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內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)_第2頁(yè)
內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)_第3頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

24/27內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)第一部分內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)概述 2第二部分船體流體力學(xué)優(yōu)化 5第三部分動(dòng)力系統(tǒng)效率提升 8第四部分低能耗推進(jìn)器應(yīng)用 11第五部分綠色航線規(guī)劃 14第六部分廢熱利用和回收 17第七部分新能源動(dòng)力系統(tǒng) 20第八部分智能化船舶管理和控制 24

第一部分內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)概述關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)船舶輕量化

1.采用輕質(zhì)材料,如鋁合金、高強(qiáng)度復(fù)合材料,減輕船舶結(jié)構(gòu)重量。

2.優(yōu)化船舶設(shè)計(jì),采用流線型外形、減少阻力,降低動(dòng)力消耗。

3.應(yīng)用先進(jìn)的加工技術(shù),提高建造精度,減少不必要的重量。

推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化

1.采用高效螺旋槳和推進(jìn)裝置,提高推進(jìn)效率,降低燃料消耗。

2.引入混合動(dòng)力系統(tǒng)或電動(dòng)推進(jìn),優(yōu)化能量利用,減少排放。

3.應(yīng)用智能控制系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際航行條件調(diào)節(jié)推進(jìn)功率,降低燃油消耗。

船舶節(jié)能設(shè)備

1.采用節(jié)能尾流改善裝置,減少船舶尾流阻力,降低動(dòng)力需求。

2.安裝空氣潤(rùn)滑系統(tǒng),減少船舶船體與水之間的摩擦,降低阻力。

3.應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng),優(yōu)化船舶運(yùn)行工況,減少不必要的能耗。

智能航行

1.應(yīng)用船舶信息系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航行數(shù)據(jù),優(yōu)化航線和航速,降低燃油消耗。

2.引入人工智能技術(shù),對(duì)航行條件進(jìn)行預(yù)測(cè)和智能決策,提高航行效率。

3.利用大數(shù)據(jù)分析,識(shí)別節(jié)能優(yōu)化潛力,不斷提高船舶性能。

新能源應(yīng)用

1.采用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源,減少船舶對(duì)化石燃料的依賴。

2.開發(fā)氫燃料電池技術(shù),實(shí)現(xiàn)零排放航行,降低環(huán)境污染。

3.研究燃料電池和電能混合動(dòng)力系統(tǒng),提高能量轉(zhuǎn)換效率,減少溫室氣體排放。

綠色運(yùn)營(yíng)管理

1.建立船舶能效管理體系,監(jiān)測(cè)和記錄能源消耗,識(shí)別節(jié)能潛力。

2.加強(qiáng)船員節(jié)能培訓(xùn),提高意識(shí)和操作技能,促進(jìn)節(jié)能行為。

3.優(yōu)化船舶調(diào)度和航線規(guī)劃,減少不必要的航行和燃油消耗。內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)概述

隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益加劇,內(nèi)河客運(yùn)船舶的節(jié)能減排技術(shù)受到廣泛關(guān)注。內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)是指應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)手段,降低船舶運(yùn)營(yíng)過(guò)程中能源消耗和污染物排放的措施。

1.船體優(yōu)化

*優(yōu)化船體線型:采用CFD(計(jì)算流體力學(xué))仿真技術(shù),優(yōu)化船體線型,減少船舶航行阻力。

*采用阻力涂層:在船體外表面涂覆低阻力涂層,降低船體與水流的摩擦阻力。

*安裝節(jié)流槽:在船首和船尾安裝節(jié)流槽,減少船體尾流湍流,降低航行阻力。

2.動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化

*采用高效低速推進(jìn)系統(tǒng):使用節(jié)能型低速主機(jī)和螺旋槳,降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料消耗。

*優(yōu)化推進(jìn)系統(tǒng)參數(shù):通過(guò)CFD仿真和試驗(yàn)優(yōu)化螺旋槳直徑、槳葉形狀、傾斜角等參數(shù),提高推進(jìn)效率。

*采用可變螺距螺旋槳:根據(jù)不同航行工況調(diào)整螺旋槳螺距,優(yōu)化推進(jìn)力分配,提高航行效率。

3.能量管理優(yōu)化

*采用能量管理系統(tǒng):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶能源消耗情況,優(yōu)化能源分配和利用。

*安裝廢熱回收系統(tǒng):利用主機(jī)的廢熱加熱生活用水或其他設(shè)備,提高能量利用率。

*優(yōu)化供電系統(tǒng):采用高效節(jié)能的發(fā)電機(jī)組和供電系統(tǒng),降低電力損耗。

4.輕量化設(shè)計(jì)

*采用復(fù)合材料:使用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的復(fù)合材料替代傳統(tǒng)鋼材,減輕船體重量。

*優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):通過(guò)有限元分析和優(yōu)化技術(shù),優(yōu)化船體結(jié)構(gòu),減輕自重。

*采用模塊化設(shè)計(jì):將船體結(jié)構(gòu)分解成模塊,便于組裝和拆卸,降低重量。

5.可再生能源利用

*安裝光伏發(fā)電系統(tǒng):利用太陽(yáng)能為船舶提供電力,減少化石燃料消耗。

*采用風(fēng)力推進(jìn)系統(tǒng):利用風(fēng)力輔助推進(jìn)船舶,降低燃油消耗。

*安裝儲(chǔ)能系統(tǒng):利用儲(chǔ)能電池或飛輪儲(chǔ)能,滿足高峰用電需求,減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間。

