan), maar zijn geschikt voor grote speciale schepen - VLCC's, ultragrote containerschepen (meer dan 18.000 TEU), enz.

Type intelligente regulering: "dynamische optimalisatie" in het digitale tijdperk

Zoals het intelligente verstelbare blad PBCF (iPBCF), het conditie-adaptieve stroomgeleidingssysteem (CAS), enz., hebben deze propeller-energiebesparende apparaten de kern van "in realtime reageren op veranderingen in de werkomstandigheden". iPBCF heeft een microhydraulische actuator ingebouwd in de wortel van het blad, die de bladhoek kan aanpassen via de cockpitconsole (instelbereik 0°-40°). De sensor van deze Propeller Energy Saving Devices verzamelt elke 10 seconden gegevens over snelheid, belasting en zeewaterdichtheid - de sensor moet elk kwartaal worden gekalibreerd (kalibratiekosten bedragen ongeveer 5.000 yuan per keer). Als de kalibratie wordt uitgesteld, kan de hoekaanpassingsfout groter zijn dan 3° en bereikt de fluctuatie van de energiebesparing 1,2%. Het conditie-adaptieve stroomgeleidingssysteem, een Propeller Energy Saving Device, moet het algoritme eenmaal per jaar upgraden (de upgradekosten bedragen ongeveer 20.000 yuan). Op een zeegaand vrachtschip nam de fluctuatie van het energiebesparingspercentage toe van ≤0,5% naar 2,3% onder complexe zeeomstandigheden, omdat het algoritme van dit Propeller Energy Saving Device niet was geüpgraded. De initiële investering van dergelijke Propeller Energy Saving Devices is 1,5 tot 2 maal die van vaste apparaten, maar hun levensduur is wel 15 jaar (vaste apparaten zijn ongeveer 10 jaar), waardoor ze geschikt zijn voor nieuw gebouwde schepen of grote vloten die lange tijd actief zijn (>15 jaar).

III. Vergelijkingstabel van de drie belangrijkste typen energiebesparende apparaten voor propellers (met snelle referentietabel voor selectie-aanpassing)

Kernlogica van aanpassing Snelle referentietabel:

Budget < 500.000 yuan downtime < 1 week → Wake Recovery Type Propeller Energiebesparende apparaten;

Snelheid > 20 knopen scheepstype > 100.000 ton → Vermindering van weerstand en verbetering van efficiëntie Type Propeller Energiebesparende apparaten;

Bedrijfsperiode > 15 jaar behoefte aan dynamische aanpassing aan de arbeidsomstandigheden → Energiebesparende apparaten met intelligente regeling; propeller;

Verzwakking hoofdmotorvermogen > 15% → Prioriteit voor de combinatie van 'Wake Recovery Type Drag Reduction en Efficiency Enhancement Type' van energiebesparende apparaten voor propellers.

IV. Selectiegids: 4 stappen om het "geschikte model" van energiebesparende propellerapparaten te vergrendelen

Het selecteren van energiebesparende apparaten voor propellers moet 'blind volgen' vermijden en vereist vier stappen van screening op basis van de eigen omstandigheden van het schip, waaronder het verzamelen van parameters en testverificatie verder kunnen worden verfijnd:

Stap 1: Verduidelijk de "basisparameters" van het schip (met parameterverzamelingslijst en bronnen)

De kerngegevens die moeten worden uitgezocht en hun bronnen:

Scheepstype en doel: Bevestig het scheepstype via het scheepscertificaat (Ship Nationality Certificate); laadruimcapaciteit, stapelhoogte van dekcontainers etc. moeten verwijzen naar de ontwerptekeningen van het schip (kan worden aangevraagd bij de scheepswerf of classificatiebureau);

Vermogens- en voortstuwingsparameters: Het hoofdmotormodel, het nominale vermogen, enz. staan ​​vermeld op het typeplaatje van de hoofdmotor of in het scheepskrachtcentralecertificaat; propellerparameters (diameter, aantal bladen, materiaal) moeten worden gemeten of verwijzen naar het propellerfabriekrapport (indien verloren, kan dit worden verkregen via tests van het classificatiebureau);

Navigatieomstandigheden: Jaarlijkse navigatiekilometers en gebruikelijke snelheid kunnen van het afgelopen jaar worden geëxporteerd vanuit het scheepsmanagementsysteem (zoals ECDIS); Het zoutgehalte van het zeewater op de hoofdroutes moet hydrologische havengegevens bevragen (zoals 3,2%-3,5% in de Chinese kust, 3,0%-3,1% in sommige havens in Zuidoost-Azië).

