船舶最佳航速优化选择问题探讨

在执行客货运输任务过程中，船舶航速选择是非常重要的。它不仅仅是站在技术层面由船长与轮机长来确定，同时还需要结合市场情况，货运量、运输成本、货主需求以及运输方式改变等因素，由航运部门进行判断。一般来说船舶航速可以包括三种不同的选择：更加注重速度的船舶设计航速，偏向于降低燃料消耗的经济航速以及能够获得最大效益的最佳航速。一、三种航速及适用条件1、设计航速船舶设计过程中，通过设计任务书来确定船舶主尺度以及航速,此时工程师需要充分考虑两方面的问题:一方面为航速确定,需要螺旋桨基本参数能够满足任务书中对航速的规定,消耗主机功率最小,进而确定主柴油机的功率和转速;另一方面是主机型号确定后，应设计螺旋桨参数,在主机功率耗尽和满足主机转速的情况下让船舶实现最大航速。船舶设计航速应当借助于航行实验进行确定，若在实验过程中实际航速满足设计航速，主机达到额定功率和转速，代表螺旋桨和主机匹配合理，主机能够在额定工况下保持持续运转,如若不然则应当对螺旋桨参数以及主机转速进行调整。通常需要将实验参数记录于试航文件内作为后期管理的重要参考,当船舶需要快速性时通常选择设计航速。2、经济航速经济航速即是每海里燃油消耗量最低的航速。从理论上来说,经济航速即是柴油机保持在最低稳定转速的状态下所对应的航速,它并非是主机每马力小时耗油率最低的航速。如果船舶装载量保持一致,主机功率和航速三次方为正比关系,主机燃油消耗量和航速的关系也呈比例变化,航速的降低能够在很大程度上减少主机功率和燃油消耗。现阶段国内外造船界已经逐渐开始转变过去那种一味追求高航速的设计,而慢慢开始合理的降低航速,让船舶主机功率进一步减小,从而实现节油目标,这也是我们常说的经济航速。3、最佳航速以快速性为主要目的的设计航速即是主机每马力小时燃油消耗率最低的航速,以节省燃油消耗为主的经济航速指的是每海里耗油量最少的航速,通常而言,它们都不属于最佳航速。所谓最佳航速亦可称为最大盈利航速,其中涉及到的因素较多,如成本价格、货物价格、燃油消耗、船员薪酬、折旧费用、维修保养费用、港口装卸能力、运输方式转变等。航速对船舶运输成本的影响表现在:①运输总成本;②动力设备的燃料消耗、维修保养成本;③船员薪酬成本。船舶运输利润=船舶运输输入-动力设备成本-船员薪酬成本。所以,选择最佳航速应当是有条件的,若符合客户条件,运输价格可增加,加快交货收益更大,那么最佳航速可适当偏高;若客户规定的交货时间较长,减少运输时间反而会导致成本提高,那么最佳航速可适当偏低。因此最佳航速选择必须要以船舶运输最大效益为主。二、柴油机技术参数调整对船舶航速进行设计的过程中,柴油机最佳工况点为额定工况,柴油机相关结构参数、性能参数以及管理参数都应当以此作为标准。选择最佳航速通常会偏离额定工况点,而偏离最佳工况点状态下长时间运行,很可能对柴油机带来较大的影响。所以在选择最佳航速时需要对柴油机技术参数予以合理调整,让其处于最佳运行状态。1、增加压缩比因为柴油机处在低负荷状态下时，汽缸内空气循环漏气与冷却时间增加，压缩终点压力、温度下降,燃烧经济性降低。压缩比增加之后可以很好的解决上述问题，最高爆炸压力增加能够有效优化燃烧条件，促进热效率的提升，而压缩比的增加必须要合理控制,爆炸压力最大值要控制在额定工况数值之内。2、增大喷油提前角对调节式高压油泵来说，不管回油孔式或回油阀式，如果柴油机处在低负荷状态下,喷油提前角都会逐渐减少，导致燃油滞燃期进一步后延,燃烧始点偏后,燃烧过程后延,降低燃烧质量,排温增加,对柴油机经济性产生很大的影响。通过增大喷油提前角能够有效解决这一问题,让燃烧过程逐渐前移,优化燃烧质量。需要注意的是,在增大喷油提前角时,应当保证调整之后的最高爆压保持在额定值之内凹。3、增加喷油压力,进一步优化雾化质量。4、确保正常排气温度由于排温属于对柴油机燃烧完善程度进行评价的关键性因素,所以柴油机各缸进行平衡调试之后,需要各缸的温度差值不会大于平均值的5%。三、结语总之,近年来船舶运输成本逐渐增加,尤其是随着燃料价格的提高,航运企业都想