EEDI能效交流解读课件.ppt

EEID验证指南广州分社入级船舶检验(认证)处二0一三年一月三日,船舶温室气体排放要求的制定历史,提出阶段,广泛讨论与争议 和争议阶段,基本成型阶段,（MEPC57-MEPC59）,正式将船舶能效要求纳入MARPOL附则VI 。,1997年防止船舶造成空气污染外交大会要求MEPC考虑温室气体控制问题。,引入能效要求的MARPOL附则VI修正案,2011年 MEPC62,2012新船达到的能效设计指数（EEDI）计算方法导则2012能效设计指数（EEDI）检验和发证导则能效设计指数（EEDI）基线计算导则2012船舶能效管理计划（SEEMP）制订导则 EEDI计算导则修正案,2012年 MEPC63、MEPC64,制订过程中，或已计划开展的研究工作不良海况下最小装机功率导则ITTC试航航速修正方法业界实施EEDI要求指南（第一版）,EEDI-Energy Efficiency Design Index船舶能效设计指数：是表征船舶在设计和建造阶段船舶固有的CO2排放水平的一个衡量工具；SEEMP-Ship Energy Efficiency Management Plan船舶能效管理计划：是船舶营运过程中用于改进船舶营运能效的一种管理文件。EEOI-Energy Efficiency Operational Indicator船舶能效营运指标：是用于监测船舶营运能效的一种工具，是衡量SEEMP实施效果的主要监测工具。所谓船舶能效运营指标，就是单位运输作业所排放的CO2的量，亦即通过消耗燃油排放的CO2 与货物周转量的比值。EEOI应按照MEPC.1/Circ.683通函指南进行计算，EEOI滚动平均数是监测船舶能效的重要工具。,IMO能效要求,技术性措施（EEDI）,市场机制（MBM）,操作性措施（SEEMP、EEOI）,船舶EEDI指数是衡量新造船或主管机关认定的重大改装的新船或现有船能效技术水平的一个重要指标，SEEMP是促进船舶营运能效管理水平的一个重要实施文件。船舶能效要求被纳入到MARPOL附则VI框架下，与防止空气污染要求既有一定的联系，又相对独立。,框架,关键词,（1）EEDI（Energy Efficiency Design Index）：能效设计指数；（2）SEEMP(Ship Energy Efficiency Management Plan)：船舶能效管理计划；（3）Attained EEDI：是指单一船舶实际达到的EEDI值；（4）Required EEDI：是指特定船舶类型和尺度所允许最大Attained EEDI值；（5）船舶基准线值（Reference line value），简称RLV。,EEDI和SEEMP能效要求的适用范围,SEEMP适用于400总吨及以上的国际航行所有船舶；（包括新船和现有船）EEDI要求适用于所有400总吨及以上的国际航行船舶中的下述11种船型（11种船型仅从公约层面讲，我社绿色船舶规范定义了第12种船型：近海供应船-非强制）：散货船、气体运输船、液货船、集装箱船、杂货船、冷藏货物运输船、兼用船、滚装货船（车辆运输船）、滚装货船、滚装客船及客船；（每艘新船；每艘经过重大改建的新船；和每艘经过重大改建的、且因改建范围过大而被主管机关视为新造船的新船或现有船）EEDI目前不适用于（目前仅适用于传统推荐系统）：具有柴油电力推进、涡轮推进或混合推进系统的船舶；IMO后续将逐步制定此类推进方式的EEDI要求。,EEDI要求的免除条件：主管机关可对400总吨及以上的船舶免除适用Attained EEDI及Required EEDI的要求。但这种免除不适用于下述情况的400总吨及以上的船舶：在2017年1月1日或以后签订建造合同；或无建造合同时，在2017年7月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段；或在2019年7月1日或以后交船；或当新船或现有船在2017年1月1日或以后发生第1章第2.24条定义的重大改建时。