Voorbeeld van een parameterfunctie: Als de propellersnelheid > 150 tpm is (hogesnelheidspropeller), is de intensiteit van de zogrotatie hoog, dus kies een PBCF, een soort Propeller Energy Saving Device, met instelbare bladhoek (vaste hoek is gevoelig voor resonantie als gevolg van hoge snelheid); als de route voornamelijk over rivieren in het binnenland gaat (waterdiepte < 10 m), moeten energiebesparende propellerapparaten met een diameter > 2 m worden uitgesloten (om aarding te voorkomen), en moet voorrang worden gegeven aan roerlampen (meestal met een diameter < 1,5 m), die energiebesparende propellerapparaten zijn.

Stap 2: Match ‘Energie-efficiëntievereisten’ met ‘Budget’ (met kosten-batenberekeningstabel)

Verdeel deze in drie scenario's op basis van de prioritaire behoeften, en de berekening moet rekening houden met "verborgen kosten" (zoals verliezen door stilstand) die verband houden met energiebesparende propeller-apparaten:

Type noodnaleving: Moet binnen 3 maanden voldoen aan de IMO Energy Efficiency Existing Ship Index (EEXI) -vereisten, kies kant-en-klare typen propellerenergiebesparende apparaten: roerlamp (installatieperiode 3 dagen, verlies door stilstand ongeveer 50.000 yuan), eenvoudige PBCF (prijs 350.000 yuan). Na installatie van deze energiebesparende propellers op een schip van 10.000 ton bedraagt ​​de jaarlijkse brandstofbesparing 120 ton (gebaseerd op een olieprijs van 7.000 yuan/ton, een jaarlijkse besparing van 840.000 yuan), en de kosten zijn binnen drie maanden terugverdiend.

Evenwichtig kosten-prestatietype: gepland voor 5-10 jaar, kies voor "vaste gedeeltelijke aanpassing" Propeller-energiebesparende apparaten: zoals standaard PBCF bionische huidcombinatie (prijs 800.000 yuan, installatieperiode 15 dagen). Uit de daadwerkelijke test van een schip blijkt een energiebesparing van 8,5% en een jaarlijkse brandstofbesparing van 300 ton. Na aftrek van 15 dagen downtimeverlies (ongeveer 200.000 yuan), bedraagt ​​de kostendekkingsperiode 1,2 jaar.

Type voordeel op lange termijn: Nieuw gebouwde schepen of > 15 jaar in bedrijf, kies voor het intelligente reguleringstype Propeller Energiebesparende apparaten: iPBCF (prijs 1,5 miljoen yuan, installatieperiode 10 dagen), wat 3% meer energie bespaart dan vaste apparaten. Een schip van 200.000 ton bespaart jaarlijks 90 ton meer brandstof, met een extra tienjarig voordeel van 6,3 miljoen yuan. De uitgebreide kostendekkingsperiode is 0,5 jaar korter dan die van vaste Propeller Energy Saving Devices.

Stap 3: Verifieer "Certificaties en feitelijke scheepsgegevens" van energiebesparende propellerapparatuur (met lijst met belangrijkste indicatoren)

Benodigde certificeringen om te controleren op energiebesparende propellerapparaten:

Certificering van classificatiebureaus: CCS (China), LR (VK), DNV (Noorwegen) en andere reguliere certificeringen (moet het certificaatnummer opgeven, dat kan worden geverifieerd op de officiële website), vermijd 'regionale certificeringen' (zoals alleen het verkrijgen van certificering van een klein land, dat mogelijk niet wordt erkend voor internationale routes);

IMO-conformiteitscertificering: Moet voldoen aan de "Energy Saving Device Energy Efficiency Evaluation Standard" in MEPC.334(76)-resolutie, en een testrapport voor de energie-efficiëntie van een derde partij overleggen (zoals een testrapport op een echt schip uitgegeven door een extern testbureau).

Belangrijkste punten voor real-ship gegevens van Propeller Energy Saving Devices:

Gevallen van soortgelijke scheepstypen: Bij de aanschaf van energiebesparende propellers voor een bulkcarrier van 120.000 ton moeten bijvoorbeeld ten minste drie sets meetgegevens van bulkcarriers van dezelfde tonnage (niet "soortgelijke tonnage") worden verstrekt, waarbij de nadruk ligt op de "energiebesparende fluctuatiewaarde" (zoals een geval met een energiebesparingspercentage van 6,8% ± 0,3%, wat stabieler is dan producten met ± 1%);

Betrouwbaarheidsgegevens op lange termijn: het uitvalpercentage van het Propeller Energy Saving Device na meer dan 1 jaar in bedrijf te zijn geweest (zoals een PBCF met een uitvalpercentage < 0,5%, wat beter is dan het sectorgemiddelde van 2%), en of er een clausule over 'gratis vervanging voor niet-menselijke schade' bestaat.