6.運(yùn)營(yíng)管理優(yōu)化

*優(yōu)化航行速度:根據(jù)船舶航行工況和環(huán)境條件,選擇最佳航行速度,降低油耗。

*采用電子海圖和航行輔助系統(tǒng):提高航行精度和安全性,減少不必要航行時(shí)間。

*加強(qiáng)船員節(jié)能意識(shí):培訓(xùn)船員節(jié)能駕駛技術(shù),提高船舶節(jié)能水平。

近年來(lái),內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)取得了顯著進(jìn)展。隨著相關(guān)政策法規(guī)的完善和技術(shù)研發(fā)投入的不斷加大,內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排水平將進(jìn)一步提高,為構(gòu)建綠色低碳的內(nèi)河航運(yùn)體系做出積極貢獻(xiàn)。第二部分船體流體力學(xué)優(yōu)化關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)低阻形船體設(shè)計(jì)

1.優(yōu)化船體線型,減小船舶阻力,提高航行效率。

2.采用前后對(duì)稱的流線型設(shè)計(jì),減少航行過(guò)程中的湍流產(chǎn)生。

3.運(yùn)用數(shù)值仿真技術(shù),優(yōu)化船體水線以上的部分,降低風(fēng)阻。

水下附體優(yōu)化

1.優(yōu)化舵、螺旋槳、短翼等水下附體的形狀和位置,降低水阻和湍流。

2.采用新型復(fù)合材料制作水下附體,減小阻力和重量。

3.運(yùn)用湍流控制技術(shù),抑制水下附體周圍的湍流產(chǎn)生。

空氣動(dòng)力學(xué)改進(jìn)

1.改進(jìn)船舶上層建筑設(shè)計(jì),減少風(fēng)阻,降低航行能耗。

2.采用流線型桅桿和煙囪等裝置,降低風(fēng)阻系數(shù)。

3.加裝空氣導(dǎo)流裝置,優(yōu)化船舶周圍的氣流分布,減小阻力。

減振降噪技術(shù)

1.優(yōu)化船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減小船舶振動(dòng),降低噪音。

2.采用新型減振材料和裝置,有效吸收和隔離振動(dòng)。

3.運(yùn)用聲學(xué)技術(shù),優(yōu)化船舶內(nèi)部的噪音控制,改善船舶乘坐舒適性。

推進(jìn)系統(tǒng)的智能化

1.采用智能控制技術(shù),優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),提高燃油效率。

2.應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),預(yù)測(cè)最優(yōu)航行路線和速度,降低能耗。

3.研發(fā)新型推進(jìn)系統(tǒng),如混合動(dòng)力技術(shù)、電動(dòng)推進(jìn)技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)船舶節(jié)能減排。

清潔能源應(yīng)用

1.采用LNG、甲醇等清潔能源作為船舶燃料,減少溫室氣體排放。

2.研發(fā)船舶太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)船舶零排放。

3.探索燃料電池技術(shù)在船舶上的應(yīng)用,大幅降低船舶污染。船體流體力學(xué)優(yōu)化

船體流體力學(xué)優(yōu)化旨在通過(guò)修改船體形狀和附加流體裝置,改善船舶的流體力學(xué)性能,從而降低阻力、提高推進(jìn)效率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

1.船體形狀優(yōu)化

*船體線型優(yōu)化:優(yōu)化船體水線長(zhǎng)寬比、吃水深度、塊系數(shù)等參數(shù),減小船體迎流面積,降低波浪阻力。

*船首形狀優(yōu)化:采用球鼻首、鴨嘴首等形狀,減少船首阻力,提高推進(jìn)效率。

*船尾形狀優(yōu)化:采用圓形尾、圓角尾等形狀,減小船尾漩渦耗能,提升推進(jìn)效率。

2.流體裝置優(yōu)化

*球鼻泡:安裝在船首附近,通過(guò)產(chǎn)生氣泡減少波浪阻力,降低船體振動(dòng),提高舒適性。

*導(dǎo)流裝置:安裝在船體舷側(cè),引導(dǎo)水流,減小船體與水體的摩擦阻力。

*尾流改善裝置:安裝在船尾,通過(guò)改變尾流形狀和速度分布,降低尾流阻力,提高推進(jìn)效率。

*空氣潤(rùn)滑系統(tǒng):在船底表面釋放微小氣泡,形成氣膜,減少船體與水體的摩擦阻力。

3.其他優(yōu)化措施

*船體表面涂層:涂覆低摩擦涂層,減小船體與水體的摩擦阻力。

*船體維護(hù):定期清理船體附著物,保持船體表面光滑,減小摩擦阻力。

*船舶輕量化:采用輕質(zhì)材料和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減輕船舶重量,降低慣性阻力。

優(yōu)化方法

船體流體力學(xué)優(yōu)化采用多種方法,包括:

*實(shí)驗(yàn)?zāi)P驮囼?yàn):在造波池或拖曳水池中進(jìn)行模型試驗(yàn),測(cè)量阻力和其他流體力學(xué)參數(shù)。

*數(shù)值模擬:利用計(jì)算機(jī)流體力學(xué)(CFD)軟件,模擬船舶在水中的運(yùn)動(dòng),獲得流場(chǎng)分布和阻力信息。

*優(yōu)化算法:采用遺傳算法、粒子群優(yōu)化等算法,在給定的約束條件下,對(duì)船體形狀或流體裝置參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