（-相当于给予4年宽限期。宽限期结束后的新造船则需直接符合相应的Phase的Required EEDI要求） 该条款主要是授予主管机关延迟实施EEDI要求的权利，但这种延迟不得超过4年。该条款的应用在于船旗国主管机关需向IMO申报是否接受延迟实施。一旦接受后，则悬挂该主管机关所属国家国旗的船舶，可使用该条款。而非由船厂或船东自行向主管机关申请免除或延迟实施。,新船/现有船定义（MEPC64对各阶段新船有解释主要指Required EEDI的折减系数）新船系指：2013年1月1日或以后签订建造合同；或如无建造合同，2013年7月1日或以后安放龙骨或处于类似建造阶段；或2015年7月1日或以后交付的船舶。现有船系指：非新船的船舶。,重大改建定义重大改建系指对有关船舶所作的下述改建： 实质上改变了该船的尺度、装载容量或发动机功率；或改变了该船的类型；或 根据主管机关的意见，这种改建的目的实际上是为了要延长该船的使用年限；或 这种改建使得如该船是一艘新船，该船应遵守本公约中不适用于现有船舶的有关规定；或 实质上改变了该船的能效，并包括可导致该船超出第21条所述适用的Required EEDI的任何改装。 MEPC64通过-重大改建的解释。（MEPC.Circ 795）,Attained EEDI和Required EEDI关系及EEDI衡准,Attained EEDI和Required EEDI是EEDI的表征主体。EEDI要求包括船舶的Attained EEDI计算和船舶是否需要满足Required EEDI的要求两个部分。,RLV= a b（-c）a、b、c参数表：MEPC.203(62)Regulation 21Table 2 X表示折减系数，具体分为4个阶段，折减系数表附后,Attained EEDI Required EEDI= （1-X/100） RLV,对于有Required EEDI要求的船舶， Required EEDI即为Attained EEDI 验证红线,Attained EEDI：（分前期设计阶段水池结果计算和后期试航验证及修正）,Required EEDI：（一次计算确定数值）Required EEDI=（1-X/100） RLV,Required EEDI要求适用船型、尺度、折减率及目标年限汇总表,表中： * 表示根据船舶尺度由小到大的折减率在这两个值之间取线性插值。 n/a 表示不适用Required EEDI。,主机推进油耗,辅机日常航行油耗,辅机节能折减,用于推进的节能折减,辅机推进油耗,载运能力,航速,Attained EEDI计算公式简单解析,碳转换系数（CF） 该系数是一个无量纲系数，将燃油消耗量基于其含碳量转换为CO2排放量，用t-CO2/t-fuel表示。其下标MEi和AEi分别代表主机和辅机。CF对应于NOx技术规则定义的技术案卷包括的试验报告（以下称“NOx技术案卷包括的试验报告”）中确定SFC时所使用的燃料。,船速（Vref） 该船速是指在假定无风无浪的气象条件下，在75%MCR的主机轴功率时以及EEDI所定义的载运能力（Capacity）下的深水中航速；其单位为节（knot）。,载运能力（Capacity） 不同船型的Capacity定义如下：对散货船、液货船、气体运输船、滚装货船（车辆运输船）、滚装货船、冷藏货船、杂货船、兼用船和近海供应船，用载重吨（DWT）表示；对客船和客滚船，用1969国际吨位丈量公约附则I第3条定义的总吨（GT）表示；对集装箱船，Capacity参数应以70%DWT表示,功率参数（P） P 是指主、辅机功率，用kW 表示。下标ME 和AE 分别代表主机和辅机。i 的总和代表发动机数量（nME）PME(i)每台主机的额定安装功率（MCR）的75%。该MCR值应取EIAPP证书上规定的值计算。