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江蘇南通的海岸邊，一聲汽笛穿破云霄，世界最大打樁船“一航津樁”開啟了交付后的首次航行。操作室內，輪機長田寶勇看著緩慢跳動的油耗表，腦海中不由地浮現(xiàn)出項目團隊為實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保突破而共同奮斗的400余個日夜。
一航局投資研發(fā)的“一航津樁”總重達1550噸，是全球樁架最高、吊樁能力最大、施打樁長最長、抗風浪能力最強的專用打樁船，是大型港口、跨海大橋、海上風電建設的施工利器，其動力系統(tǒng)設計配備6臺發(fā)電機，全方位保障電力供應。
在動力系統(tǒng)設計討論會上，田寶勇就提出了耗能問題——在普通船舶上，船舶機工需根據(jù)施工內容預估功率，提前啟用對應數(shù)量的發(fā)電機，但在“一航津樁”這艘大型船舶上，打樁作業(yè)涉及到提樁、移船、施打等多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)需要做功的設備不同，能耗也會有明顯波動。為了確保發(fā)電量始終能夠滿足施工要求，機工只能按照過程中的最大能耗啟動多臺發(fā)電機全程運行，但在能耗較低的環(huán)節(jié)，部分發(fā)電機沒有過大的負載，怠速運行時的燃油都消耗在“無用功”上。
“現(xiàn)在絕大部分汽車都有‘自動啟停’功能，臨時停車時就會熄火節(jié)油，在需要的時候又可以讓發(fā)動機恢復運行，如果‘一航津樁’也具備這個功能，既能節(jié)省燃油還能延長機器壽命。”正當團隊成員陷入苦思時，田寶勇結合日常經驗提出了改進方向。技術團隊迅速開始梳理發(fā)電機組的工作流程，根據(jù)各發(fā)電機組的參數(shù)信息建立數(shù)據(jù)庫，經過反復調整，成功設計出一套智能電站功率管理系統(tǒng)。當船舶能耗下降，系統(tǒng)將自動關停低負載的機組；當船舶能耗上升，其他機組自行啟動進行補位，不僅能減少繁瑣的人工操作，更能減少燃油的無效損耗。
管理系統(tǒng)設計完畢，技術團隊又開始對修改后的圖紙進一步研究，力求將節(jié)能環(huán)保做到極致。在對各項工序進行測試之后，田寶勇將目光鎖定到了柴油機的尾氣排放上。體型巨大的柴油機作為船舶“心臟”，在運轉過程中將產生大量尾氣，而尾氣排放的阻力——排氣背壓又直接影響柴油機的正常運轉。當排氣背壓增大，大量尾氣積聚在氣缸難以排出，就會導致柴油燃燒不充分，動力下降的同時，還會產生含有一氧化碳、氮氧化合物和碳灰的高濃度有害氣體。目前發(fā)動機的排氣背壓雖然符合標準，但仍有提升空間。“能在這艘大國重器之上實現(xiàn)一點小突破，為環(huán)境保護多出一份力，也是一件值得驕傲的事情。”面對田寶勇的“額外任務”，項目團隊成員說道。
影響排氣背壓的核心因素在于排氣管道的管徑和氣體流速，當管徑減小，尾氣流速增大，排氣背壓隨之上升；當管徑過大，尾氣流速就會減慢，排氣背壓也會增加。項目團隊對全公司所有船舶裝備進行對比分析得出了10種方案，再經過逐一試驗后，鎖定了理論最佳配比，即排氣管徑調整為513毫米，尾氣流速控制在每秒28米時，便可達到排氣背壓的理論最優(yōu)值。很快，優(yōu)化方案便通過了專家評審，一顆“綠色之心”如期被裝進了“一航津樁”。
“柴油機燃燒效率良好，增壓器效率提升20%！”2022年11月12日，“一航津樁”完成了為期三天的航行試驗。經統(tǒng)計，優(yōu)化后的“一航津樁”在綜合工況下施工8小時，可節(jié)約燃油近200升，減少約100立方米的尾氣排放。田寶勇看著一沓數(shù)據(jù)記錄表，露出了滿意的笑容。(來源：交通建設報、一航局)
原標題：大國重器的“綠色之心”