優(yōu)化效果

船體流體力學(xué)優(yōu)化可有效降低船舶阻力,提高推進(jìn)效率。根據(jù)不同船舶類型和航行條件,優(yōu)化效果通常如下:

*波浪阻力降低:10%~20%

*摩擦阻力降低:5%~10%

*推進(jìn)效率提高:2%~5%

整體而言,船體流體力學(xué)優(yōu)化可節(jié)約燃料消耗,減少溫室氣體排放,具有顯著的節(jié)能減排效益。第三部分動(dòng)力系統(tǒng)效率提升關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化

1.優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng),提高燃燒效率,減少排放。

2.采用可變氣門正時(shí)和升程技術(shù),根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)整進(jìn)氣和排氣門正時(shí)與升程,從而優(yōu)化氣缸充氣和排氣過(guò)程,提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

3.采用電子燃油噴射技術(shù),精確控制噴油量和噴油時(shí)間,優(yōu)化燃油與空氣的混合,提高燃燒效率,降低排放。

傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化

1.采用高效的齒輪箱,減少傳動(dòng)功率損失,提升動(dòng)力傳輸效率。

2.應(yīng)用可變螺距螺旋槳,根據(jù)船舶航行狀態(tài)調(diào)整螺旋槳螺距,優(yōu)化推進(jìn)效率。

3.采用雙螺旋槳或多螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng),提高推進(jìn)效率,降低燃料消耗。

電力推進(jìn)系統(tǒng)

1.采用柴油-電力混合動(dòng)力系統(tǒng),在低負(fù)荷下使用電力推進(jìn),在高負(fù)荷下使用柴油推進(jìn),實(shí)現(xiàn)動(dòng)力優(yōu)化,提高燃油效率。

2.應(yīng)用全電推進(jìn)系統(tǒng),以電池組或燃料電池作為動(dòng)力源,實(shí)現(xiàn)零排放航行,大幅節(jié)能減排。

廢熱回收利用

1.安裝廢熱鍋爐,回收發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱,產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)輔助設(shè)備,提高能源利用率。

2.采用有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng),利用低溫廢熱發(fā)電,補(bǔ)充船舶電能,進(jìn)一步提升能源利用效率。

電子控制和優(yōu)化

1.安裝船舶能源管理系統(tǒng)(EMS),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化船舶動(dòng)力系統(tǒng),提高運(yùn)行效率,降低燃料消耗。

2.采用專家系統(tǒng)或人工智能技術(shù),輔助船員決策,優(yōu)化船舶航行參數(shù),提升燃油經(jīng)濟(jì)性。

輕量化設(shè)計(jì)

1.采用輕量化材料,如鋁合金、復(fù)合材料等,減輕船舶重量,降低動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)荷,提高燃油效率。

2.優(yōu)化船體線型,減小阻力,降低推進(jìn)所需的動(dòng)力。動(dòng)力系統(tǒng)效率提升

1.柴油機(jī)節(jié)能技術(shù)

*渦輪增壓系統(tǒng):增加進(jìn)氣量,提高燃燒效率,降低燃油消耗率。

*共軌噴射系統(tǒng):精確控制噴油時(shí)機(jī)和噴油量,優(yōu)化燃燒過(guò)程,降低廢氣排放。

*電子控制系統(tǒng):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù),實(shí)現(xiàn)最優(yōu)工況,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

具體數(shù)據(jù):

*渦輪增壓系統(tǒng):可降低燃油消耗率5%~15%

*共軌噴射系統(tǒng):可降低燃油消耗率3%~8%

*電子控制系統(tǒng):可降低燃油消耗率2%~5%

2.傳動(dòng)系統(tǒng)效率提升

*直連式傳動(dòng):減少變速箱損耗,提高傳動(dòng)效率。

*齒輪傳動(dòng):替代鏈條傳動(dòng),降低摩擦阻力,提高傳動(dòng)效率。

*變速箱優(yōu)化:優(yōu)化齒輪速比和換擋時(shí)機(jī),降低傳動(dòng)損耗,提升綜合效率。

具體數(shù)據(jù):

*直連式傳動(dòng):可提升傳動(dòng)效率2%~5%

*齒輪傳動(dòng):可提升傳動(dòng)效率3%~8%

*變速箱優(yōu)化:可提升傳動(dòng)效率1%~3%

3.船舶阻力降低

*流線型船體:優(yōu)化船體形狀,減少水阻力,降低推進(jìn)功率。

*空氣潤(rùn)滑系統(tǒng):在船體和水之間注入空氣,形成氣墊,降低阻力。

*低壓艙設(shè)計(jì):減少船舶吃水深度,降低水阻力,提高推進(jìn)效率。

具體數(shù)據(jù):

*流線型船體:可降低阻力10%~20%

*空氣潤(rùn)滑系統(tǒng):可降低阻力5%~15%

*低壓艙設(shè)計(jì):可降低阻力3%~8%

4.電氣化技術(shù)

*柴油-電力混合動(dòng)力系統(tǒng):采用柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)協(xié)同推進(jìn),降低油耗和排放。

*全電推進(jìn)系統(tǒng):使用電池或燃料電池供電,實(shí)現(xiàn)零排放航行。

具體數(shù)據(jù):

*柴油-電力混合動(dòng)力系統(tǒng):可降低燃油消耗率15%~30%

*全電推進(jìn)系統(tǒng):可實(shí)現(xiàn)零排放

5.其他技術(shù)