如果主机不要求具有EIAPP证书，则应采用主机铭牌上的MCR值计算 PTI(i)如果安装了轴马达，则PTI(i)是每台轴马达的额定功率消耗的75除以发电机的加权平均效率。,PAE指在为保障船舶在正常的最大海况下以Vref航速和Capacity营运所需的辅机功率（不等同于船舶的实际辅机功率，而是由经验公式计算而得），包括推进机械/系统和船上生活（如主机泵、导航系统和设备及船上起居）所需的功率，但不包括不用于推进机械/系统（如侧推、货泵、起货设备、压载泵、货物维护如冷藏和货物处所通风机）的功率。（1）对于总推进功率（MCRME(i)+ PPTI(i)/0.75）大于或等于10000kW的船舶： kW （2）对于总推进功率（MCRME(i)+ PPTI(i)/0.75）小于10000kW的船舶： kW,当轴发提供部分负荷时,应理解为，,Peff - 是指在75%主机功率下创新型能效技术用于推进的输出功率。直接与轴连接的机械式回收废热能量可不必测算，因为这种技术的影响直接反映在Vref中。 当船舶安装了双燃料发动机或多台主机，则公式中的CFME和SFCME应为所有主机的功率加权平均值。当PPTI(i) 0时，应采用SFCMECFME和SFCAECFAE的加权平均值来计算Peff部分。PAEeff是指当船舶在PMEi状态下由于采用了创新型电力能效技术而减少的辅机功率。,修正系数fj fj系数是用于补偿船舶特殊设计因素的修正系数 比如冰区加强、设有推进冗余的穿梭油船用于从近海设施 装载原油等修正系数fi fi是对Capacity的修正系数，指船舶因技术或规定要求而造成Capacity的限制，因此通过该修正系数以补偿Capacity损失所带来的对EEDI不利影响。若无需考虑该因素，可以假定该系数为1.0 比如冰区加强造成船体钢板加厚，从而增加船舶重量，导致船舶装载量减少，或具有自愿结构加强的船舶,舱容量修正系数fc fc是一个舱容量修正系数，当不必要授予该修正系数时，应取1.0 通常用于修正化学品船及气体运输船 修正系数fw fw是一个表示船舶在波高、浪频和风速的代表性海况（如蒲氏等级6）下的航速降低的无量纲系数 通常在Attained EEDI的计算中，fw系数取1.0,船舶功率分配总图,燃油消耗量参数SFCSFC应是相对于ISO标准基准条件用燃油标准低热值（42700kJ/kg）修正过的值，参照ISO 15550:2002和ISO 3046-1:2002。对于某些船型，如果其PAE值按照上述（1）或（2）经验公式计算所得的值与其在正常航行下所使用的实际总功率相差很大（如传统型客船），则该辅发电机的SFCAE则取记录在技术案卷的试验报告中的当处于柴油发电机75%的MCR或75%的额定扭矩下的燃油消耗值。SFCAE是每台辅柴油机的SFCAE(i)的功率加权平均值。（原因：PAE是估算）,燃油消耗量参数SFC在设计阶段如果无法获得NOx技术案卷中的试验报告，则应使用生产厂家规定并经主管机关确认的SFC值。如果正常最大海况载荷（NMSL-Normal Maximum Sea Load）的部分功率是由轴带发电机提供，那么对该部分功率而言,可用SFCME 替代SFCAE。对LNG发动机而言，以kJ/kWh测量的SFC应使用LNG标准低热值（48000kJ/kg）修正为以g/kWh计量的SFC值，参见2006年IPCC导则。,EEDI验证EEDI验证分为如下两个阶段：前期验证（水池试验可以免除，但有条件）最终验证,EEDI验证申请及评审EEDI验证申请由设计方、船厂或船东提交至我社审图中心, 由审图中心进行评审；前期验证水池试验由审图中心转移至水池就近检验部门或；单独进行水池试验由申请方直接向我社就近检验部门申请, 由检验部门单独进行评审, 按临时检验进行；,水池试验种类:船模阻力试验螺旋桨桨模敞水试验船模自航试验,试验水池的资质1.应为ITTC成员，其试验程序能够满足ITTC的相关程序（ITTC-国际拖曳水池大会（International Towing Tank Conference）；2.