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浅析绿色制造在船舶结构中的设计和应用

检讨书 时间:2023-06-20 08:10:29

摘 要:着节能减排理念的不断深入,以及研究力度的持续加大,船舶整体设计、建造技术各个方面的均得到有效提升,在船舶的制造过程中,绿色制造工艺可以使船舶的结构设计和制造等方面达到环保的高要求,从而制造出低污染、低能耗等绿色船舶。

关键词:色制造;船舶结构;

1绿色船舶的特点

1.1技术先进性

绿色船舶对于技术的要求较高,先进技术能够确保绿色船舶的实效性,故绿色船舶工程往往应用国内外比较先进的技术,能较明显地呈现出技术先进性的特点。技术先进性要求船舶在设计与制造时,采用的技术能够确保船舶实现性能高效、安全,保证船舶符合国家环保标准,保障绿色船舶产品能够具备市场竞争优势。

1.2现代性

绿色船舶的术要求相对严格,现代化技能的应用可以保证绿色船舶的时效性,以此在进行绿色船舶制造过程中,需要把现代化技术运用其中,使其具备较为显著技术性和现代性。技术性和现代性需要在进行船舶设计以及制造过程中,应用的相关技术可以保障船舶具备较强的时效性和安全性,满足国家有关标准,保证绿色船舶制造产品含有较强的市场竞争优势。

1.3经济合理性

船舶业要持续发展,必须重视其经济效益,故绿色船舶需要注重成本的核算,关注船舶的使用寿命和成本。只有高效控制绿色船舶的制造成本,才能规划出符合用户需求的合理使用价格,保证绿色船舶具备预期价值,并确保绿色船舶创造出更多的经济效益与社会效益。

1.4环境协调性

绿色船舶具备节约能源与资源、保护员工与环境等方面的环保特性,这些环保特性伴随着绿色船舶的整个生命周期,故生命周期不同阶段的环保特性需要结合实际情况进行设计,使得绿色船舶具备环境协调性的特点。

2船舶结构中绿色制造工艺设计思路

2.1优化船舶推进系统

在船舶结构中增加绿色制造工艺可以从优化船舶推进系统着手,按照船舶制造业中现有的发动机和推动器进行重新组合,按照每艘船的类型进行匹配,从而实现优化船舶推进系统。如浅水的快速船需要的推进系统是重量和功率比值小的;而载客类型的船要按照其载重量和乘客的需求进行匹配推进系统,一般会选用柴-燃-点联合的推进系统,既可以减小噪音,提高乘客的舒适度,还可以提供船只的所需动力。此外,为船舶挑选最合适的推进装置不仅要考虑内在因素,对其相关的外在因素也需要考虑,如主机效率、水浆的动能以及发电等设备都要选用节能环保的装置,才能做到优化船舶推进系统,实现绿色船舶的目标。

2.2优化船舶节能体系

船舶绿色设计应增加节能理念,需要做好以下方面,即:(1)重视能源创新,如提高风能、水能等可再生能源的利用率,使自然能在绿色船舶结构中发挥重要作用;(2)合理运用方法,提高船舶绿色设计的科学性。改进船舶结构推进方式,采用节能环保的方法提高船舶推进速度;(3)为提高船舶燃油利用率,可采用先进的相关技术处理船舶燃油,提高其利用率,避免浪费,实现节能降耗。环境保护;(4)为了提高船舶的可再生或循环利用效率,一些废弃物可以通过特殊处理进行再处理,利用此优化船舶节能设计。