*船舶能效管理系統(tǒng):實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶能耗,優(yōu)化航行模式,提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

*岸電供給:船舶??扛劭跁r(shí)使用岸上電能,減少船舶自身發(fā)電產(chǎn)生的排放。

*生物燃料:使用可再生生物能源作為船舶燃料,降低碳排放。

具體數(shù)據(jù):

*船舶能效管理系統(tǒng):可降低燃油消耗率5%~15%

*岸電供給:可減少船舶港口排放80%~90%

*生物燃料:可降低碳排放50%~80%第四部分低能耗推進(jìn)器應(yīng)用關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)節(jié)能推進(jìn)器設(shè)計(jì)

1.優(yōu)化葉片形狀:采用水動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),優(yōu)化葉片形狀和螺距,以減少阻力和提高推進(jìn)效率。

2.采用輕量化材料:使用碳纖維復(fù)合材料或鋁合金等輕質(zhì)材料制造葉片,減輕推進(jìn)器重量,從而降低能耗。

3.減少葉片數(shù)量:通過(guò)優(yōu)化葉片設(shè)計(jì)和增加單位面積的推力,在保證推進(jìn)性能的前提下減少葉片數(shù)量,以降低旋轉(zhuǎn)阻力和摩擦損失。

節(jié)能推進(jìn)器控制

1.變速推進(jìn)器:采用可變螺距或可變轉(zhuǎn)速技術(shù),根據(jù)航行工況實(shí)時(shí)調(diào)整推進(jìn)器轉(zhuǎn)速和螺距,優(yōu)化推進(jìn)效率。

2.舵翼輔助推進(jìn):在推進(jìn)器后方安裝舵翼,通過(guò)協(xié)調(diào)控制舵翼和推進(jìn)器,實(shí)現(xiàn)船舶的轉(zhuǎn)向和推進(jìn),從而節(jié)約能耗。

3.電推進(jìn)系統(tǒng):采用電推進(jìn)電機(jī)與固定螺旋槳的組合,通過(guò)電力電子技術(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

節(jié)能推進(jìn)器選型

1.船型匹配:根據(jù)船舶的航行工況和船型特點(diǎn),選擇適合的推進(jìn)器類型和尺寸,以保證最佳的推進(jìn)效率。

2.水動(dòng)力性能評(píng)估:通過(guò)水池試驗(yàn)或計(jì)算機(jī)模擬,評(píng)估推進(jìn)器的水動(dòng)力性能,包括推進(jìn)力、效率和噪聲水平。

3.考慮生命周期成本:除了初始采購(gòu)成本外,還應(yīng)考慮推進(jìn)器的維護(hù)成本、維修成本和使用壽命,以實(shí)現(xiàn)全生命周期的節(jié)能效果。

節(jié)能推進(jìn)器應(yīng)用案例

1.內(nèi)河客船:在內(nèi)河客船上應(yīng)用變速推進(jìn)器,根據(jù)航行工況優(yōu)化推進(jìn)器轉(zhuǎn)速,可節(jié)能10%-20%。

2.海洋工程船:在海洋工程船上應(yīng)用電推進(jìn)系統(tǒng),通過(guò)優(yōu)化電機(jī)控制策略,可降低油耗和排放。

3.海軍艦艇:在海軍艦艇上應(yīng)用舵翼輔助推進(jìn),可提高機(jī)動(dòng)性,降低油耗,增強(qiáng)作戰(zhàn)能力。

節(jié)能推進(jìn)器發(fā)展趨勢(shì)

1.智能控制:利用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)推進(jìn)器智能控制,優(yōu)化推進(jìn)效率和降低維護(hù)成本。

2.新型材料應(yīng)用:探索碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、輕合金和高強(qiáng)度鋼等新型材料在推進(jìn)器中的應(yīng)用,提高推進(jìn)器性能和可靠性。

3.推進(jìn)器集成:將推進(jìn)器與船舶其他系統(tǒng)集成,如船體設(shè)計(jì)、能源管理和操縱控制,以實(shí)現(xiàn)整體節(jié)能效果。低能耗推進(jìn)器應(yīng)用

低能耗推進(jìn)器是近年來(lái)內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排技術(shù)研究的熱點(diǎn),主要包括以下類型:

1.螺旋槳節(jié)能裝置

螺旋槳節(jié)能裝置是指安裝在螺旋槳葉片或軸系上的附加裝置,通過(guò)改變螺旋槳的水動(dòng)力性能來(lái)提高推進(jìn)效率,主要包括導(dǎo)流環(huán)、噴水裝置、鼓包等。

*導(dǎo)流環(huán):安裝于螺旋槳葉尖外圍的環(huán)形導(dǎo)流裝置,通過(guò)優(yōu)化螺旋槳尾流,減少尾流能量損失,可提高螺旋槳效率5%-10%。

*噴水裝置:在螺旋槳轂帽或尾管內(nèi)設(shè)置噴水裝置,利用噴射水流給螺旋槳提供額外的推力,提高螺旋槳推進(jìn)效率5%-15%。

*鼓包:在螺旋槳葉片的根部或葉尖處設(shè)置鼓包,利用鼓包產(chǎn)生的漩渦效應(yīng),提高螺旋槳推進(jìn)效率2%-5%。

2.翼型葉片螺旋槳

翼型葉片螺旋槳采用CFD等先進(jìn)流體力學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì),具有優(yōu)化水動(dòng)力性能的翼型葉片,通過(guò)改善螺旋槳槳葉的升阻比和cavitation性能,可提高螺旋槳效率5%-10%。