试验单位同时还应经过ISO 9001质量管理体系认证，并对试验人员资质以及服务提供进行有效管理和监控 。,试验水池的设施与条件1.水池的尺寸、测试段长度、拖车导轨平整度以及拖车的最大试验速度应与进行的船模试验相适应； 2.水池的室温、水温以及水密度应保持相应的恒定，保证水池试验的准确性； 3.试验设备（阻力仪、螺旋桨动力仪、自航动力仪等）应保持良好的维护及使用状态, 并应进行定期效准, 并保存效准记录；4.造波机和消波器（验证fw和Attained EEDIweather需要）；,5.其他测量设备，如纵倾测量仪、吃水测量仪、比重表、浪高仪、普兰特毕托管和五孔毕托管、压力传感器、水压力计、热线仪、激光多普勒测速仪、应变仪电桥设备、电子设备（记录器、滤波器、分析器、计算机、打印机、绘图机等）、摄影和摄像设备、试航测试仪器；6.水池应具备制作和测量船模的相关设备和人员，制作的船模应满足EEDI船模试验的要求。,船模的制作及检查 1.试验场所应具有船模制作能力，需确保船模符合EEDI验证的要求； 2.船模需要根据提供的船舶线型制作,主尺度、比例、重量以及线型与图纸及试验大纲相符； 3.船模首尾及船舯应标识清晰的吃水标志； 4.船模激流丝Turbulence Stimulation的布置与试验大纲一致，检查激流丝布置是否牢固，通常激流丝选用1mm的金属丝制作(激流丝的作用是使船模边界层中水流处于紊流状态，模拟类似实船周界的水流状态 )；,5.检查船模表面光洁度，确认是否满足试验大纲的要求，检查是否有油漆涂层脱落现象； 6.库存船模应重点检查是否有变形现象, 通常两年以上的库存船模不再使用； 7.模型制作应参照ITTC 7.5-01-01-01, 为在整个船体表面形成稳定的湍流状态，最好和最有效的方法是使用大尺度船模。船模的缩尺比应使船模长度不小于6m, 船模长度允许误差为0.05LPP 或1.0 mm，其余尺度的允许误差为不超过1mm。,船模,桨模的制作及检查1.进行外观检查，测量桨模尺寸及螺距，确认是否与试验大纲一致 ；2.螺旋桨模型：模型螺旋桨的直径一般不应小于200mm，允许误差为0.1mm；3.确认桨模动平衡结果； 4.桨模的精度应满足ITTC标准（ITTC7.5-01-02-02）或水池试验方的相关要求；5.螺旋桨模型通常由铝合金通过切削而成 ；,螺旋桨模型,螺旋桨敞水试验介绍螺旋桨模型单独在静水中进行试验称为敞水试验 目的在于测定螺旋桨模型的性能，通过试验测定桨模的进速、转速、推力和扭矩四个参数，就可以算出该桨的无因次特征系数，即：进速系数J、推力系数KT、扭矩系数KQ及敞水系数0，并绘制该桨的敞水特征曲线。以此曲线就可以分析螺旋桨在不同工况下的性能，为优化螺旋桨设计提供依据 。,敞水特征曲线,敞水动力仪的种类1.机械式敞水动力仪 试验时用砝码来平衡桨模发出的推力和扭距, 加减砝码比较麻烦, 而且不能直接将信号输入计算机, 使用效率低, 目前基本已很少采用。2.电测仪式敞水动力仪 在弹性原件上粘贴电阻应变片, 由原件变形使应变片产生电阻变化, 从而产生电流信号, 输入计算机进行处理显示相应的阻力和扭距值, 目前使用较多。,提示： 在进行桨模敞水试验前应先单独进行桨模的假毂、导流帽与光顺过度部分的敞水试验，按试验大纲规定的沉深和进速下测量不同进速的假毂推力修正值，并作出推力修正曲线。用以在螺旋桨敞水试验测得推力中扣除，而得到桨模的净推力。,敞水试验流程 把桨模牢固安装在敞水动力仪上，完成桨模安装后即进行敞水试验，拖车的前进速度应为螺旋桨的前进速度。试验中测量并记录螺旋桨的进速VA、螺旋桨的转速n、螺旋桨的推力T和扭矩Q。在敞水试验时，通常保持转速不变，系统的变更进速，一般从进速为0开始约试验12个不同的进速，直到测得推力为0结束。,敞水试验的注意要点1. 