3船舶结构中绿色制造工艺的有效应用

3.1 船舶绿色设计

绿色设计是船舶绿色制造的前提,是船舶绿色制造的基础,没有绿色设计就不能实现船舶的绿色制造。船舶绿色设计主要设计船型、结构、材料、节能等几个方面,当前这些领域都做了很多尝试。比如,舱室使用绝缘材料,选用对环境污染小的低毒、低烟的环保型焊丝,这些都是船舶绿色设计要考虑的重点问题,在绿色设计中就应该确定下来,然后船舶制造过程中按照绿色设计去生产加工。由于 CSR 和HCSR 对大型结构要求越来越高,为满足要求船舶结构重量逐渐增大,不及增加了成本,也会造成生产材料的增加与浪费。对此,在绿色船舶制造中可以采用轻量化设计技术,如合理布局优化不同区域的纵骨间距和肋距,并对纵骨疲劳节点形式等进行创新性设计,大量使用高强度钢,以减轻船舶结构本身的重量,既能保证船舶本身结构安全,又能减少材料消耗,达到节能降耗作用。

3.2各种清洁能源的使用

绿色船舶可以充分利用各种清洁能源、可再生能源,包括太阳能、风能、波浪能等。太阳能是先将船帆上设置太阳能电池板,无需风力推进,可以调节帆的方向和角度,获得更多的太阳能。太阳能被转换成电能,充分利用它。风能直接从帆上收集,帆是由轻质合成材料制成的,帆可以向上折叠,向外折叠,旋转桅杆顶部,调整角度,使其保持在最佳位置,充分吸收其牵引和提升力产生的风能。波浪能是通过科学获得的。减摇鳍将波浪、减摇鳍和船舶的相对运动结合起来,将波浪能量转化为各种形式的能量,包括电能、机械能等,并能不断促进船舶的运行。

3.3绿色船舶的焊接技术

焊接在船舶绿色制造技术实际开展过程中占有重要地位,在某种程度上影响着船舶总体生产质量。在船舶制造过程中合理选择焊接方式,如高效的焊接工艺、装备以及焊接电源等,不仅有助于船舶生产制造作业的顺利开展,且符合21世纪新时期背景下绿色生产理念。以高效焊接工艺为例,生产作业的开展选择熔化极气体保护焊,操作极为便利,加工效率相对较高,可以在完全机械化条件下快速完成焊接工作,焊接过程中烟尘产生几率较小。

3.4新型材料

在绿色制造中使用节能材料是打造绿色船舶的一种主要方式。当前,船舶绿色制造中普遍使用的节能材料有耐腐蚀钢板和钢管、新型涂料等。在传统船舶生产制造中,常用矿棉、玻璃棉等材料作为船室材料,虽然此类材料具有良好的防火、保温和可加工性,但是由于可降解性不佳,废弃后易产生环境污染等问题,其应用效果受到了一定质疑。对此,需要大量应用新型节能、环保材料,适应船舶绿色制造需要。第一,耐腐蚀钢板或管子。此类材料在船舱区应用较多,可以增加船舱耐腐蚀性,简化生产制造环节,极大的降低了材料浪费;第二,新型涂料。新型材料的使用能够保护船体,减少船体阻性,同时涂刷次数较之过去相比也有减少,但膜厚符合船舶设计要求。

4綠色船舶技术发展的重要意义

绿色船舶技术的发展对海洋生态乃至自然界的和谐都具有重大意义。我们只有更多的重视环境,才能够避免污染带来的灾难。与此同时,这对于船舶技术本身也是一次历史性的突破和决定性的考验。只有在技术上成为海上运输的强者,才能在海上贸易中获取更多的机会。因此绿色船舶技术的发展是一种必然的趋势,更是我们人类在交通运输方面的一个伟大事业。

总结:船舶工业绿色化发展已经成为今后船舶工业必然的发展趋势,应按照绿色节能原则,并要结合节约、节能化的管理模式,打造出节能环保型船舶,确保海上运输发展与生态环境之间达到平衡状态,能够最大限度降低对自然环境的破坏。

参考文献:

[1]王逸南.船舶发展趋势浅析[J].黑龙江科学.2016(9).

[2]钱汝娟等.初探船舶绿色制造技术[J].黑龙江科技信息,2016(21).

[3]张勇.基于船舶绿色制造技术初探[J].中国水运(下半月),2016,16(5).

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