Stap 4: Evalueer de servicemogelijkheden van leveranciers voor energiebesparende propellerapparaten (met servicelijst)

De volledige processervice voor Propeller Energy Saving Devices moet het volgende omvatten:

Voorverkoop: scannen ter plaatse van de achterstevenstructuur van het schip (er moet een 3D-scanner worden gebruikt met een nauwkeurigheid van ≤0,1 mm), met een CFD-simulatierapport (waarbij de aanpasbaarheid van het Propeller Energy Saving Device en het schip wordt geverifieerd);

In-sales: toezicht op de installatie (monteurs sturen om ter plaatse te begeleiden om de nauwkeurigheid te garanderen), en tegelijkertijd een installatieacceptatierapport indienen (inclusief belangrijke parameters zoals concentriciteit en hoek van het energiebesparende propellerapparaat);

After-sales: 1 jaar gratis garantie (inclusief vervanging van onderdelen van het Propeller Energy Saving Device), regelmatige monitoring van de arbeidsomstandigheden (zoals het verstrekken van een kwartaalanalyserapport over het energiebesparingspercentage), wereldwijde after-sales verkooppunten (zeeschepen moeten bevestigen dat er onderhoudsstations zijn op ten minste 3 continenten voor het Propeller Energy Saving Device, met een responstijd ≤72 uur).

Wees op uw hoede voor de "lage prijs zonder service" voor Propeller Energy Saving Devices: een reder koos ooit voor een Propeller Energy Saving Device met een prijs die 100.000 yuan lager was. Door het ontbreken van installatiebegeleiding van de leverancier bedroeg de hoekafwijking veroorzaakt door zelfinstallatie 3° en bedroeg het energiebesparingspercentage slechts 2% (veel lager dan de beloofde 6%). De herwerking kostte 200.000 yuan, wat een verlies was.

V. Overeenkomende testmethoden voor energiebesparende apparaten voor propellers en scheepsvoedingssystemen

Voordat u Propeller Energy Saving Devices installeert, kan het verifiëren van hun aanpassingsvermogen door middel van kleinschalige tests de risico's verminderen. De tests moeten in fasen worden uitgevoerd op basis van de vermogenskarakteristieken van het schip en de technische parameters van het Propeller Energy Saving Device. Voor elke link is het noodzakelijk om de testdoelstellingen, apparatuurvereisten en datacriteria te verduidelijken. De specifieke procedures en details zijn als volgt:

Voorbereiding vóór de test: basisgegevens en kalibratie van apparatuur

Drie basistaken moeten vóór de test worden voltooid om gegevensafwijkingen als gevolg van onvoldoende voorbereiding voor Propeller Energy Saving Devices te voorkomen:

Archiveren van parameters van het aandrijfsysteem: Verzamel kernparameters zoals het nominale vermogen van de hoofdmotor, de nominale snelheid en de verhouding tussen het aantal bladen/diameter/pitch van de propeller (beschikbaar in de Ship Power Plant Manual). Concentreer u op het registreren van het feitelijke uitgangskoppel van de hoofdmotor bij verschillende snelheden (bijvoorbeeld 8000 N·m bij 120 tpm, 12000 N·m bij 150 tpm), die dienen als referentiewaarden voor de test van energiebesparende apparaten voor propellers.

Selectie en kalibratie van testapparatuur voor propellerenergiebesparende apparaten:

1. Voor de schaalmodeltest zijn een zeer nauwkeurige watertank (lengte ≥50 m, waterdiepte ≥3 m, instelbaar stroomsnelheidsbereik 0-25 knopen), een 3D-krachtsensor (nauwkeurigheid ≤0,1 N) en een lasersnelheidsmeter (meetfout van de zogsnelheid ≤0,05 m/s) vereist;

2. Voor de test op het echte schip zijn een explosieveilige brandstofstroommeter (nauwkeurigheid ≤0,5%) en een draadloze koppelsensor (bemonsteringsfrequentie ≥100 Hz) nodig. Vóór de test moeten ze worden gekalibreerd door een externe instelling (de geldigheidsduur van het kalibratiecertificaat moet ≤1 jaar zijn).

Planning van testwerkomstandigheden voor energiebesparende propellerapparatuur: Bepaal vooraf 3-5 typische werkomstandigheden (bijvoorbeeld vollast bij 16 knopen, lege lading bij 18 knopen, halve belasting bij 14 knopen), die meer dan 80% van de dagelijkse navigatieomstandigheden van het schip dekken om eenzijdige testresultaten als gevolg van een enkele werkomstandigheid voor propellerenergiebesparende apparaten te voorkomen.

