一 概述
（一） 定義
農(nóng)機(jī)與漁船節(jié)能技術(shù)就是運(yùn)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)備、科學(xué)的使用方法和管理措施使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備或漁船在運(yùn)用過(guò)程中達(dá)到最佳節(jié)能狀態(tài)的技術(shù)。
（二） 分類
1. 農(nóng)機(jī)節(jié)能技術(shù)
農(nóng)機(jī)節(jié)能技術(shù)主要包括機(jī)械設(shè)備的正確調(diào)整，采用節(jié)油設(shè)備和材料，農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間和場(chǎng)上作業(yè)、道路運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中通過(guò)科學(xué)合理的配套和運(yùn)行方式，采用合理的耕作制度等。
2. 漁船節(jié)能技術(shù)
漁船節(jié)能技術(shù)方法眾多，涉及的各個(gè)專業(yè)都有不同的節(jié)能技術(shù)與方法，但最終主要?dú)w結(jié)為漁船阻力節(jié)能、推進(jìn)節(jié)能和船用設(shè)備節(jié)能等方面。
二 技術(shù)要點(diǎn)
（一） 農(nóng)機(jī)節(jié)能技術(shù)
1. 農(nóng)機(jī)管理與運(yùn)用節(jié)油技術(shù)
（1） 推廣復(fù)式作業(yè)機(jī)械，減少功能單一機(jī)具多次進(jìn)地作業(yè)的成本和用油
我國(guó)現(xiàn)有的各類農(nóng)田作業(yè)機(jī)具大多是功能單一的機(jī)型，一種機(jī)具只能承擔(dān)一項(xiàng)作業(yè)。這樣的機(jī)具在整個(gè)作業(yè)程序中會(huì)增加拖拉機(jī)進(jìn)地作業(yè)的次數(shù)及油耗。近幾年來(lái)，我國(guó)農(nóng)機(jī)科研單位和生產(chǎn)企業(yè)已開(kāi)發(fā)出一批新式的復(fù)式聯(lián)合作業(yè)機(jī)具，將整地、破茬、開(kāi)溝、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等環(huán)節(jié)作業(yè)一次完成。復(fù)式作業(yè)機(jī)械節(jié)油和節(jié)省勞力在30%以上，并且機(jī)械進(jìn)地次數(shù)少，有利于作物生長(zhǎng)。
（2） 合理配套動(dòng)力結(jié)構(gòu)，采用大型作業(yè)機(jī)械
農(nóng)用動(dòng)力機(jī)械有大、中、小之分，配套農(nóng)具有輕、中、重型之別。一臺(tái)拖拉機(jī)可配不同農(nóng)具進(jìn)行不同作業(yè)。不同農(nóng)具進(jìn)行不同作業(yè)所需的牽引動(dòng)力也是不一樣的。一般要求拖拉機(jī)在接近滿負(fù)荷下工作，在滿負(fù)荷狀態(tài)下拖拉機(jī)才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性。要求一臺(tái)拖拉機(jī)可帶多組農(nóng)具作業(yè)。合理選擇及配套農(nóng)機(jī)具，既能保證農(nóng)用動(dòng)力機(jī)械充分發(fā)揮作用，節(jié)約燃油，也能提高作業(yè)效率，最大限度地避免大馬拉小車或小馬拉大車。由于，我國(guó)實(shí)行家庭承包經(jīng)營(yíng)，中、小型拖拉機(jī)及配套農(nóng)具發(fā)展迅速。但小型農(nóng)機(jī)具與大型農(nóng)機(jī)具相比不僅作業(yè)質(zhì)量差、效率低，而且耗油量也大。因此，積極引導(dǎo)發(fā)展大型農(nóng)業(yè)機(jī)械，是農(nóng)機(jī)節(jié)能的重要措施。
（3）改變耕作制度，降低能源消耗
我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)是精耕細(xì)作。這種耕作方式是以過(guò)度的人力和資源消耗為代價(jià)的，在農(nóng)作物和肥料品種不斷更新、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、集約化生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的今天，精耕細(xì)作已明顯不能適應(yīng)當(dāng)今農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型和諧社會(huì)的形勢(shì)。