3.可變螺距螺旋槳

可變螺距螺旋槳可根據(jù)船舶航行工況實(shí)時(shí)調(diào)整螺距,優(yōu)化螺旋槳的推進(jìn)效率,在部分工況下可提高螺旋槳效率10%-15%。

4.電力推進(jìn)

電力推進(jìn)系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳,具有高效率、低噪聲、低振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),可提高推進(jìn)效率5%-10%。電力推進(jìn)系統(tǒng)還可與儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)船舶的hybrid動(dòng)力,進(jìn)一步提升節(jié)能減排效果。

5.風(fēng)帆推進(jìn)

風(fēng)帆推進(jìn)利用風(fēng)力輔助船舶航行,減少燃油消耗?,F(xiàn)代風(fēng)帆推進(jìn)技術(shù)采用先進(jìn)材料和設(shè)計(jì)方法,可有效提高風(fēng)帆的推進(jìn)力,在有利風(fēng)向條件下,可節(jié)省燃油消耗10%-20%。

6.太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能電池利用太陽(yáng)能發(fā)電,為船舶供電,減少燃油消耗和溫室氣體排放。太陽(yáng)能電池可應(yīng)用于船舶的照明、應(yīng)急、空調(diào)等用電系統(tǒng)。

7.減阻技術(shù)

減阻技術(shù)旨在減少船舶航行過(guò)程中的阻力,主要包括以下措施:

*優(yōu)化船體線型:通過(guò)CFD等流體力學(xué)仿真優(yōu)化船體線型,減少船體阻力。

*涂覆低阻涂料:在船體表面涂覆低阻涂料,降低船體與水流之間的摩擦阻力。

*安裝減阻裝置:在船底或船舷安裝減阻裝置,如減阻肋、渦流發(fā)生器等,擾動(dòng)船體尾流,減少湍流阻力。

應(yīng)用案例

近年來(lái),低能耗推進(jìn)器技術(shù)已在內(nèi)河客運(yùn)船舶上得到廣泛應(yīng)用,取得了顯著的節(jié)能減排效果:

*在長(zhǎng)江航線上,某型內(nèi)河客滾船安裝了翼型葉片螺旋槳和導(dǎo)流環(huán),螺旋槳效率提高了8%,燃油消耗降低了6%。

*在珠江航線上,某型內(nèi)河客船采用電力推進(jìn)系統(tǒng),推進(jìn)效率提高了10%,能耗降低了12%。

*在太湖航線上,某型內(nèi)河游船安裝了太陽(yáng)能電池和風(fēng)帆推進(jìn)系統(tǒng),每年可節(jié)省燃油消耗約15%。

結(jié)語(yǔ)

低能耗推進(jìn)器技術(shù)是內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排的有效途徑,通過(guò)采用先進(jìn)的螺旋槳設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、可再生能源等技術(shù),可以顯著提高推進(jìn)效率,減少燃油消耗和溫室氣體排放,為內(nèi)河客運(yùn)船舶的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的技術(shù)保障。第五部分綠色航線規(guī)劃關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【綠色航線規(guī)劃】

1.通過(guò)優(yōu)化航行路線,減少航程、降低阻力,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

2.利用大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),進(jìn)行航線預(yù)測(cè)和優(yōu)化,提高航行效率。

3.與港口、航道管理部門協(xié)作,合理安排船舶進(jìn)出港時(shí)間,減少排放。

【航線優(yōu)化】

綠色航線規(guī)劃

綠色航線規(guī)劃是指通過(guò)科學(xué)合理地規(guī)劃和選擇航線,充分利用自然條件,最大限度降低燃油消耗和污染物排放,實(shí)現(xiàn)內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排的一種技術(shù)手段。

綠色航線規(guī)劃原則

1.最短航程原則:選擇航程最短、航道順暢的航線,減少航行距離,從而降低燃油消耗。

2.避開逆流航段原則:盡可能避開逆流航段,或在逆流航段采取適當(dāng)?shù)暮剿僬{(diào)整措施,避免逆流行駛帶來(lái)的阻力增大。

3.利用自然條件原則:充分利用風(fēng)力、潮汐和洋流等自然條件,合理調(diào)整航速和航向,實(shí)現(xiàn)航行節(jié)能。

4.突發(fā)事件應(yīng)急原則:針對(duì)惡劣天氣、交通擁堵等突發(fā)事件,制定應(yīng)急預(yù)案,及時(shí)調(diào)整航線或采取其他節(jié)能減排措施。

綠色航線規(guī)劃方法

1.航線優(yōu)化算法:利用算法對(duì)候選航線進(jìn)行優(yōu)化,選擇最短航程、避開逆流航段、利用自然條件的航線。例如,遺傳算法、禁忌搜索算法等。

2.航行模擬仿真:通過(guò)航行模擬仿真,在不同的航線條件下模擬船舶航行過(guò)程,對(duì)比不同航線的節(jié)能減排效果。

3.實(shí)船驗(yàn)證:在實(shí)際航行中進(jìn)行實(shí)船驗(yàn)證,收集船舶航行數(shù)據(jù),分析不同航線的節(jié)能減排效果,并對(duì)航線規(guī)劃方案進(jìn)行優(yōu)化和完善。