Stap 1: Schaalmodeltest (gedetailleerde verdieping) voor energiebesparende apparaten met propellers

Er wordt een schaalmodel van 1:20 gemaakt van de achtersteven van het schip (inclusief de propeller, het roerblad en het achterstevengedeelte van de romp). Het modelmateriaal moet overeenkomen met het echte schip (bijvoorbeeld koperlegering voor de propeller, organisch glas voor de romp) om consistente hydrodynamische eigenschappen te garanderen bij het testen van energiebesparende apparaten voor propellers. De test is verdeeld in drie fasen:

Verzameling van basisgegevens: Simuleer in de staat zonder het Propeller Energy Saving Device snelheden van 0 tot 20 knopen (met een helling van 2 knopen per stap), registreer de stuwkracht van de hoofdmotor (via de krachtsensor), de weerstand van de romp (via de watertankdynamometer) en de propellersnelheid bij verschillende snelheden, en teken een relatiecurve "snelheid-stuwkracht-weerstand" als de daaropvolgende vergelijkingsbenchmark voor het Propeller Energy Saving Device.

Vergelijkende test van meerdere energiebesparende propellerapparaten: installeer respectievelijk het doelapparaat (bijvoorbeeld PBCF) en het alternatieve apparaat (bijvoorbeeld de roerlamp), herhaal de bovenstaande snelheidstests en concentreer u op het verzamelen van:

1. Distributie van het zogveld: gebruik een lasersnelheidsmeter om de waterstroomsnelheid te scannen binnen 1-3 keer het diameterbereik achter de propeller, en registreer de "correctiesnelheid" van PBCF, een propellerenergiebesparend apparaat, op het roterende zog (na installatie neemt de rotatiesnelheid van het zog bijvoorbeeld af van 1,2 m/s naar 0,5 m/s, met een correctiepercentage van 58%);

2. Stuwkrachtverbeteringsamplitude: Vergelijk de stuwkrachtwaarden met en zonder het Propeller Energy Saving Device met dezelfde snelheid. Bij 15 knopen neemt de stuwkracht van PBCF bijvoorbeeld met 6,2% toe en die van de roerbol met 4,1%, wat het verschil in apparaatefficiëntie verduidelijkt.

Gegevenscorrectie en -verificatie: Vanwege het "schaaleffect" van het schaalmodel (de waterviscositeit van het kleinschalige model is anders dan die van het echte schip), moeten de gegevens worden gecorrigeerd met behulp van het Froudegetal (Fr). Converteer het energiebesparingspercentage van de modeltest naar de voorspelde waarde van het echte schip via een formule (de fout na correctie kan worden teruggebracht van ±3% naar ±1%), waardoor de referentiewaarde voor modelselectie van energiebesparende propellerapparaten wordt gegarandeerd.

Stap 2: Korte termijn proefoperatie op real-ship (procesverfijning) voor energiebesparende apparaten met propeller

Selecteer 1-2 typische reizen (bij voorkeur rondreizen om de impact van verschillen in de toestand van de zee te verminderen), installeer tijdelijk een vereenvoudigde versie van het Propeller Energy Saving Device (het testapparaat moet dezelfde structuur hebben als de uiteindelijke in massa geproduceerde versie, met alleen de bevestigingsmethode vereenvoudigd door middel van boutverbinding). De testperiode moet ten minste twee volledige werkomstandigheden omvatten (bijvoorbeeld een heenreis met volledige lading, een terugreis met lege lading) voor het Propeller Energy Saving Device. Specifieke werkingspunten:

Specificaties voor tijdelijke bevestiging van het Propeller Energy Saving Device:

1. De opening met de propeller moet worden ingesteld volgens de vereisten van de in massa geproduceerde versie (de opening tussen PBCF en het blad is bijvoorbeeld 50-80 mm), en de uniformiteit van de opening wordt bevestigd met een voelermaat (afwijking ≤2 mm);

2. Voor de bevestigingsbouten moeten borgmoeren worden gebruikt (bijv. Spirax-moeren) en het vooraanhaalmoment wordt geïmplementeerd volgens de vereisten van de leverancier (bijv. 200 N·m voor M16-bouten). Markeer ze na installatie om te voorkomen dat ze losraken tijdens het navigeren met het Propeller Energy Saving Device.

Gesynchroniseerde monitoring van brandstofverbruik en vermogensparameters voor energiebesparende propeller-apparaten:

1. De brandstofstroommeter moet worden geïnstalleerd in de olie-inlaatleiding van de hoofdmotor (≥1 m afstand van de hoofdmotor om trillingen te voorkomen), moet elke 10 minuten gegevens over het brandstofverbruik registreren en tegelijkertijd de snelheid, het hoofdmotortoerental, de koers en de toestand van de zee registreren (gegevens zijn geldig wanneer de windsnelheid ≤10 m/s) via het ECDIS-systeem van het schip voor het Propeller Energy Saving Device;

2. Bewaak bovendien het vermogen van de schroefas: verzamel in realtime het askoppel en de snelheid via een draadloze koppelsensor, bereken het asvermogen (asvermogen = koppel x snelheid / 9550), waarbij u niet uitsluitend afhankelijk bent van gegevens over het brandstofverbruik (het brandstofverbruik kan worden beïnvloed door de status van de hoofdmotor) bij het testen van het energiebesparingsapparaat voor de propeller.

