船舶mcr計算公式?長江等主要内河航運物流呈現上水滿載、下水輕載或空載特點，船舶上行和下行功率需求相差很大，同時船舶基本都采用柴油機驅動定距槳的動力系統型式，内河航道存在航道曲折、航道橫斷面狹窄、河床演變頻繁、水位受季節影響明顯等特點，船舶在内河航行時，受其特點影響，無法長期穩定運行在額定工況，導緻能源消耗及污染物排放增加為解決内河船舶“大機小用”導緻能耗及排放增加的問題，混合動力推進系統的研究取得了重要進展且在内河船上開始示範及推廣應用但現有的EEDI計算方法主要針對常規傳統推進型式，已不能滿足新型混合動力系統船舶的需要，為此亟需深入研究并提出适用的EEDI計算方法填補混合動力系統船舶發展的需求，接下來我們就來聊聊關于船舶mcr計算公式?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

船舶mcr計算公式

長江等主要内河航運物流呈現上水滿載、下水輕載或空載特點，船舶上行和下行功率需求相差很大，同時船舶基本都采用柴油機驅動定距槳的動力系統型式，内河航道存在航道曲折、航道橫斷面狹窄、河床演變頻繁、水位受季節影響明顯等特點，船舶在内河航行時，受其特點影響，無法長期穩定運行在額定工況，導緻能源消耗及污染物排放增加。為解決内河船舶“大機小用”導緻能耗及排放增加的問題，混合動力推進系統的研究取得了重要進展且在内河船上開始示範及推廣應用。但現有的EEDI計算方法主要針對常規傳統推進型式，已不能滿足新型混合動力系統船舶的需要，為此亟需深入研究并提出适用的EEDI計算方法填補混合動力系統船舶發展的需求。

船舶混合動力系統設計

内河90%以上的船舶采用傳統直推動力系統，即主機通過齒輪箱與軸系相連，軸系帶動螺旋槳旋轉推動船舶前進或後退。此種推進型式主要優點是結構簡單、設備數量少，缺點是推進系統定點優化設計，難以适應内河尤其是長江中航行的船舶沖灘/沖流時的極短時間的高負荷、上水航行時的較高負荷、下水航行時的較低負荷等航行工況優化以便實現節能減排的需求，為此研究提出了船舶混合動力系統，以滿足内河船舶多工況下高效運行。

1.混合動力系統結構型式

混合動力系統由發動機、發電機組、锂電池、可逆電機(PTI/PTO)、齒輪箱、軸系、電力變換裝置、離合器、推進器等組成，發動機、發電機組和锂電池為船舶提供推進動力和日用負載供電，其中發動機和發電機組可為柴油機或LNG發動機，推進器可為螺旋槳推進器、或吊艙推進器、或全回轉推進器、或無軸輪緣推進器。發動機與可逆電機通過齒輪箱可并車，同時任何一方也可與齒輪箱脫排，即發動機與電動機可以單獨向傳動系統提供轉矩，也可以通過轉矩耦合裝置(齒輪箱)共同進行驅動，還可将電機作為發電機實現對日用負載供電及向锂電池充電，基本結構如圖1。

圖 混合動力系統的結構型式

2.混合動力系統高效運行模式分析

一是發動機單獨運行模式(直推模式)，在正常航行工況或稍高工況(依據發動機功率配置而定)時，可通過發動機直接驅動螺旋槳，即發動機單獨向傳動系統提供轉矩，讓發動機工作在高效率區。

二是電機單獨運行模式(PTH模式)，在船舶低航行工況或正常航行工況(依據發電機組配置而定)時，可通過可逆電機驅動螺旋槳，從發電機組發電，推進系統完全為電力推進，多餘的電量也可為锂電池充電，可根據船舶航行工況确定開啟的發電機組台數，以便使其工作在高效率區。

三是發動機和可逆電機同時驅動螺旋槳(BOOST模式)，在船舶高或較高航行工況時，為滿足船舶的推進功率需求，發動機和可逆電機共同驅動螺旋槳，由發電機組為可逆電機及全船負載供電，發電機組可根據實際需要，啟動1台、2台或多台。