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)、尤其是糧食生產(chǎn)的工序依然繁多，用工量大、能耗高，主要農(nóng)產(chǎn)品作業(yè)成本長(zhǎng)期居高不下。改革種植結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)習(xí)慣，推行免耕、少耕的保護(hù)性耕作及水田旱育栽培等低耗能輕型耕作法，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，減少機(jī)械作業(yè)量，可取得顯著的節(jié)能降耗效果。在一年兩熟區(qū)，保護(hù)性耕作節(jié)本增產(chǎn)帶來(lái)的每公頃平均綜合經(jīng)濟(jì)效益在1500元左右，一年一熟區(qū)在675元左右。
（4） 實(shí)行統(tǒng)分結(jié)合的生產(chǎn)模式，改善機(jī)械作業(yè)條件
目前家庭承包經(jīng)營(yíng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，使土地規(guī)模變小，作物種植品種多，且過(guò)于分散，影響了農(nóng)業(yè)機(jī)械效率的發(fā)揮。拖拉機(jī)在作業(yè)中轉(zhuǎn)彎、掉頭、轉(zhuǎn)移地塊頻繁，空行程、開(kāi)閉墑次數(shù)增多。這樣做不但降低了作業(yè)質(zhì)量，而且增加作業(yè)時(shí)間和燃料的消耗，加大了作業(yè)費(fèi)用支出。把一家一戶為基本單位的小塊地合并為大地塊，搞聯(lián)片作業(yè)，進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)行統(tǒng)一耕種、分戶管理。這個(gè)辦法可以提高農(nóng)機(jī)作業(yè)效率、發(fā)揮農(nóng)機(jī)化作用的可行措施，同時(shí)也降低了農(nóng)機(jī)作業(yè)的燃料消耗，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。
（5） 提高農(nóng)機(jī)操作人員水平，普及節(jié)能技術(shù)
農(nóng)業(yè)機(jī)械要發(fā)揮正常作用，除本身的特性外，操作技術(shù)水平十分關(guān)鍵。就拖拉機(jī)而言，在一定負(fù)荷下完成某項(xiàng)作業(yè)所用的時(shí)間越短燃料的消耗就越少?？s短作業(yè)時(shí)間就要求駕駛?cè)藛T必須有熟練的操作技術(shù)，農(nóng)機(jī)具必須有良好的工作狀態(tài)。因此，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高操作人員的技術(shù)水平是提高作業(yè)效率、節(jié)約能源消耗的前提條件。一是要提高機(jī)手的節(jié)油意識(shí)，使其充分認(rèn)識(shí)節(jié)油的重要性；二是要使機(jī)手掌握發(fā)動(dòng)機(jī)、拖拉機(jī)及其配套農(nóng)機(jī)具的結(jié)構(gòu)原理，保證機(jī)械的良好技術(shù)狀態(tài)，采取切實(shí)的節(jié)油技術(shù)措施；三是使機(jī)手掌握農(nóng)機(jī)運(yùn)用的實(shí)用技術(shù)。
（6） 實(shí)行強(qiáng)制報(bào)廢制度，減少油耗
制訂發(fā)動(dòng)機(jī)、拖拉機(jī)的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行強(qiáng)制報(bào)廢。據(jù)調(diào)查，目前拖拉機(jī)的耗油率在正常技術(shù)條件下一般為220～250克/（千瓦·時(shí)），但許多拖拉機(jī)多年失修，超期服役，耗油率達(dá)到350克/（千瓦·時(shí)）以上。
2. 實(shí)用節(jié)油技術(shù)
（1） 節(jié)油器節(jié)油技術(shù)
節(jié)油器節(jié)油技術(shù)是在進(jìn)油管路上安裝節(jié)油器。節(jié)油器可以在磁場(chǎng)作用下將油分子的結(jié)構(gòu)改變，使油的濃度下降、流動(dòng)性提高、燃燒值提高，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)油。該技術(shù)節(jié)油效果明顯，節(jié)油率為3%～10%。該技術(shù)可應(yīng)用于燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，如汽車、摩托車、拖拉機(jī)等。
（2） 柴油添加劑節(jié)油技術(shù)
主要是在柴油中添加一種活性物質(zhì)，其超強(qiáng)的物理活性將會(huì)提高柴油的燃燒物理活性，改善柴油的低溫流動(dòng)性，部分添加劑可以引起多次微爆使燃油二次霧化，與空氣混合均勻、充分，使燃燒進(jìn)行更徹底，最終達(dá)到節(jié)約燃油消耗、清除燃燒室內(nèi)沉積物、降低燃燒尾氣污染物排放的目的。目前柴油添加劑節(jié)油技術(shù)一般可節(jié)省燃油3％～5%，一般適用于各種柴油和汽油內(nèi)燃機(jī)，部分混合型添加劑同時(shí)適用于柴油機(jī)和汽油機(jī)。