Gegevensuitsluiting en -analyse voor energiebesparende propeller-apparaten:

1. Elimineer abnormale gegevens: wanneer de windsnelheid >12 m/s en de golfhoogte >1,5 m, de impact van de zeeomstandigheden op het brandstofverbruik groter is dan 5%, en de overeenkomstige gegevens voor het Propeller Energy Saving Device moeten worden uitgesloten;

2. Berekening van het energiebesparingspercentage: Bereken volgens "(brandstofverbruik vóór installatie - brandstofverbruik na installatie) / brandstofverbruik vóór installatie × 100%". Het brandstofverbruik van een olietanker vóór installatie van het Propeller Energy Saving Device op een uitgaande reis met volle lading bedraagt ​​bijvoorbeeld 25 ton/dag, en na installatie 23,7 ton/dag, met een energiebesparingspercentage van 5,2%, wat in principe consistent is met de gecorrigeerde 5,1% uit het schaalmodel, wat het aanpassingsvermogen van het Propeller Energy Saving Device bevestigt.

Stap 3: Test van de koppeling van het voedingssysteem (voor energiebesparende apparaten met intelligente propellers)

Intelligente regeling Energiebesparende propellerapparaten moeten de koppelingsreactie met de hoofdmotor en het laadsysteem testen om ervoor te zorgen dat het apparaat zich dynamisch kan aanpassen wanneer de werkomstandigheden veranderen. De test moet worden uitgevoerd in kalm water (golfhoogte ≤0,5 m) en in zowel statische als dynamische afmetingen voor deze energiebesparende propellerapparaten:

Statische koppelingstest voor intelligente energiebesparende propellerapparaten: Simuleer veranderingen in vaste werkomstandigheden om de nauwkeurigheid van de aanpassing van het apparaat te verifiëren:

1.Snelheidsstaptest: Verhoog geleidelijk het hoofdmotortoerental van 100 tpm naar 180 tpm (blijf 5 minuten bij elke 20 tpm) en noteer de vertraging bij het aanpassen van de hoek van het apparaat (wanneer het toerental bijvoorbeeld toeneemt van 120 tpm naar 150 tpm, moet de vertraging voor het aanpassen van de iPBCF-bladhoek van 20 ° naar 28 ° ≤ 5 seconden zijn);

2. Belastingsimulatietest: Pas de diepgang van het schip aan met ballastwater (van 10 m bij volledige belasting tot 6 m bij lege lading) en registreer de fluctuatie van het energiebesparingspercentage (bijvoorbeeld 10,2% bij volledige lading, 10,0% bij lege lading, waarbij een fluctuatie ≤0,5% wordt gekwalificeerd) voor het intelligente Propeller Energy Saving Device.

Dynamische koppelingstest voor intelligente propellerenergiebesparende apparaten: Simuleer complexe schakelingen tussen werkomstandigheden om de stabiliteit van het apparaat te verifiëren:

1. Snelle belastingsveranderingstest: voltooi de ballastering van "halve belasting → volledige belasting" binnen 10 minuten (de diepgang neemt toe van 7 m naar 10 m), controleer of het energiebesparende apparaat van de propeller een "overaanpassing" heeft (de hoek schiet bijvoorbeeld onmiddellijk met meer dan 3 ° uit). De gekwalificeerde norm is dat de fluctuatie van het energiebesparingspercentage tijdens aanpassing ≤1% bedraagt;

2. Test voor plotselinge toename van de hoofdmotor: Verhoog plotseling de belasting van de hoofdmotor van 50% naar 80% (de snelheid neemt plotseling toe van 120 tpm naar 140 tpm), registreer de responstijd van het apparaat (moet ≤3 seconden zijn) en vermijd propellercavitatie veroorzaakt door vertraagde reactie (cavitatie kan ervoor zorgen dat de voortstuwingsefficiëntie met meer dan 15% daalt) voor het intelligente Propeller Energy Saving Device.

Optimalisatie na de test voor intelligente energiebesparende propellerapparaten: Als de test niet aan de norm voldoet (bijvoorbeeld een vertraging van 8 seconden bij het aanpassen van de hoek), is gezamenlijke optimalisatie met de leverancier vereist:

1. Optimalisatie van het hydraulisch systeem: verhoog bijvoorbeeld de stroomsnelheid van de hydraulische pomp (van 10 l/min naar 15 l/min) om de actietijd van de actuator van het propellerenergiebesparende apparaat te verkorten;

2. Aanpassing van algoritmeparameters: verlaag bijvoorbeeld de "afvlakkingscoëfficiënt" van de hoekaanpassing (van 0,8 naar 0,6) om de responsgevoeligheid van het Propeller Energy Saving Device te verbeteren. Na optimalisatie werd de vertraging van een bepaald schip ingekort tot 3 seconden, waardoor werd voldaan aan de gebruikseisen.

