基于船舶制造的绿色制造技术的分析

基于船舶制造的绿色制造技术的分析

林水发

身份证号码：350626198201081517

摘要：随着我国制造业的快速发展，不仅各种生产制造技术越来越完善，行业的环保意识也不断增强。为了满足可持续发展的要求，制造业开始广泛采取绿色制造技术，造船领域也不例外。绿色制造技术在现实制造中发挥着至关重要的作用，具有非常重要的价值。得以有效减少排放、节约能源，既满足了生态环境保护的要求，又降低了造船成本，对行业可持续发展具备重要的推动作用。本文分析了绿色制造技术在船舶制造中的应用价值和现状，并结合实际情况阐述了主要绿色制造技术的使用。

关键词：船舶制造；绿色制造；技术

引言

制造业在创造巨大财富的同时，也形成对环境造成严重影响的污染物。船舶建造与其他建设项目一样，在建造和运营阶段都会对环境形成一定的影响。造船将对生态、社会经济、大气、水等诸多方面产生影响。与其他建设项目一样，造船业的因素也不完全是负面的。从某种程度上来说，造船也有积极的作用。对于区域水域而言，完善的绿色造船有利于改善区域环境质量，促进区域经济社会发展。材料选择和使用不当会导致造船过程中资源浪费，并对空气、土壤和水等环境造成污染。绿色船舶制造技术是综合考虑环境因素和资源利用效率的现代制造模式，要求最大程度减少对环境产生不利影响，追求原材料和能源的最优利用效率。

1. 船舶绿色制造的全面阐释

1.1船舶的绿色制造定义

船舶的制造与生产对资源需求巨大且资源浪费严峻，因此必须响应国家环境保护政策。为此，船舶绿色制造被定义为在船舶制造的各个步骤中全面贯彻节能减排理念，并注重绿色环保。因此，船舶绿色制造技术的基本定义是，在确保船舶经济效益和基本性能的前提下，从设计、建造到实际运营，合理运用现代制造技术来科学利用生态资源，实现节约能源，并推动绿色制造理念在船舶制造过程中得到实践。

1.2船舶的绿色制造内涵

船舶制造业与其他制造业存在显著区别，因此在许多方面存在巨大差异。这种独特性也使得船舶设计和制造环节备受相关企业重视。由于船舶规模庞大，很少会出现退役返厂重修的情况，因此对船舶的性能制造要求十分严格。船舶绿色制造的核心目标和内涵在于在生产制造过程中，通过改进和完善各个环节，减少负面因素对周围生态环境的破坏。始终强调和突出绿色环保理念，提高对生态资源的利用效率，同时减少资源浪费，确保实现预期的船舶制造效果。

2. 船舶制造中的关键性绿色制造技术

2.1 节能装置

在造船过程中，无论是依据我国环保政策和相关法律法规的要求，还是依据节能环保的理念，都应当在船舶的产品上安装节能设备。船舶降低能耗，进一步提升EEDI指数（即将能量换算碳排放量和有效能量换算成碳排放指数），更好地满足节能环保的要求。在船舶制造过程中，动力系统的设计与制造至关重要。对于操作性能的要求十分严格，因此，应着重考虑这两个方面。在选择合适的节能装置的同时，需确保设计质量的保障，以提高节能效果。例如，运用全向推进系统，该系统可实现向多个方向传递最大推力，并提高操控精准度，从而减少能源浪费，满足性能与节能要求。同时，通过始终保持螺旋桨相同的旋转方向，可减轻应力变化，有效延长使用寿命，提升船速，进而降低燃料消耗，实现增效与节能的目标。

2.2 减排技术

从我国目前的发展趋势来看，我国船舶制造业与环境保护相关的法律规范不断得到完善，从业人员的环保意识也在逐渐增强。在实际的生产制造过程中，他们不仅会按照规定安装节能装置，还会采取有效的减排措施。从最初的改造情况来看，尽管这个行业采取了许多柴油机改造措施，但减排效果并不尽如人意。研究发现，废气再循环系统、选择性催化还原技术以及双燃料柴油机都能有效减少排放。以废气循环系统为例，该系统将废气与空气混合，并将混合气体输送至柴油机气缸中，通过燃烧反应来降低氮氧化物的含量，从而有效减少污染物的排放。