桨模转速的选取应使计算雷诺数大于临界雷诺数（ITTC建议值3.0 x105）以保证试验与实船的粘性相似；2. 试验时桨轴的沉深应大于1.5D，即桨轴至水面距离大于1.5D ，ITTC推荐桨轴沉深在1.5D与2.0D之间，D为螺旋桨直径。这样可以忽略兴波对试验的影响；3. 试验时，桨模应牢固固定在敞水动力仪上，并且保证桨轴与进速方向一致；4. 敞水动力仪进速前应使桨模转动，在转速达到规定转速并稳定后才能进速；5. 完成试验后，验船师应对试验原始数据进行确认签字。,阻力试验简介 船模单独通过拖车在拖曳水池中进行的拖曳试验称作阻力试验，测量在不同拖曳速度下船模的阻力，并根据测量结果绘制船体的阻力曲线，来分析比较船型的优劣，提供设计的参数及估算实船的阻力。,阻力曲线,阻力试验流程 1.试验时将船模安装在拖车上，使其纵中剖面与前进方向一致，拖力作用线应位于纵中剖面内，并且拖力点应在水线面附近的位置并保持水平。试验过程中船模的进退、升沉和纵摇运动应不受限制。确认船模吃水线与试验大纲要求一致，确认船模配重情况与试验大纲要求一致。在试验前应测量水池水温和密度 2. 完成上述准备后即进行船模拖曳试验，按照相应比例的实船航速进行10-15组各船模速度的拖曳阻力试验。试验过程中记录船模的速度Vm、阻力Rm 。,船模在拖车安装示意图,阻力试验注意要点：1. 试验吃水应符合试验大纲要求，配重块应根据计算及大纲布置要求放置，且船模无横倾。2. 拖力点应在水线面附近并保持水平，拖力作用线应在船模中纵剖面内。3. 试验过程中制动装置应脱开，船模升沉及纵摇应不受限制。4. 在拖曳速度稳定后，进行测量。5. 每两次拖曳试验间隔时间应充足，保证水面平静后方可进行下一次阻力试验。6. 完成试验后，验船师应对试验原始数据进行确认签字,船模自航试验简介: 通过上述的敞水试验和阻力试验，我们分别获得了船体的阻力曲线和螺旋桨的敞水性征曲线，了解了船体和螺旋桨的特性。但船舶在航行中，船体与螺旋桨实际是一个整体，彼此之间互相影响附近的速度场和压力场，这种相互影响是非常复杂的，目前还不能用纯粹的理论方法来确定计算。因此我们还必须使船模配合螺旋桨桨模在试验水池中航行，来测定船模在桨模推进下的航行性能，这种试验称作自航试验。通过该试验可求得该船型在某一速度下的伴流分数和推力减额分数。,自航试验示意图,船模自航试验种类:纯粹自航法：简单的讲就是调节拖车速度于船模自航速度一致,脱开拖车制动器, 测量船模的速度、桨模转速、桨模扭距及推力，由于调节拖车速度与船模自航速度非常困难，耗时耗力，因此一般不采用此方法。强迫自航法：布置与纯粹自航法一致，拖车给予船模一强制力，在强制力与桨模的共同作用下，船模保持一定的速度前进，在某一自航速度下，调节拖车5到6个不同强制力分别进行自航试验，其中一个强制力大致为0，即为船模的自航点，分别测量同一速度下的桨模转速、桨模扭距及推力。,根据测量数据绘制定航速下自航曲线，既为桨模转速（横坐标）与桨模扭距、推力以及强制力的曲线，当强制力与摩擦阻力修正值相等时的点既为实船的自航点，在此图上可以查出实船的螺旋桨推力、扭距和转速。 通过相关公式计算可得船模的伴流分数及螺旋桨的推力减额分数，并且进一部分析计算出实船的航速、螺旋桨转速及收到马力之间的关系，即进行实船性能预估。,自航试验流程： 试验时通常选择4-5个自航实验速度，以设计航速为基点选取，高于设计航速1个，低于设计航速两个，速度的间隔为1.5-2节。 在每个试验速度下，选择4-5个强制力，一般以摩檫修正系数FD为基点，上下各取2个，即取强制力为0、0.5FD、FD、1.5FD、2FD。 试验中，当拖车达到试验速度时，调整桨模转速，使船模达到力的平衡，此时测量强制力、螺旋桨转速、推力和扭矩。 将测得的每一组数据，以桨模转速为横坐标，强制力、桨模推力和扭矩为纵坐标绘制成自航曲线。当强制力等于FD时为实船的自航点，可以在图上读出实船自航点的推力、扭矩和转速 。 