Testaanpassingen voor speciale scenario's van energiebesparende apparaten met propellers

Voor speciale scheepstypen of complexe energiesystemen moet het testplan voor Propeller Energy Saving Devices dienovereenkomstig worden aangepast:

1. Schepen met dubbele propeller: het is noodzakelijk om de symmetrie van de energiebesparende apparaten voor de propeller aan bakboord en stuurboord synchroon te testen (de hoekafwijking van de linker en rechter PBCF moet bijvoorbeeld ≤1° zijn) om romptrillingen als gevolg van ongelijkmatige spanning te voorkomen;

2. Hybride schepen (generator van hoofdmotoras): Het is noodzakelijk om de efficiëntie van het energiebesparende apparaat van de propeller te testen in zowel de modus "alleen hoofdmotor" als "gecombineerde werking hoofdmotorgenerator" om ervoor te zorgen dat het energiebesparingspercentage stabiel blijft (fluctuatie ≤1,5%) wanneer de generator werkt (20% van het asvermogen wordt overbrugd);

3. Verouderde schepen (demping hoofdmotorvermogen >10%): Tijdens de test van het Propeller Energy Saving Device moet de bovengrens van het hoofdmotortoerental worden verlaagd (bijvoorbeeld van het oorspronkelijke nominale toerental van 160 tpm naar 140 tpm) om vervorming van de testgegevens als gevolg van overbelaste werking van de hoofdmotor te voorkomen.

VI. Onderhoudsoverwegingen voor energiebesparende propellerapparaten: 3 "Details bepalen de effectiviteit"

Vóór de installatie: Voer een "test van aanpassingsvermogen van schepen" uit voor energiebesparende propellerapparatuur (met testproces)

Het proces bestaat voor Propeller Energy Saving Devices uit drie stappen:

1. Scannen van achterstevenconstructies: Gebruik een draagbare 3D-laserscanner om het bereik van 3 meter rond de propeller te scannen (inclusief de romp, het roerblad en de propeller) om een puntenwolkmodel te verkrijgen (nauwkeurigheid ≤0,5 mm). Concentreer u op het controleren of de propellernaaf versleten is (als de slijtagediepte > 2 mm, moet deze eerst worden gerepareerd, anders heeft dit invloed op de installatienauwkeurigheid van het Propeller Energy Saving Device);

2. Beoordeling van waterstroomsimulatie: stuur de gescande gegevens naar de leverancier en vraag hem om CFD-software te gebruiken om de "werkelijke scheepsnavigatieomstandigheden" (in plaats van standaardomstandigheden) voor het Propeller Energy Saving Device te simuleren. Als gevolg van een lichte vervorming van de achtersteven (verandering van de oorspronkelijke ontwerplijnen) van een schip toonde de simulatie bijvoorbeeld aan dat de installatiepositie van het Propeller Energy Saving Device 100 mm naar achteren moest worden verplaatst, anders zou het energiebesparingspercentage met 3,2% afnemen;

3. Materiaalcompatibiliteitstest: Als de scheepsschroef is gemaakt van een koperlegering, is het noodzakelijk om de elektrochemische compatibiliteit tussen het materiaal van het schroefenergiebesparende apparaat (zoals roestvrij staal) en de koperlegering te bevestigen (voer een contacttest van 72 uur uit met een zoutsproeitestkamer en er is geen corrosiereactie toegestaan) om te voorkomen dat het schroefenergiebesparende apparaat eraf valt als gevolg van elektrochemische corrosie.

Tijdens installatie: controleer strikt "nauwkeurigheidsfouten" van energiebesparende propeller-apparaten (met nauwkeurigheidscontroletabel)

Belangrijkste parameters en normen voor energiebesparende apparaten met propeller:

Testverificatie: Voer na installatie een "dynamische test" uit voor het Propeller Energy Saving Device - navigeer het schip naar de gebruikelijke snelheid (zoals 16 knopen), meet de zogsnelheid met een onderwater akoestische Doppler-stroomprofiler (ADCP) en vergelijk deze met de gegevens vóór de installatie. Als de reductieverhouding van de zogrotatiesnelheid < 30% is (zoals de zogsnelheid vóór installatie is 100 rpm, en deze is nog steeds ≥70 rpm na installatie van het Propeller Energy Saving Device), is het noodzakelijk om te stoppen voor aanpassing.

