绿色船舶的设计与制造初探.docx

绿色船舶的设计与制造初探摘要：本文探讨了绿色船舶的内涵并重点论述了绿色船舶设计、制造的实施方法与途径。关键词：绿色船舶；设计；制造1引言制造业在为人类提供巨大财富的同时也在不断地产生污染物对环境造成严重的影响。船舶在制造过程中也存在材料选用不当而造成资源的浪费以及对空气、土壤和水体等环境的污染问题。因此在20世纪90年代中期出现了“绿色船舶”的概念。2绿色船舶的内涵“绿色船舶”概念的核心内容是在其全寿命周期中（包括设计、制造、营运、报废拆解）通过采用先进技术能经济地满足用户功能和使用性能的要求并节省资源和能源减少或消除环境污染且对劳动者（生产者和使用者）具有良好保护的船舶。绿色船舶的绿色度主要取决于设计人员的环境意识、以人为本的设计理念和营运过程中的管理力度。当前绿色船舶在设计、建造和运营过程中主要体现在以下几方面：设计中广泛采用绿色无污染材料、标准化和模块化零部件或单元；充分考虑加工制造过程中材料利用率同时还须考虑船舶产品在营运寿命终止后报废、拆解不会对环境造成负面影响以及部分材料、零部件和设备能够再生利用；尽量简化工艺优化配置提高整个制造系统的运行效率使原材料和能源的消耗最少；减少不可再生资源和短缺资源的使用量尽量采用各种替代物资和技术。制造中采用绿色制造工艺即从技术入手尽量采用物料和能源消耗少、废弃物少、对环境污染小的工艺方案和工艺路线。目前最有效的绿色制造工艺包括：绿色加工工艺、绿色焊接工艺和绿色涂装工艺。其中绿色加工工艺包括净成形制造、干式加工、工艺模拟技术、网络技术、虚拟现实技术与敏捷制造等；绿色焊接工艺即选择使用节能焊机采用高效、无弧光、无粉尘污染的焊接材料和方法；绿色涂装工艺即通过合理选择涂料减少涂料品种简化工序提高工时效率采用移动式涂装系统和环保型分段涂装房实现环保型涂装作业的目标。运营中减少发动机氮氧化物、硫氧化物等温室气体的排放；防止燃料油、有害液体的泄漏；合理进行垃圾、污水处理；严格控制舱底油的卸载等。通过对绿色船舶的内涵的探讨我们可以得出绿色船舶产品是指在其全寿命周期中（包括设计、制造、营运、报废拆解）通过采用先进技术能经济地满足用户功能和使用性能的要求并节省资源和能源减少或消除环境污染且对劳动者（生产者和使用者）具有良好保护的产品。而船舶绿色制造技术是一种在船舶设计、制造中融入“绿色”理念在保证船舶产品的功能、质量、成本的前提下综合考虑环境影响和资源效率的现代制造技术。绿色造船技术使船舶产品在设计、制造、管理过程中对环境的污染小资源利用率高能源消耗低符合可持续发展的要求。绿色造船技术是融设计、生产、管理于一体的综合制造技术。3绿色船舶的设计开展绿色造船设计是先导。传统的船舶设计仅从结构和功能、外观造型、加工制造、生产管理等角度考虑设计概念是以市场需求为基础技术方案也是重点考虑设计与制造两个领域的问题设计过程中缺乏环境保护的意识。因此设计人员必须具备良好的环境意识。3.1船舶优化设计3.1.1船型优化设计优化船体结构功能如对万吨级散货船充分考虑环保的要求在总体设计中大胆地将传统设计中的燃油舱从双层底搬到顶边舱并在舷侧设置隔离空舱这样可有效地减少燃油泄漏的可能性。优化主尺度和型线涉及空船质量、稳性、阻力、舱容等技术指标。它不但影响船舶的装载量、航速、能耗等经济指标而且从根本上影响船舶的安全性能。通过优化主尺度和型线使船舶在制造和未来的营运中实现节能、环保和提高经济效益。3.1.2消除冗余功能设计在设计阶段从系统导向型的合同设计、初步设计到区域导向型的详细设计、生产设计强化设计的节约意识树立简约化的设计理念全过程地推行功能成本分析。对船舶设备选型、管系布置、电缆走向等专业设计进行优化分析全面消除不必要的冗余功能降低制造成本和资源消耗。3.1.3动力节能设计船舶动力节能设计体现在以下几个方面：一是探寻船舶新型动力能源用其他能源辅助或取代石油作为动力能源如太阳能、风能及波浪能等；二是改进推进效率的节能方式例如柴电联合动力推进方式使能效转换效率最大化；三是利用主机废气节能技术、应用新型燃油添加剂、采用燃油电喷技术；四是综合使用电子技术和网络技术通过对动力装置和船舶各参数实时监控使其处于最佳运行状态最大限度降低能耗和排放。3.2从设计源头提高钢材利用率运用船舶设计软件的套料功能合理调整船体零件套料排列在板材零件的开孔中套补板零件等其他零件以提高整板的利用率和生产效率；通过利用船体设计软件中的材料管理程序从余料数据库中调取合适的余料