綠色航線規(guī)劃效益

綠色航線規(guī)劃可以帶來(lái)以下節(jié)能減排效益:

1.燃油消耗降低:根據(jù)航線規(guī)劃原則和方法,選擇最優(yōu)航線,可減少燃油消耗5%~10%。

2.污染物排放減少:燃油消耗的降低直接導(dǎo)致污染物排放的減少,包括二氧化碳、氮氧化物、顆粒物等。

3.航行時(shí)間縮短:最短航程原則和避開逆流航段原則的應(yīng)用,可縮短航行時(shí)間,提高航運(yùn)效率。

4.船舶能效提升:通過(guò)綠色航線規(guī)劃,船舶在最優(yōu)航行條件下航行,可提高船舶能效,降低單位運(yùn)能的燃油消耗。

綠色航線規(guī)劃實(shí)踐

目前,綠色航線規(guī)劃已在內(nèi)河客運(yùn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,取得了顯著的節(jié)能減排效果。例如:

*長(zhǎng)江航運(yùn)集團(tuán)通過(guò)實(shí)施綠色航線規(guī)劃,長(zhǎng)江干線航行燃油消耗降低了5%以上,污染物排放量明顯減少。

*珠江水運(yùn)集團(tuán)采用航線優(yōu)化算法,對(duì)珠江三角洲水域的客運(yùn)航線進(jìn)行優(yōu)化,航行燃油消耗降低了7%~8%。

*浙江省交通運(yùn)輸廳組織開展了內(nèi)河客運(yùn)綠色航線規(guī)劃試點(diǎn),通過(guò)航行模擬仿真和實(shí)船驗(yàn)證,優(yōu)化了浙江省內(nèi)主要航線,節(jié)能減排效果顯著。

綠色航線規(guī)劃展望

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)節(jié)能減排要求的不斷提高,綠色航線規(guī)劃技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展和完善。未來(lái)可能的發(fā)展方向包括:

*智能航線規(guī)劃:利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù),結(jié)合實(shí)時(shí)交通信息和船舶性能數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)智能化航線規(guī)劃和實(shí)時(shí)優(yōu)化。

*綜合考慮多因素:在航線規(guī)劃中綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益等多因素,優(yōu)化航線選擇方案。

*多模態(tài)連接:統(tǒng)籌考慮內(nèi)河航運(yùn)與其他運(yùn)輸方式的銜接,實(shí)現(xiàn)多模態(tài)運(yùn)輸?shù)墓?jié)能減排。第六部分廢熱利用和回收關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)廢熱蒸汽發(fā)電和利用

1.利用船舶柴油機(jī)的廢熱蒸汽產(chǎn)生電力,為船舶電氣系統(tǒng)供電,減少柴油機(jī)耗油量。

2.優(yōu)化廢熱蒸汽鍋爐和發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì),提高發(fā)電效率和系統(tǒng)可靠性。

3.探索廢熱蒸汽與其他能源形式(如電池或燃料電池)的集成,提高整體節(jié)能減排效果。

廢熱利用空調(diào)系統(tǒng)

1.利用船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)釋放的廢熱來(lái)驅(qū)動(dòng)空調(diào)設(shè)備,減少制冷劑使用量和電力消耗。

2.優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高傳熱效率和系統(tǒng)控制,降低空調(diào)能耗。

3.研究新型空調(diào)介質(zhì)和技術(shù),以進(jìn)一步提高廢熱利用效率和降低環(huán)境影響。

廢熱回收供暖系統(tǒng)

1.利用船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)釋放的廢熱來(lái)供暖船舶空間,減少取暖用化石燃料的消耗。

2.優(yōu)化供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高傳熱效率和系統(tǒng)控制,降低供暖能耗。

3.探索廢熱回收供暖系統(tǒng)與其他供暖形式(如熱泵或太陽(yáng)能)的集成,提高整體節(jié)能減排效果。

廢熱利用熱水系統(tǒng)

1.利用船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)釋放的廢熱來(lái)加熱生活熱水,減少電熱水器的使用頻率和電力消耗。

2.優(yōu)化熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高傳熱效率和系統(tǒng)控制,降低熱水能耗。

3.研究廢熱利用熱水系統(tǒng)與其他熱水供應(yīng)形式(如太陽(yáng)能或熱泵)的集成,提高整體節(jié)能減排效果。

廢熱利用凈化系統(tǒng)

1.利用船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)釋放的廢熱來(lái)驅(qū)動(dòng)廢水凈化系統(tǒng),減少化學(xué)藥劑的使用和能耗。

2.優(yōu)化凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高廢熱利用效率和凈化效果,降低廢水排放對(duì)環(huán)境的影響。

3.研究廢熱利用凈化系統(tǒng)與其他凈化技術(shù)(如膜分離或生物凈化)的集成,提高整體凈化效率和節(jié)能減排效果。

廢熱回收儲(chǔ)能系統(tǒng)

1.將船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)釋放的廢熱儲(chǔ)存起來(lái),以在高峰期或緊急情況下為船舶提供電力。

2.優(yōu)化廢熱回收儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì),提高儲(chǔ)能效率和系統(tǒng)可靠性。

3.研究新型儲(chǔ)能技術(shù)和管理策略,以進(jìn)一步提高廢熱利用效率和儲(chǔ)能容量,提高船舶的韌性和節(jié)能減排能力。廢熱利用和回收