Dagelijks onderhoud: focus op "slijtage en reiniging" van energiebesparende propellerapparatuur (met onderhoudscyclustabel en verschillen in zeegebied)

Onderhoud Propeller Energiebesparende Apparaten maandelijks, driemaandelijks en jaarlijks, en pas de focus aan op basis van de verschillende zeegebieden:

Tropische zeegebieden (zoals Zuidoost-Azië): Mariene organismen hechten zich snel (zeepokken kunnen in één maand 5 mm groeien), dus de maandelijkse schoonmaak van Propeller Energy Saving Devices moet met één keer worden verhoogd; de zeewatertemperatuur is hoog (30-35°C), dus de corrosiewerende verf voor Propeller Energy Saving Devices moet van het type zijn dat bestand is tegen hoge temperaturen (temperatuurbestendigheid ≥60°C), en de droge laagdikte moet tijdens het kwartaalcoaten worden verhoogd tot 100 μm.

Gematigde zeegebieden (zoals de Chinese kust): De biologische aanhechting is matig en het onderhoud van energiebesparende propellerapparatuur wordt uitgevoerd volgens de conventionele cyclus; de zeewatertemperatuur is laag in de winter (5-10°C) en de sensoren van intelligente Propeller Energy Saving Devices hebben een antivriesbehandeling nodig (breng antivriesvet aan) om storingen bij lage temperaturen te voorkomen.

Zeegebieden met een hoog zoutgehalte (zoals de Rode Zee): Zoutgehalte > 4%, metaalcorrosie is snel, dus ultrasone foutdetectie (om interne corrosie van bladen te detecteren) moet worden toegevoegd aan het jaarlijkse onderhoud van Propeller Energy Saving Devices, en de bionische huid van deze apparaten moet elke 2 jaar worden vervangen (1 jaar korter dan de conventionele cyclus).

Maandelijks onderhoud voor energiebesparende apparaten met propeller:

Reinigen: Spoel het oppervlak van het Propeller Energy Saving Device af met een hogedrukwaterpistool (druk ≤20 MPa). Gebruik voor harde aanhechtingen zoals zeepokken een plastic schep om ze te verwijderen (gebruik geen metalen schep om krassen op het oppervlak te voorkomen); als er een bionische huid op het energiebesparende propellerapparaat is geïnstalleerd, controleer dan of er belletjes op de huid zitten (als de belletjes groter zijn dan 5 mm, moeten ze worden vervangen, anders verdwijnt het effect van de weerstandsvermindering nadat er water is binnengedrongen);

Visuele inspectie: Controleer of de bladen van het Propeller Energy Saving Device krassen hebben (als de diepte >1 mm is, moeten ze worden gelast) en of de bouten los zitten (geen verplaatsing wanneer er met de hand aan wordt getrokken).

Driemaandelijks onderhoud voor energiebesparende apparaten met propeller:

Spleetmeting: Gebruik een voelermaat om de opening tussen het energiebesparende apparaat van de propeller en de propeller te meten (de opening tussen PBCF en bladen moet bijvoorbeeld op 50-80 mm worden gehouden; als deze te klein is, is een botsing gemakkelijk, en als deze te groot is, is het zoghersteleffect slecht);

Anti-corrosie-inspectie: Breng anti-corrosieverf aan op het metalen deel van het Propeller Energy Saving Device (gebruik eens per kwartaal een epoxy zinkgele primer, met een droge laagdikte ≥80 μm).

Jaarlijks onderhoud voor energiebesparende apparaten met propeller:

Precisiehertest: Test na het aanmeren de hoek en concentriciteit van het Propeller Energy Saving Device opnieuw met een laserlocator en pas aan als de afwijking groter is dan 1 mm;

Intelligente apparaatkalibratie: Voor intelligente regeling van energiebesparende propellerapparaten neemt u contact op met de leverancier om het algoritme te upgraden (optimaliseren op basis van jaarlijkse navigatiegegevens) en de sensoren te kalibreren (de snelheidssensorfout moet bijvoorbeeld ≤0,1 rpm zijn).

Onderhoud in speciale omstandigheden voor energiebesparende propellers: Nadat u tijdens de navigatie met zware zeeomstandigheden (zoals tyfoons) bent geconfronteerd, moet u onmiddellijk een onderwaterrobot (ROV) gebruiken om te controleren of het energiebesparende propellerapparaat vervormd is (concentreer u op de vraag of de bladen verbogen zijn). Een schip deed geen controle na een tyfoon en het energiebesparingspercentage daalde met 4% als gevolg van een lichte bladvervorming van het Propeller Energy Saving Device, wat resulteerde in 50 ton meer brandstofverbruik in 2 maanden.

