基于陰極電位控制理論的船舶節(jié)能減排技術(shù)研究

郭巍

（武漢航道學(xué)校，湖北 武漢 430000）

基于陰極電位控制理論的船舶節(jié)能減排技術(shù)研究

郭巍

（武漢航道學(xué)校，湖北 武漢 430000）

隨著工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的加快，大氣污染問題已經(jīng)成為全球性的問題。船舶是我國(guó)主要的交通運(yùn)輸方式，在其使用的過程中，可能會(huì)排放出大量的污染物，這些污染會(huì)造成海洋和大氣環(huán)境方面的污染，針對(duì)這一問題，就應(yīng)該做好船舶的節(jié)能減排控制。陰極電位控制技術(shù)是利用磁化技術(shù)來進(jìn)行節(jié)能減排，這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于汽車和排污水管的防垢處理中。本文根據(jù)陰極電位控制理論，來對(duì)船舶節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行深入探討和研究。

陰極；電位；控制理論；船舶；節(jié)能減排；技術(shù)

在人類和工業(yè)發(fā)展的過程中，地球環(huán)境已經(jīng)遭到了嚴(yán)重的破壞，酸雨危害、氣候變暖、臭氧層破壞、大氣污染、水污染、固體廢棄物污染等都成為環(huán)境惡化的產(chǎn)物。世界各國(guó)在保護(hù)環(huán)境方面也積極做出努力，并在2009年將節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)作為各國(guó)發(fā)展的主要方向。

1 航運(yùn)對(duì)海洋和大氣的影響

在各國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的情況下，運(yùn)輸業(yè)顯得尤為重要，在保證安全性、運(yùn)輸量和低價(jià)格的前提下，航運(yùn)業(yè)成為我國(guó)貿(mào)易運(yùn)輸?shù)氖走x。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大約有8萬艘船只用于貿(mào)易運(yùn)輸中，排水量在4億噸以上，其運(yùn)輸量已經(jīng)達(dá)到了世界貿(mào)易總運(yùn)輸量的97%左右，在航運(yùn)業(yè)發(fā)展的過程中，會(huì)耗費(fèi)大量的能量，這些能量大約占世界總能耗的3%左右，并且還會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。由于船舶柴油機(jī)具有較大的功率，所以產(chǎn)生的污染物也較多，在世界貿(mào)易總量不斷增加的情況下，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境之間的矛盾也越來越突出。

節(jié)能減排和低碳環(huán)保已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要方向，走可持續(xù)發(fā)展道路是世界各國(guó)在發(fā)展過程中的共同目標(biāo)。隨著船舶使用量的增加，其排入海洋和大氣中的污染物也在不斷增加，這就使海洋環(huán)境和生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，同時(shí)也對(duì)人類的健康產(chǎn)生了極大的影響。隨著各國(guó)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)際組織也在環(huán)境保護(hù)方面召開了多次會(huì)議，這些會(huì)議標(biāo)志著環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為亟待解決的重要問題。通過對(duì)全球船舶污染的調(diào)查了解到，船舶在使用中所產(chǎn)生的廢氣大約占大氣污染總量的10%左右，雖然船舶污染排放的污染物不是最重要的污染物，但其所占的絕對(duì)數(shù)量相當(dāng)大。

2 船舶節(jié)能減排的意義

2.1 船舶造成的海洋污染

一般來說，海洋污染主要包括船舶引起的污染、海底活動(dòng)污染、大氣污染、海洋傾倒等，其中船舶污染是造成海洋污染的重要因素。船舶能夠造成的主要污染包括生活污水、船舶垃圾、有害物質(zhì)、有害排氣、石油制品和有毒液體等，這些污染物主要是由于事故性或者操作性進(jìn)入到海洋當(dāng)中。船舶污染在海洋環(huán)境污染中大約占35%的比例，由于船舶和海水存在可變性，這就導(dǎo)致船舶污染也存在一定的流動(dòng)性和無界限性。水流和船舶的運(yùn)動(dòng)使海洋污染物的污染面積擴(kuò)大，這就給海洋治理造成一定的困難。海洋污染不僅僅是一個(gè)國(guó)家應(yīng)該面對(duì)的問題，也是具有全球性危害的問題。

2.2 船舶節(jié)能減排的意義

在柴油機(jī)發(fā)明之后，世界上幾乎全部商用船舶都將柴油機(jī)作為主要的動(dòng)力，但柴油機(jī)所造成的污染十分巨大，其排放的污染物主要有HC、COx、SOx、噪聲和煙塵等。通過對(duì)商用船舶污染的調(diào)查可以看出，船舶所排放的污染物顆粒為汽車排放量的50%左右，氧化氮的排放量占全球的7%。由此可以看出，船舶造成的污染不僅危害到海洋環(huán)境和全球氣候，也嚴(yán)重影響到人類的基本生活和身體健康。面對(duì)這一問題，必須重視海洋保護(hù)和環(huán)境保護(hù)，努力做好船舶的節(jié)能減排工作，這樣才有益于人類的健康發(fā)展。隨著燃油費(fèi)用的不斷增漲，船舶航運(yùn)的費(fèi)用也在不斷增加，所以航運(yùn)公司只有做好船舶的節(jié)能減排工作，不斷提高節(jié)能減排技術(shù)，才能盡量縮小成本，從而獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