船舶廢熱利用和回收技術(shù)旨在回收內(nèi)河客運(yùn)船舶運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱,并將其轉(zhuǎn)換為有用能量。通過(guò)優(yōu)化能源利用,這些技術(shù)有助于減少燃料消耗和溫室氣體排放。

廢熱來(lái)源

內(nèi)河客運(yùn)船舶的主要廢熱來(lái)源包括:

*主發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣:主發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中含有大量熱量,溫度可達(dá)500-600°C。

*冷卻水:冷卻水用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)和輔助機(jī)械,其排出時(shí)的溫度約為80-90°C。

*排氣管:排氣管釋放剩余的熱量,其溫度約為300-400°C。

廢熱利用技術(shù)

廢熱利用技術(shù)將廢熱轉(zhuǎn)化為有用能量,包括:

*廢氣余熱鍋爐(WHR):WHR利用主發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的熱量來(lái)產(chǎn)生蒸汽,蒸汽可驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)或用于其他熱能應(yīng)用。

*熱交換器:熱交換器將冷卻水或排氣管的熱量傳遞給另一流體,如鍋爐水或熱油。熱流體可用于供暖、熱力發(fā)電或其他應(yīng)用。

*熱電轉(zhuǎn)換(TEC):TEC是一種利用溫差產(chǎn)生電能的技術(shù)。它可以在主發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣和其他廢熱源的溫差下發(fā)生作用。

廢熱回收技術(shù)

廢熱回收技術(shù)將廢熱直接重新用于船舶系統(tǒng),包括:

*排氣再循環(huán)(EGR):EGR將一部分廢氣重新引入進(jìn)氣管,以降低燃燒溫度和控制氮氧化物(NOx)排放。

*蓄熱換熱器:蓄熱換熱器在廢氣流與進(jìn)氣流之間儲(chǔ)存和釋放熱量,提高進(jìn)氣溫度并減少能量損失。

*蒸氣再利用:蒸汽再利用系統(tǒng)通過(guò)將蒸汽從主發(fā)動(dòng)機(jī)引入渦輪發(fā)電機(jī)或其他蒸汽驅(qū)動(dòng)的設(shè)備來(lái)利用廢氣中產(chǎn)生的蒸汽。

應(yīng)用實(shí)例

廢熱利用和回收技術(shù)已在內(nèi)河客運(yùn)船舶中得到廣泛應(yīng)用,取得了顯著的節(jié)能減排效果。以下是一些應(yīng)用實(shí)例:

*三峽船舶集團(tuán):三峽船舶集團(tuán)在長(zhǎng)江三峽地區(qū)運(yùn)營(yíng)的客運(yùn)船舶上安裝了廢氣WHR系統(tǒng),年節(jié)能率可達(dá)10-15%。

*中國(guó)船舶重工集團(tuán):中船重工在長(zhǎng)江航線上運(yùn)營(yíng)的客運(yùn)船舶上應(yīng)用了熱交換器技術(shù),年節(jié)能率約為5-8%。

*中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán):中遠(yuǎn)海運(yùn)集團(tuán)在長(zhǎng)江和珠江航線上運(yùn)營(yíng)的客運(yùn)船舶上實(shí)施了廢熱回收技術(shù),年節(jié)能率超過(guò)10%。

結(jié)論

廢熱利用和回收技術(shù)是內(nèi)河客運(yùn)船舶節(jié)能減排的重要途徑。通過(guò)回收和利用廢熱,這些技術(shù)可以降低燃料消耗,減少溫室氣體排放,并提高船舶的能源效率。隨著技術(shù)的發(fā)展和推廣,廢熱利用和回收技術(shù)將為內(nèi)河客運(yùn)行業(yè)的綠色發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。第七部分新能源動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)電池動(dòng)力系統(tǒng)

1.采用高能量密度鋰離子電池組,提高續(xù)航里程。

2.配備高效的能量管理系統(tǒng),優(yōu)化電池充放電效率。

3.開發(fā)快速充電技術(shù),縮短??砍潆姇r(shí)間。

混合動(dòng)力系統(tǒng)

1.將內(nèi)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力分流和能量回收。

2.采用插電式混合動(dòng)力技術(shù),延長(zhǎng)純電驅(qū)動(dòng)里程。

3.優(yōu)化控制策略,提高系統(tǒng)效率和節(jié)能效果。

燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)

1.利用氫氣與氧氣化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,實(shí)現(xiàn)零排放。

2.采用高性能質(zhì)子交換膜燃料電池,提升功率密度。

3.研制高效的氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng),延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間。

太陽(yáng)能輔助系統(tǒng)

1.在船舶甲板上安裝太陽(yáng)能電池板,利用太陽(yáng)能輔助供電。

2.優(yōu)化太陽(yáng)能電池陣列布局,提高發(fā)電效率。

3.開發(fā)智能充放電管理系統(tǒng),有效利用太陽(yáng)能電能。

風(fēng)能輔助系統(tǒng)

1.在船舶頂部安裝風(fēng)力渦輪機(jī),利用風(fēng)能輔助推進(jìn)。

2.采用可調(diào)節(jié)葉片技術(shù),提高風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率。

3.開發(fā)智能風(fēng)控系統(tǒng),優(yōu)化風(fēng)力輔助效果。

混合能源動(dòng)力系統(tǒng)

1.將多種新能源動(dòng)力系統(tǒng)組合使用,實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)協(xié)同。

