徐海軍

摘要：造船業(yè)對于水源影響作用巨大，為了順應社會環(huán)保的要求，船舶工程需要轉(zhuǎn)變過去污染水源、浪費原材料、破壞大氣等弊端，這就對船舶結(jié)構(gòu)設計與船舶制造提出了較高的環(huán)保性要求，在船舶工程的設計與制造中需要充分融入綠色理念，要全面遵循環(huán)保要求，積極打造穩(wěn)定性強、航速快、性能高的綠色船舶。要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須創(chuàng)新船舶生產(chǎn)建造技術(shù)，減少生產(chǎn)活動對環(huán)境的影響。

關(guān)鍵詞：綠色制造；工藝；船舶；結(jié)構(gòu)設計

1導言

近些年，船舶制造業(yè)的快速發(fā)展，規(guī)模持續(xù)擴大，造成的環(huán)境污染問題也愈發(fā)嚴重。通過對綠色制造在船舶結(jié)構(gòu)中設計和應用的探究，便于研發(fā)出具備創(chuàng)新特性的技術(shù)，為綠色船舶事業(yè)的健康發(fā)展營造良好條件，實現(xiàn)綠色制造領(lǐng)域的穩(wěn)定發(fā)展。

2船舶綠色制造的全面闡釋

2.1船舶的綠色制造定義

所謂綠色船舶，其實質(zhì)是一種節(jié)能減排型建設理念，通過將這種理念貫穿于船舶整個設計、建造、運營及報廢拆解全過程，并通過引用現(xiàn)代化技術(shù)形式，在充分滿足船舶性能、運營效益的基礎之上，達到對生態(tài)資源和自然能源的雙重節(jié)約，維護整個環(huán)境免受船舶產(chǎn)品生產(chǎn)的破壞及污染。在綠色船舶制造過程中，船舶的綠色制造作為其中一項較為基礎環(huán)節(jié)，在其中發(fā)揮著不可磨滅的作用。

2.2船舶的綠色制造內(nèi)涵

與其他行業(yè)相比，船舶產(chǎn)品制造行業(yè)的特殊性較為顯著，當船舶停止運行廢棄時，回原船廠進行拆解的可能性較小，因此，船舶設計以及制造成為綠色船舶生產(chǎn)的重點研究方向。綠色船舶制造的最終目標是在整個船舶生產(chǎn)過程中，減少生產(chǎn)過程中不利因素對環(huán)境的直接影響與破壞，減少對制造原材料的浪費程度，確保現(xiàn)有資源的有效利用率，確保綠色船舶制作達到預期制造效果。

3綠色工藝標準

目前國際上“綠色船舶”的標準是在現(xiàn)有 SOLAS 和MARPOL 兩大海事支柱性公約體系的基礎上進行延伸和發(fā)展的。中國船級社發(fā)布的《綠色船舶規(guī)范（2015）》從環(huán)境保護要求、能效要求、工作環(huán)境要求等三個類別對綠色船舶進行了規(guī)范和界定。其中，環(huán)境保護劃分為防止油類污染、防止生活污水污染、NO X 和 SO X 排放控制、壓載水控制等子要素；能效要求包括船舶設計能效指數(shù)（EEDI）、船舶能效管理計劃（SEEMP）等評價指標；工作環(huán)境方面分為自動化和振動噪聲兩個方面。同時，該規(guī)范將國際航行海船和國內(nèi)航行海船進行了綠色船舶附加標志分類，國際航行海船分為Green Ship I/II/III；國內(nèi)海船分為 Green Ship1/2/3，每個等級對應不同的要求。以環(huán)境保護方面為例，GreenShip II 類船舶的防止空氣污染的硫氧化物（SOX）及顆粒物質(zhì)（PM）排放控制要求為：船舶上使用的任何燃油的硫含量，應不超過 3.0%m/m。當船舶位于 SO X排放控制區(qū)或特定港口時，其使用的任何燃油的硫含量應不超過 1.0%m/m。而Green Ship III 防止空氣污染標準更為嚴格：船上使用的任何燃油的硫含量，應不超過 0.5%m/m；當船舶位于 SO X 排放控制區(qū)或特定港口時，其使用的任何燃油的硫含量應不超過 0.1%m/m。也可采用廢氣清潔系統(tǒng)，將排放廢氣中 SO X排放量控制在等效水平。

4船舶結(jié)構(gòu)中綠色制造工藝設計思路

4.1優(yōu)化船舶推進系統(tǒng)

在船舶結(jié)構(gòu)中增加綠色制造工藝可以從優(yōu)化船舶推進系統(tǒng)著手，按照船舶制造業(yè)中現(xiàn)有的發(fā)動機和推動器進行重新組合，按照每艘船的類型進行匹配，從而實現(xiàn)優(yōu)化船舶推進系統(tǒng)。如淺水的快速船需要的推進系統(tǒng)是重量和功率比值小的；而載客類型的船要按照其載重量和乘客的需求進行匹配推進系統(tǒng)，一般會選用柴-燃-點聯(lián)合的推進系統(tǒng)，既可以減小噪音，提高乘客的舒適度，還可以提供船只的所需動力。此外，為船舶挑選最合適的推進裝置不僅要考慮內(nèi)在因素，對其相關(guān)的外在因素也需要考慮，如主機效率、水漿的動能以及發(fā)電等設備都要選用節(jié)能環(huán)保的裝置，才能做到優(yōu)化船舶推進系統(tǒng)，實現(xiàn)綠色船舶的目標。