隨著船舶節(jié)能減排意識(shí)的深入，世界各國(guó)在船舶節(jié)能減排方面也制定了較多法律，但這些法律法規(guī)不能完全抑制某些違法排放的現(xiàn)象。對(duì)于我國(guó)來說，船舶的節(jié)能減排是一項(xiàng)重要而又艱巨的任務(wù)，在不斷完善法律法規(guī)的同時(shí)，還應(yīng)該充分利用科技的力量，研制出更多船舶方面節(jié)能減排的新技術(shù)，這樣不僅有利于環(huán)境友好型社會(huì)的構(gòu)建，也能夠提升航運(yùn)公司的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

3 陰極電位控制理論在船舶節(jié)能減排方面的應(yīng)用

3.1 陰極電位控制理論

3.1 .1 磁化節(jié)能技術(shù)。最早利用磁化節(jié)能的案例是在1936年，我國(guó)的漁民曾利用磁體來改變漁船中的燃油特性，以此達(dá)到降低能耗的目的。直到1945年蒸汽機(jī)防污垢技術(shù)的應(yīng)用，使磁化節(jié)能技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展。截止到上世紀(jì)90年代末，以歐美和日本為代表的部分國(guó)家，已經(jīng)在電磁處理技術(shù)方面開展了大量的研究，并取得了一定的成果。

3.1 .2 陰極電位控制技術(shù)。永久性磁鐵所能夠產(chǎn)生的磁場(chǎng)不容易調(diào)節(jié)，為了解決這一問題，大量專業(yè)研究人員對(duì)磁化節(jié)能技術(shù)展開了進(jìn)一步的研究。2008年日本的科研專家發(fā)明了陰極電位控制技術(shù)，這種技術(shù)能夠有效地控制流體中的粒子電位，從而達(dá)到清除雜質(zhì)的目的。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在下水道維護(hù)、各類車輛污染物的清理方面得到應(yīng)用，并且能夠改善既有的使用效率，同時(shí)也能夠減少車輛尾氣中的污染物含量。

3.2 陰極電位控制理論在船舶應(yīng)用中的可行性

3.2 .1 在對(duì)挖掘機(jī)或者小型卡車開展試驗(yàn)時(shí)，如果利用陰極電位控制器，就會(huì)使車輛所排放污染物中的NOx減少，而且能夠使燃料得到充分燃燒，這樣不僅提高了能源利用率，還節(jié)約了大量能源和燃料；陰極單位控制器還能夠使車輛尾氣中的SOx減少，從而降低對(duì)環(huán)境的污染；

3.2 .2 陰極電位控制器能對(duì)潤(rùn)滑油起到一定的凈化作用，從而提高潤(rùn)滑油的使用效率，并且能夠?qū)崿F(xiàn)廢油的再次利用，降低了潤(rùn)滑油的浪費(fèi)，也起到了能源節(jié)約的作用；

3.2 .3 由于陰極電位控制器已經(jīng)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和挖掘機(jī)方面取得較好的節(jié)能效果，這項(xiàng)技術(shù)也同樣適用于船舶的節(jié)能減排中。

3.3陰極電位控制理論在船舶節(jié)能中的研究

在船舶中利用陰極電位控制理論的實(shí)踐證明，在使用陰極電位控制器以后，船舶油表的整體流量要比以往少很多。在使用陰極電位控制器以后，船舶發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。在功率相同的情況下，使用陰極電位控制器后的流量明顯減小。在流量一定的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率有所降低，證明陰極電位控制的應(yīng)用能夠起到節(jié)能減排的效果。在使用陰極電位控制器以后，船舶的各輸出功率段都有明顯的節(jié)能效果。

雖然陰極電位控制理論能夠在節(jié)能減排方面取得一定的成效，但這項(xiàng)技術(shù)的某些細(xì)節(jié)問題仍需深入研究，例如發(fā)動(dòng)機(jī)的平均輸出功率趨于穩(wěn)定是否和陰極電位控制理論有關(guān)?？蒲腥藛T只有通過不斷的探索和試驗(yàn)，才能使陰極電位控制的作用得到充分挖掘，同時(shí)也有利于其在各項(xiàng)節(jié)能減排工作中的應(yīng)用。

4 結(jié)語

在資源日益緊缺的前提下，我國(guó)必須同世界各國(guó)一起努力，共同來完成節(jié)能減排工作，這樣才有利于資源能源的可持續(xù)發(fā)展。本文通過航運(yùn)對(duì)海洋和大氣的影響、船舶節(jié)能減排的意義的分析，對(duì)陰極電位控制理論在船舶節(jié)能減排方面的應(yīng)用進(jìn)行了深入探討。通過分析可以了解到，陰極電位控制理論的應(yīng)用，能夠使船舶排放的污染物減少，從而保護(hù)海洋環(huán)境和大氣環(huán)境。

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