中国交建丨大国重器的“绿色之心”
- 2023/2/14 10:01:39
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- 来源：中国交建
- 关键词:中国交建节能降耗
江苏南通的海岸边，一声汽笛穿破云霄，世界最大打桩船“一航津桩”开启了交付后的首次航行。操作室内，轮机长田宝勇看着缓慢跳动的油耗表，脑海中不由地浮现出项目团队为实现节能环保突破而共同奋斗的400余个日夜。
一航局投资研发的“一航津桩”总重达1550吨，是全球桩架最高、吊桩能力最大、施打桩长最长、抗风浪能力最强的专用打桩船，是大型港口、跨海大桥、海上风电建设的施工利器，其动力系统设计配备6台发电机，全方位保障电力供应。
在动力系统设计讨论会上，田宝勇就提出了耗能问题——在普通船舶上，船舶机工需根据施工内容预估功率，提前启用对应数量的发电机，但在“一航津桩”这艘大型船舶上，打桩作业涉及到提桩、移船、施打等多个环节，每个环节需要做功的设备不同，能耗也会有明显波动。为了确保发电量始终能够满足施工要求，机工只能按照过程中的最大能耗启动多台发电机全程运行，但在能耗较低的环节，部分发电机没有过大的负载，怠速运行时的燃油都消耗在“无用功”上。
“现在绝大部分汽车都有‘自动启停’功能，临时停车时就会熄火节油，在需要的时候又可以让发动机恢复运行，如果‘一航津桩’也具备这个功能，既能节省燃油还能延长机器寿命。”正当团队成员陷入苦思时，田宝勇结合日常经验提出了改进方向。技术团队迅速开始梳理发电机组的工作流程，根据各发电机组的参数信息建立数据库，经过反复调整，成功设计出一套智能电站功率管理系统。当船舶能耗下降，系统将自动关停低负载的机组；当船舶能耗上升，其他机组自行启动进行补位，不仅能减少繁琐的人工操作，更能减少燃油的无效损耗。
管理系统设计完毕，技术团队又开始对修改后的图纸进一步研究，力求将节能环保做到极致。在对各项工序进行测试之后，田宝勇将目光锁定到了柴油机的尾气排放上。体型巨大的柴油机作为船舶“心脏”，在运转过程中将产生大量尾气，而尾气排放的阻力——排气背压又直接影响柴油机的正常运转。当排气背压增大，大量尾气积聚在气缸难以排出，就会导致柴油燃烧不充分，动力下降的同时，还会产生含有一氧化碳、氮氧化合物和碳灰的高浓度有害气体。目前发动机的排气背压虽然符合标准，但仍有提升空间。“能在这艘大国重器之上实现一点小突破，为环境保护多出一份力，也是一件值得骄傲的事情。”面对田宝勇的“额外任务”，项目团队成员说道。
影响排气背压的核心因素在于排气管道的管径和气体流速，当管径减小，尾气流速增大，排气背压随之上升；当管径过大，尾气流速就会减慢，排气背压也会增加。项目团队对全公司所有船舶装备进行对比分析得出了10种方案，再经过逐一试验后，锁定了理论最佳配比，即排气管径调整为513毫米，尾气流速控制在每秒28米时，便可达到排气背压的理论最优值。很快，优化方案便通过了专家评审，一颗“绿色之心”如期被装进了“一航津桩”。
“柴油机燃烧效率良好，增压器效率提升20%！”2022年11月12日，“一航津桩”完成了为期三天的航行试验。经统计，优化后的“一航津桩”在综合工况下施工8小时，可节约燃油近200升，减少约100立方米的尾气排放。田宝勇看着一沓数据记录表，露出了满意的笑容。(来源：交通建设报、一航局)
原标题：大国重器的“绿色之心”
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