2.3 轻量设计

船舶产品种类繁多，应用广泛，主要用于贸易运输，尤其是大型散货船。对于产品结构，船舶制造业具有十分严格的要求。传统船舶制造方法中，结构重量较大，导致制造成本较高，同时也会浪费大量材料，增加船舶的排放。因此，为了满足节能环保的设计需求，采用了轻量化的设计手段。在保证结构强度的前提下，使用轻型材料，以最大程度地降低船舶的重量。为了增强局部结构的强度，可以根据实际运行状态合理调整纵骨和肋骨的间距，以优化布局并提高结构的承载能力。此外，可以从设计纵骨疲劳节点入手，提升疲劳强度，从而延长船舶的使用寿命。在生产和制造过程中，材料的选择非常重要。要选择既轻量又高强度的材料，并确保其环保性。为了满足节能、环保、轻量化、高效的设计要求，传统造船行业一般采取矿棉、玻璃棉等材料。但此类材料难以回收且污染环境。因此，在实际设计中，应选择隔热、防火、可降解的环保材料，进一步提升船舶结构的耐腐蚀性能，简化处理工艺。

2.4 技术创新

绿色制造技术的应用过程不应只是依赖于单一的技术手段和应用模式，而应参照实际需要不断改进和创新。在造船过程中，钢材是主要生产投入，占消耗品总量的80%。参照这一特点，能够借助节约钢材来节约资源。一是要进一步提升钢材使用效率，严格规范各操作环节，杜绝偷工减料等不良行为。二是选择优质辅助材料，减少钢材选用量，同时进一步提升船舶性能。此外，还能够设计超大型双燃料集装箱船，可减少碳排放约20%，氮氧化物和硫排放量减少85%至99%，有效减少环境污染。例如，广船国际最近建造了一艘4.99万吨容量的甲醇双燃料化学品/产品油轮，配备甲醇双燃料系统，能够灵活选用四种不同的燃料，其中包含燃料油、燃料水合物、甲醇和水合甲醇，以满足排放标准。

2.5 绿色船舶的焊接技术

在船舶制造工艺中，焊接技术扮演着重要的角色，对于船舶的质量产生着相当大的影响。因此，在选择焊接技术时，需要根据实际情况合理地确定所使用的焊接设备类型以及规格，为了提高船舶制造质量和效率，可以选择绿色制造工艺，在保证船舶制造业顺利运行的同时，节约资源、减少废气排放，实现绿色和环保生产理念的全面贯彻。所以，制造企业在选择焊机时应根据船舶生产的规模和情况加以考虑。为实现绿色生产理念，需将资源利用和排放问题纳入考虑范畴。这时可以选择使用熔化极气体保护焊，该焊接方式操作简单、方便，能够提高焊接技术的加工效率。此外，采用效率更高的焊接工艺和设备，可以根本性地增强机械化条件的优势，推动焊接工作的迅速完成，同时减少废气和烟尘的排放。

3. 绿色船舶制造技术的发展趋势

3.1 加大节能减排技术的使用

随着社会对环保问题的关注程度不断提升，船舶制造业也将致力于开发绿色船舶制造技术。此技术的发展需要进一步推广节能减排措施，例如在船舶制造过程中采用新型环保材料，并减少有害物质的使用，以从根源上减少环境污染。此外，必须增加对船舶制造行业废弃物的回收利用率，减少废弃物产生，实现能源节约，这是推动绿色船舶制造技术发展的基本要求。

3.2 不断研发通讯信息技术

航海行驶对通讯的要求极高，通讯技术是航海中唯一的联系方式。根据当前通讯技术发展情况来看，尽管在航海中信息的可靠接收和发送可以实现，但这种通讯方法非常昂贵，导致航海成本大幅上升。尽管使用对讲机通信方式可以减少成本和费用，但是该技术目前尚不成熟，仍存在着可靠性的重大缺陷。因此，需要持续研发和更新，以使通信信息技术得到全面的健全和完善。

3.3 使用风险评估技术

风险评估技术已广泛应用于人们的生活和生产中，在化工技术、海洋工程等领域发挥着至关重要的作用。风险评估技术主要采取安全等级法、综合安全评估等必须的技术手段，IOM（IOM三维光学密集点云测量系统）不断应用于GBS（根据建设标准对象的海军）标准条件。随着世界航运业快速增长，国际市场竞争更加激烈，这就要求我国航运业紧跟时代步伐，全力投入创新船舶研发，运用估值技术合理化解风险，使我国船舶工业安全风险降到最低，从而在国际市场上获得有利地位。而在其他工程建设过程中，风险评估技术已成为主流方法。现在全世界人民都非常关注环保问题，绿色产业有望取代传统的高能耗、高污染产业。为使我国船舶工业充分渗透绿色产业链、提升发展水平，构建创新型绿色船舶工业十分重要。关键是要有合理的风险评估技术，这就需要专业人士不断学习和探索风险评估技术，以保证生态船舶产业的快速、扎实发展。

结束语

综上所述，在我国积极推动船舶制造业发展的背景下，生产制造与环境资源之间的关系更为紧密。为了积极响应国家环保政策，迫切需要推行绿色制造技术，并在船舶制造的设计、制造和焊接等环节广泛应用。通过倡导绿色制造理念，能有效提高生态资源利用率，提高船舶制造工艺质量。

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