四是發動機驅動螺旋槳和軸帶發電機(PTO模式)，即發動機驅動螺旋槳，同時驅動軸帶電機，此時軸帶電機作為發電機使用，為全船負載供電及向锂電池充電。

五是發電機組 锂電池動力模式，此模式下，發電機組負荷較高時，在瞬時需要加速的情況下，锂電池短時間為軸帶電機提供額外電力。

六是锂電池單獨供電模式，可在港區、錨地、過壩等閘期間為全船供電，實現港口、錨地等區的廢氣污染物零排放，減少廢氣污染物的聚集性排放。

由上述分析可知，安裝混合動力系統的船舶可在航行過程中根據航道、貨物裝載情況、季節、上水或下水等靈活選擇适用的運行模式，以便始終保持在綠色高效的運行狀态。

船舶混合動力系統EEDI計算方法

1.EEDI計算方法

EEDI的内在含義是指，根據船舶在最大裝載量時以一定航速航行船舶所需推進動力以及船舶所需相關輔機功率消耗的燃油來估算CO2的排放量。EEDI值越大，表明船舶單位距離運輸單位重量貨物排放的CO2量越大、能耗越高。EEDI計算公式如下：

式中主要參數含義：nME/nAE——主機/輔機台數；PME/PAE——主機75%額定功率/輔機50%标定功率值，kW；SFCYME(i)/SFCQME(i)與PME相對應的燃油/氣體消耗率；SFCYME(i)/SFCQME(i)/與PAE(i)相對應的燃油/氣體消耗率；CF燃料的CO2轉換系數；neff、feff(i)、Peff(i)、PAEeff(i)為能效技術的相關參數；Vref為在無風無浪的平靜水域下，船舶在滿載工況及主機按75%額定功率推進的情況下在深水中的航速,kn；Capacity為載運能力；fj、fi、fc為與船型有關的修正系數。

2.混合動力系統船舶的EEDI計算方法

(1)混合動力系統船舶的EEDI計算方法的确定原則

EEDI計算公式制定初衷主要是針對常規傳統直接推進型式，即主發動機通過齒輪箱、軸系帶動螺旋槳推進船舶航行，輔機發電對全船用電設施設備供電。所以從上述計算公式可知，EEDI計算公式主要包含三部分，第一部分是衡量主機在設計工況下的CO2排放量，第二部分是衡量輔機在常用工況下的CO2排放量，第三部分是采用風帆助航等新型能效技術帶來的減少CO2排放的量。而對于混合動力系統而言，動力系統的設置并沒有嚴格的區分主機和輔機，在不同的動力運行模式下，各動力源(發動機、發電機組、锂電池等)均可發揮船舶主推進和電能供應的作用。

目前，在IMO的《MARPOL公約》和中國船級社的《内河綠色船舶規範》中僅包含傳統直推的船舶的EEDI計算方法，尚無混合動力系統船舶的EEDI計算方法，所以針對混合動力系統結構和功能模式的特點，研究提出不同運行模式下EEDI計算方法，主要基于如下原則：

1)協調性。混合動力系統EEDI計算方法的确定原則應與國際和國内規範标準保持協調一緻，這樣采用混合動力系統的船舶的EEDI指标衡量才可與傳統常規推進型式的船舶使用同一EEDI基準線值。

2)聚焦主要矛盾。從船舶規範标準中可知，不同動力型式船舶的EEDI計算方法的主要區别在于主機功率PME、輔機功率PAE确定方法。所以根據混合動力系統結構和功能模式的特點，主要研究提出不同運行模式下EEDI計算所需要的主機功率PME、輔機功率PAE的計算方法。

3)兼顧多種能源組合。由于混合動力系統能量使用構成中可能含有燃油、LNG、锂電池等多種能源裝置，所以在研究EEDI計算方法時需同時考慮多種能源并存的EEDI計算問題。

(2)混合動力系統船舶的EEDI計算方法

1)主機功率PME計算方法

①直推模式

由于混合動力系統的直推模式就是發動機通過齒輪箱、軸系直接推動螺旋槳，與《MARPOL公約》及《内河綠色船舶規範》中EEDI計算方法相同，主要考慮發動機功率15%的功率冗餘及随着時間推移、設備老化造成的10%的功率下降儲備，确定主機功率PME為發動機75%額定功率。