通过对船模自航试验结果的分析计算，就可以给出实船航速、螺旋桨转速及收到马力之间的关系，实现对船舶性能的预报 。,自航试验注意点：1. 试验吃水应符合试验大纲要求，配重块应根据计算及大纲布置要求放置，且船模无横倾。2. 拖力点应在水线面附近并保持水平，拖力作用线应在船模中纵剖面内。3. 试验过程中制动装置应脱开，船模升沉及纵摇应不受限制。4. 在拖曳速度及螺旋桨转速稳定后，方可进行测量相关数据。5. 每两次拖曳试验间隔时间应充足，保证水面平静后方可进行下一次自航试验。6. 完成试验后，验船师应对试验原始数据进行确认签字。,试验数据及报告的递交及审核:完成上述水池试验后, 现场检验验船师应对试验报告及试验原始数据签字确认, 转移至审图中心审核。-样本通常水池试验方会提交试验报告及试验测试报告(包含试验原始数据)审图中心对试验报告及EEDI前期验证技术文件进行审批, 签发前期验证声明 .,EEDI最终验证（绿色船舶规范有较详细描述）1.对试航条件的确认；2.从试航获得数据对航速的确认，和3.对经修订和重新提交的EEDI技术文件的验证,现场检验单位批准EEDI实船航行试验大纲,现场检验单位见证进行EEDI航行试验，确认后签发试航见证测定相关数据报告并提交。,审图单位审批验证修正的EEDI技术案卷文件及相关资料，完成验证后根据要求签发“最终验证声明”。,现场检验单位完成EEDI验证签发船舶能效EEDI符合声明或国际能效证书。,EEID最终验证开始,试航前提交的资料:1.试航大纲，应至少包括在试航条件下制定功率曲线应测量的所有必需项目和应使用的相应测量方法的描述； 2.最终的排水量表和测定的空船重量，或最终的倾斜试验报告；3.主机和辅机的NOx技术案卷副本。,对试验机构/单位的基本要求 1.试验机构/单位应经过ISO 9001质量认证，其试验程序能够满足ITTC的相关程序，相应的试验人员应持检测员证； 2.试验机构/单位应配备航速试验所需的设备和测量仪器；3.测量仪器应定期计量并予以记录；4.试验机构/单位应具有相应的试验数据管理、分析软件平台；,（1）全球差分定位系统（DGPS），用于测量航速；（2）轴功率测量系统；（3）转速计/转速表；（4）遥测浪高仪，可测量波浪的有义波高、平均周期和浪向角；（5）综合气象仪，可测量风速、风向；（6）激光水位测量仪；（7）水深仪；（8）其他在ISO15016：2002修正方法或等效标准中要求的环境条件参数测量仪器，如水密度计、盐度计等；（9）其他测量设备，如运动参数测量系统、三向测振仪、声级计等；（10）相应的测量和数据处理软件，ISO15016：2002修正方法软件及EEDI最终验证计算软件,测速试航应验证如下方面:1.推进系统和供电系统、柴油机技术细节、EEDI技术文件中描述的其他相关项；2.船舶吃水和纵倾；3.试航的海况及其他要求的环境条件参数；4.船速的测试；5.主机轴功率和转速（RPM）的测试；注意： 在对应于Capacity和Vref深水条件下试航的船舶：应使用在试航时EEDI计算导则所规定的主机功率下测得的航速重新计算Attained EEDI； 不在对应于上述条件下试航的船舶：如果试航时在EEDI计算导则所规定的主机功率下测得的航速不同于对应条件下功率曲线上的预期航速，提交验证方应通过验证方认可的适当修正方法将航速调整到上述条件下，再重新计算Attained EEDI。,验船师完成测速试航试验的见证后应在“试航测速见证项目检查表”上签署 -样本,Attained EEDI的重新计算 应将试航后获得的功率曲线与设计阶段的估计功率曲线进行比较，如果两者之间有差异，则重新计算船舶的Attained EEDI值,经修订的EEDI技术文件 1.测速试航报告；2.满载工况功率曲线和航速；3.船舶的Attained EEDI值及其所有与计算参数相关的细节；,确认审图中心最终批准的EEDI技术案卷EEDI最终验证符合声明 , 签发能效证书(Form CEE)或能效符合证明(Form SEE),谢谢！,