2.優(yōu)化系統(tǒng)配置,提高整體效率和經(jīng)濟(jì)性。

3.探索可再生能源與傳統(tǒng)能源的耦合利用模式。新能源動(dòng)力系統(tǒng)

隨著內(nèi)河航運(yùn)業(yè)對(duì)節(jié)能減排的要求不斷提高,新能源動(dòng)力系統(tǒng)在內(nèi)河客運(yùn)船舶中得到了廣泛應(yīng)用。新能源動(dòng)力系統(tǒng)的使用可以有效降低船舶的燃油消耗和溫室氣體排放,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

1.電力推進(jìn)系統(tǒng)

電力推進(jìn)系統(tǒng)是以電力作為船舶推進(jìn)動(dòng)力的系統(tǒng)。電力可以在岸上發(fā)電廠或船舶自身攜帶的電池或燃料電池中產(chǎn)生。

優(yōu)點(diǎn):

*零排放:電力推進(jìn)系統(tǒng)不產(chǎn)生尾氣排放,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

*低噪音:電力推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)噪音較低,可以改善船舶的乘坐舒適性。

*高效率:電力推進(jìn)系統(tǒng)的效率比柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)更高,可以節(jié)省燃油消耗。

缺點(diǎn):

*電池容量有限:電池的容量限制了電力推進(jìn)系統(tǒng)的續(xù)航能力,需要定期充電。

*充電時(shí)間長(zhǎng):電池的充電時(shí)間較長(zhǎng),限制了船舶的航行時(shí)間。

2.燃料電池系統(tǒng)

燃料電池系統(tǒng)是以氫氣和氧氣為燃料,通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn):

*零排放:燃料電池系統(tǒng)不產(chǎn)生尾氣排放,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

*高效率:燃料電池系統(tǒng)的效率比柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)更高,可以節(jié)省燃油消耗。

*續(xù)航能力強(qiáng):氫氣的能量密度高,燃料電池系統(tǒng)的續(xù)航能力比電力推進(jìn)系統(tǒng)更長(zhǎng)。

缺點(diǎn):

*氫氣儲(chǔ)存難度:氫氣是一種可燃?xì)怏w,儲(chǔ)存和運(yùn)輸存在一定的安全隱患。

*燃料電池成本高:燃料電池系統(tǒng)的成本較高,限制了其普及。

3.太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn):

*無(wú)污染:太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)不產(chǎn)生任何污染,是可再生的清潔能源。

*免費(fèi)能源:太陽(yáng)能是免費(fèi)的,可以節(jié)省船舶的燃油消耗。

*維護(hù)成本低:太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的維護(hù)成本較低。

缺點(diǎn):

*發(fā)電效率低:太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率較低,發(fā)電能力有限。

*受天氣影響:太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力受天氣條件影響較大,陰天或雨天發(fā)電效率低。

4.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn):

*無(wú)污染:風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不產(chǎn)生任何污染,是可再生的清潔能源。

*免費(fèi)能源:風(fēng)力是免費(fèi)的,可以節(jié)省船舶的燃油消耗。

缺點(diǎn):

*發(fā)電功率不穩(wěn)定:風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率隨風(fēng)速的變化而變化,不穩(wěn)定性較大。

*受風(fēng)速影響:風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電能力受風(fēng)速條件影響較大,風(fēng)速小或無(wú)風(fēng)時(shí)無(wú)法發(fā)電。

5.混合動(dòng)力系統(tǒng)

混合動(dòng)力系統(tǒng)是指同時(shí)使用兩種或多種動(dòng)力源的動(dòng)力系統(tǒng)。常見(jiàn)的混合動(dòng)力系統(tǒng)包括:

*柴油-電力混合動(dòng)力系統(tǒng):以柴油機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?,輔以電力推進(jìn)系統(tǒng)。

*柴油-燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng):以柴油機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?,輔以燃料電池系統(tǒng)。

*柴油-太陽(yáng)能-風(fēng)力混合動(dòng)力系統(tǒng):以柴油機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?,輔以太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

優(yōu)點(diǎn):

*節(jié)能減排:混合動(dòng)力系統(tǒng)可以優(yōu)化不同動(dòng)力源的運(yùn)行方式,在不同工況下達(dá)到最佳節(jié)能減排效果。

*提高續(xù)航能力:混合動(dòng)力系統(tǒng)可以延長(zhǎng)船舶的續(xù)航能力,尤其是柴油-太陽(yáng)能-風(fēng)力混合動(dòng)力系統(tǒng)。

*降低維護(hù)成本:混合動(dòng)力系統(tǒng)可以降低柴油機(jī)的運(yùn)行時(shí)間,從而降低維護(hù)成本。

缺點(diǎn):

*系統(tǒng)復(fù)雜性:混合動(dòng)力系統(tǒng)比單一動(dòng)力源系統(tǒng)更復(fù)雜,需要更復(fù)雜的控制系統(tǒng)和更全面的維護(hù)。

*投資成本高:混合動(dòng)力系統(tǒng)的投資成本比單一動(dòng)力源系統(tǒng)更高。

新能源動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用為內(nèi)河客運(yùn)船舶的節(jié)能減排提供了有效途徑。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的下降,新能源動(dòng)力系統(tǒng)將在內(nèi)河航運(yùn)業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。第八部分智能化船舶管理和控制關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【船舶智能感知與監(jiān)測(cè)】

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶能耗、航行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài),實(shí)現(xiàn)船

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