②PTH模式

基于前述主要原則中的協調性，在PTH模式下，動力系統設計時主要考慮推進電機的功率15%冗餘儲備；同時由于此種模式下是由推進電機推動螺旋槳，其能量來自發電機組，為此名義主機功率PME需從後向前推确定，即根據推進電機功率以及從原動機到推進電機之間的發電效率和能量傳遞效率：

式中：MPPMotor(i)——為推進電機（馬達）的額定輸出功率；

η(i)為發電機、變壓器、變流器和馬達電效率的乘積。

③BOOST模式

根據前述BOOST模式的運行特點，船舶推進功率是發動機和推進電機的集成，所以該種模式下，名義主機功率PME的計算方法應包含兩部分：

④PTO模式

這種模式下，名義主機功率 的計算主要需考慮扣除發動機發出的功率中用于PTO發電的部分， PME(i)計算方法為：

式中：PTO——為軸帶發電機的額定電功率輸出的75%。

⑤發電機組 锂電池動力模式

如果锂電池的電能來自發電機組平時向電池充電，由于該種模式下，锂電池僅在瞬時需要加速的情況下，為軸帶電機短暫提供額外電力，所以可不納入EEDI計算公式内，此時可采用PTH模式的EEDI計算方法。

⑥锂電池單獨供電模式

由于在該模式下，船舶處于停泊狀态，僅有時在港區、錨地、過壩等閘期間為船舶供電，所以該部分應計入輔機功率PAE中。

2)輔機功率PAE的确定方法

輔機功率PAE主要考慮為正常航行時用電設備負荷，由于混合動力系統模式多，難以采用傳統常規推進型式所采用的船舶正常航行時所需的在網發電機組原動機50%标定功率來确定，因此輔機功率PAE應采用電力負荷表确定。

(3)混合動力系統船舶Attained EEDI計算方法

利用上述2(2)确定的每種模式下主輔機功率代入1的EEDI計算公式中，得出每種模式下的Attained EEDI值，則混合動力系統船舶Attained EEDI計算方法為：

式中：f1、f2、 f3、 f4、f5分别為混合動力船舶在整個航線上各模式下的航行距離占比，f1 f2 f3 f4 f5=1，應同時提交混合動力系統船舶在整個航線上各模式下航行距離的說明文件。

計算實例

1.基本信息

(1)船舶動力系統配置

目标船是采用混合動力系統的某7500噸級散貨船，動力系統配置方案為采用“柴油主機 軸帶電機 氣體發電機組 锂電池”(見表1)：

表1 船舶動力系統主要設備參數

(2)船舶航行過程中主要模式

該船在長江航行過程中，主要運行模式有：PTH模式、PTO模式、BOOST模式。

(3)船舶航線及不同航段采用的動力型式

該船主要往返于珞璜港-浏河之間，由于長江水流的作用，船舶在上水和下水過程中采用的動力型式不同，主要分配見表2、表3：

表2 船舶航行過程中的動力型式分配

表3 各種動力型式模式占比

2.船舶Attained EEDI計算

根據上述計算公式，得到該船的EEDI值見表4所示，通過該實船計算，說明本文研究提出的混合動力船EEDI計算方法的有效性，可充分反映該動力型式船舶的碳排放水平。

表4 某混合動力7500噸散貨船EEDI計算表

針對當前碳達峰碳中和的發展目标，航運業需要有效的手段衡量其碳排放水平，船舶能效設計指數EEDI可作為船舶碳排放評估的有效工具。為了降低船舶碳排放、以及滿足船舶在長江航行的動力需求，新型混合動力系統的船舶應運而生，而當前的EEDI計算方法尚不能覆蓋混合動力船舶，為此本文基于混合動力的原理、EEDI計算方法的原理，研究提出了混合動力船舶在不同動力運行模式下的EEDI計算方法，以及綜合考慮各動力模式占比的最終EEDI計算方法，最後通過實船計算，說明了該方法的有效性、合理性和科學性。

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