VII. Veelvoorkomende fouten en noodoplossingen van energiebesparende apparaten met propellers

VIII. Veel voorkomende misverstanden: vermijd deze valkuilen met betrekking tot energiebesparende propellers die verband houden met energiebesparende apparaten

Misverstand 1: "Hetzelfde energiebesparende apparaat voor de propeller kan op alle schepen worden geïnstalleerd"

Het aanpassingsvermogen van verschillende scheepstypen aan energiebesparende propellerapparaten varieert aanzienlijk: binnenvaartschepen (diepgang < 5 meter) moeten kleine energiebesparende propellerapparaten kiezen (roerbollen, eenvoudige PBCF) om te voorkomen dat ze aan de grond lopen als gevolg van te grote apparaten; kustschepen (snelheid 12-16 knopen) zijn geschikt voor typen Propeller Energy Saving Devices met vast zogherstel; zeeschepen (snelheid > 18 knopen) hebben typen van weerstandsvermindering en efficiëntieverbetering of intelligente typen energiebesparende apparaten met propellers nodig. Het is noodzakelijk om modellen van propellerenergiebesparende apparaten uitgebreid te selecteren op basis van routes, scheepstypes en snelheden om blinde toepassing te voorkomen.

Misverstand 2: "U hoeft zich geen zorgen te maken over de arbeidsomstandigheden na het installeren van energiebesparende apparaten met propellers"

Energiebesparende apparaten met vaste propeller moeten worden aangepast aan de "lastsnelheid": de roerhoek die overeenkomt met een snelheid bij volle belasting van 16 knopen is bijvoorbeeld 0°, en de roerhoek kan worden aangepast tot 2°-3° voor een snelheid bij lege lading van 18 knopen om de waterstroom te geleiden zodat deze beter past bij het energiebesparende apparaat van de propeller; intelligente Propeller Energy Saving Devices moeten de sensoren regelmatig reinigen (eens per 2 weken) om te voorkomen dat gegevensafwijkingen de nauwkeurigheid van de aanpassing beïnvloeden. Het negeren van veranderingen in de arbeidsomstandigheden zal leiden tot schommelingen in het energiebesparingspercentage van Propeller Energy Saving Devices van meer dan 2%.

Misverstand 3: "Focus alleen op energiebesparing, niet op de duurzaamheid van energiebesparende apparaten met propellers"

De materiaalkeuze heeft rechtstreeks invloed op de levensduur van de energiebesparende apparaten van de propeller: geef prioriteit aan 316L roestvrij staal (zoutsproeiweerstand ≥10.000 uur) of nikkel-aluminiumbronsmaterialen; voor de bionische huid van Propeller Energy Saving Devices: bevestig de weersbestendigheid (-30°C tot 70°C zonder barsten) en eis van de leverancier dat deze een garantie van 5 jaar geeft. Goedkope energiebesparende propeller-apparaten die gebruik maken van gewoon roestvrij staal (type 304) zijn gevoelig voor corrosie, wat binnen 1-2 jaar tot nul energiebesparing leidt, wat in plaats daarvan de kosten verhoogt.

Misverstand 4: "Testgegevens zijn gelijkwaardig aan het werkelijke scheepseffect van energiebesparende apparaten met propellers"

Laboratoriumtests van energiebesparende propellerapparaten vinden plaats onder ideale waterstromingsomstandigheden (geen interferentie van de romp, constante snelheid), die verschillen van de waterstroming op het achtersteven van een echt schip (verstoord door roerbladen en romp). Wanneer u energiebesparende apparaten voor propellers aanschaft, moet u van de leverancier eisen dat deze gegevens over het schip verstrekt van 'hetzelfde scheepstype, dezelfde route'. Als dit niet mogelijk is, kan eerst een proefperiode van één maand op korte termijn worden uitgevoerd (kosten worden afgerekend op basis van het werkelijke brandstofverbruik) en het effect ervan worden bevestigd vóór de formele aankoop van het Propeller Energy Saving Device.

Het "energiebesparende effect" van Propeller Energy Saving Devices eindigt nooit met "het kiezen van het juiste product", maar is het resultaat van het hele proces van "het kiezen van het juiste installatierecht door goed te gebruiken". Van de millimetrische nauwkeurigheid bij het verzamelen van parameters tot de hoekfoutcontrole tijdens de installatie en vervolgens tot de gedetailleerde controle bij het dagelijks onderhoud van Propeller Energy Saving Devices: elke stap heeft rechtstreeks invloed op de uiteindelijke energie-efficiëntie. Voor scheepseigenaren zijn dergelijke Propeller Energy Saving Devices niet alleen 'kostenbesparende hulpmiddelen', maar ook 'basisconfiguraties' om de groene transformatie van de scheepvaartsector het hoofd te bieden - alleen door nauwkeurig modellen van Propeller Energy Saving Devices te selecteren op basis van scheepskenmerken en door wetenschappelijk gebruik en onderhoud uit te voeren, kan dit 'kleine apparaat' voortdurend 'grote waarde' opleveren.