4.2優(yōu)化船舶節(jié)能體系

實現(xiàn)船舶綠色還可以在設計中加入節(jié)能的理念：①要足夠重視能源的創(chuàng)新性，如對風能、水能等可再生能源提高利用率，讓自然能源在綠色船舶結(jié)構(gòu)中起到重要作用；②利用合理的方法提高船舶結(jié)構(gòu)的推進方法，利用節(jié)能環(huán)保的方法提高船舶的推進速度；③提高船舶燃油的利用率，可以利用先進的相關(guān)技術(shù)對船舶的燃油進行處理，增加其使用率，避免浪費，從而做到節(jié)能環(huán)保；④要提高船舶的可再生或回收利用率，將某些廢棄物通過特殊處理可以再利用，做到優(yōu)化船舶節(jié)能的設計。

5綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的應用

5.1優(yōu)化整合船舶設計

（1）優(yōu)化整合船體結(jié)構(gòu)對于綠色船舶的結(jié)構(gòu)設計，需要積極優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)，全面考慮資源與能源的節(jié)約，針對船舶的型號與尺度進行必要的優(yōu)化，盡可能提升船舶的航速，增強船舶的穩(wěn)定性，提高船舶的載重量，保證船舶的安全性。

（2）優(yōu)化船舶節(jié)能設計

針對綠色船舶進行節(jié)能設計方面的優(yōu)化，一是重視新能源的研發(fā)利用，如積極利用風能、水能、太陽能等新能源，發(fā)揮新能源對船舶節(jié)能優(yōu)化設計的利導作用；二是有效地提升優(yōu)化推進方式，如尋求更為高效、節(jié)能的優(yōu)化推進手段，快速實現(xiàn)優(yōu)化推進的效果；三是關(guān)注燃油利用率的提高，如采用先進的燃油使用技術(shù)，促進燃油使用率的提升，進而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果；四是注重能源循環(huán)使用技術(shù)的利用，如回收廢氣再利用技術(shù)和分離廢棄物再利用技術(shù)的使用，從而有效實現(xiàn)綠色船舶節(jié)能設計的優(yōu)化。

5.2綠色船舶的焊接技術(shù)

焊接在船舶綠色制造技術(shù)實際開展過程中占有重要地位，在某種程度上影響著船舶總體生產(chǎn)質(zhì)量。在船舶制造過程中合理選擇焊接方式，如高效的焊接工藝、裝備以及焊接電源等，不僅有助于船舶生產(chǎn)制造作業(yè)的順利開展，且符合21世紀新時期背景下綠色生產(chǎn)理念。以高效焊接工藝為例，生產(chǎn)作業(yè)的開展選擇熔化極氣體保護焊，操作極為便利，加工效率相對較高，可以在完全機械化條件下快速完成焊接工作，焊接過程中煙塵產(chǎn)生幾率較小。

5.3綠色加工工藝

現(xiàn)階段凈成形加工技術(shù)不斷完善和應用，使其在生產(chǎn)綠色船舶過程中可以得到很好的利用。凈成形加工技術(shù)是將原料直接生產(chǎn)成所需要產(chǎn)品的形狀，并且還附有其功能，省去了中間環(huán)節(jié)，大大降低了物資浪費情況，在制造過程中不僅節(jié)約了成本，提高了工作效率，最主要是在船舶制造過程中達到了綠色環(huán)保的作用。將干式加工技術(shù)合理有效地運用到綠色船舶生產(chǎn)當中，這些技術(shù)和工藝都是基于現(xiàn)在科學技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生出來的，可以有效地避免資源的不必要浪費，而且干式加工技術(shù)操作簡單，還克服了使用冷卻液過程中帶來的諸多不便。綠色船舶工藝的構(gòu)建是一項精確度高、復雜性較強的工藝流程，干式加工技術(shù)可以滿足綠色船舶制造工藝的需求。運用該項技術(shù)為我國綠色船舶制造工藝添磚加瓦。

5.4保證涂裝工藝應用的綠色性

首先，綠色環(huán)保涂料的選擇。在進行綠色船舶制造時，涂料選擇非常重要，其直接影響著船舶制造的環(huán)保特性和標準。因此，要想實現(xiàn)對涂裝數(shù)量的把控，應該科學選擇厚膜型，在底漆選擇時應該具備萬能特性。通過應用簡化涂裝流程，促進涂裝水平的提升，進而更好滿足船舶制造節(jié)能環(huán)保需求。其次，保證環(huán)保作業(yè)的全面性和高效性。綠色船舶制造應該把綠色環(huán)保理念貫徹其中，結(jié)合船舶制造模塊化制造，注重涂裝工藝設計，實施涂裝工藝動態(tài)修整，在綠色環(huán)保涂裝工藝的作用下，達到船舶涂裝工作的環(huán)保效果。

結(jié)語

綜上所述，在船舶制造行業(yè)飛速發(fā)展的今天，其生產(chǎn)過程的節(jié)能性與環(huán)保性備受關(guān)注，而綠色制造最為新時期背景下一種新型生產(chǎn)模式及生產(chǎn)理念，船舶的綠色標準體現(xiàn)在船舶的完整使用壽命周期內(nèi)，以安全、環(huán)保、節(jié)能等要求為原則，將日益成為船舶行業(yè)的綠色標準，在應用先進技術(shù)，保障船舶的功能性、使用性能以及安全等基礎的情況下，實施綠色船舶的設計與制造具有重要意義。

參考文獻

[1]劉時進.綠色制造工藝在船舶結(jié)構(gòu)中的應用[J].綠色科技，2018（16）：271-272.

[2]吳楓.關(guān)于船舶綠色制造技術(shù)分析[J].南方農(nóng)機，2018，49（15）：45+50.

（作者單位：南通中遠船務工程有限公司）