（3） 金屬清洗劑節(jié)油技術(shù)
金屬清洗劑是一種合成洗滌劑，可以替代汽油、煤油和柴油等有機(jī)溶劑清洗金屬機(jī)件，具有去污力強(qiáng)、防銹性好、無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)刺激、無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)等特點(diǎn)，使用工藝簡(jiǎn)單、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。1千克金屬清洗劑可替代20千克油料，既節(jié)約了能源，又降低成本50%。
（4） 拖拉機(jī)節(jié)油技術(shù)
拖拉機(jī)使用中有許多技巧，可以節(jié)省油耗。主要包括：一是保持發(fā)動(dòng)機(jī)水溫在85～95℃；二是避免停車換擋，行車途中不要突然猛加油或突然減速，盡量少用剎車；三是盡量在滿負(fù)荷狀態(tài)下工作；四是不要隨意改變排氣管的長(zhǎng)度和方向，以免增加排氣阻力；五是定期對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)檢測(cè)，正確調(diào)整氣門(mén)間隙和噴油壓力等；六是經(jīng)常保養(yǎng)空氣濾清器，不用布或其他物件包裹空氣濾清器，保持濾清器進(jìn)氣流暢，以減少進(jìn)氣阻力；七是選擇合適的輪胎氣壓和尺寸，道路運(yùn)行時(shí)輪胎的氣壓要充足，但不要超過(guò)最高壓力，在松軟的田間作業(yè)時(shí)，氣壓可適當(dāng)偏低；八是搞好油料凈化，按期更換潤(rùn)滑油；九是保持傳動(dòng)裝置配合間隙合理，潤(rùn)滑良好。
（二） 漁船節(jié)能技術(shù)
1. 用玻璃鋼制造漁業(yè)船舶
用玻璃鋼制造漁船具有表面光滑、線形美觀、自重輕、阻力小、航速快、易于維修和保養(yǎng)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。實(shí)踐證明，與同類鋼、木質(zhì)漁船相比，玻璃鋼漁船明顯具有航速高、拖力大、節(jié)油、節(jié)冰、增產(chǎn)和增效等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，玻璃鋼漁船比同尺度鋼質(zhì)漁船節(jié)省燃油10%，節(jié)省冰25%，增加產(chǎn)值12%，與木船相比產(chǎn)值增加30%，玻璃鋼船使用壽命是鋼質(zhì)漁船的1.6倍，是普通木質(zhì)漁船的4倍，維修費(fèi)用可降低50%以上。
2. 主機(jī)余熱利用技術(shù)
在漁船主機(jī)燃油所發(fā)出的熱量中，僅有30%～42%的熱量轉(zhuǎn)化為有效功，冷卻水和廢氣所帶走的熱量分別占15%～35%和25%～45%。這些余熱的品位較高，可進(jìn)一步加以利用，以提高主機(jī)的綜合熱效率。
（1） 冷卻水利用
對(duì)于采用海水開(kāi)式冷卻系統(tǒng)的主機(jī)，其出水溫度高達(dá)54℃，適于真空蒸發(fā)型海水淡化裝置制淡。但是，海水出口溫度過(guò)高將引起水中的鹽質(zhì)沉淀，造成冷卻系統(tǒng)水腔中的積垢加速，不利于機(jī)件的散熱，影響主機(jī)正常工作。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制海水的出口溫度，一般以不超過(guò)55℃為宜。對(duì)于采用閉式循環(huán)的主機(jī)，其淡水出口溫度通常在75～85℃之間，淡水所攜帶的熱能品位較高，這樣的淡水可用于加熱重油，在使用中應(yīng)注意切勿盲目提高水溫來(lái)增加余熱的利用率，過(guò)度提高水溫將導(dǎo)致機(jī)器的熱負(fù)荷增加，致使其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性下降。
（2） 廢氣利用
將主機(jī)廢氣通過(guò)特定結(jié)構(gòu)和裝置，并對(duì)其內(nèi)部的海水進(jìn)行加熱、蒸發(fā)，以滿足船員生活需要及提供水產(chǎn)品加工、制冷保鮮和柴油加熱的熱能，從而取代燃燒燃油，達(dá)到節(jié)能的目的。此類技術(shù)產(chǎn)品有：廢氣鍋爐、余熱鍋灶、廢氣烘箱、尾氣制氮系統(tǒng)、尾氣制冰系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)。這些余熱利用技術(shù)和產(chǎn)品，所利用的廢氣熱能品位高，熱能利用率相當(dāng)高，可占廢氣總熱量的60%以上，是提高主機(jī)綜合熱效率的最有效措施。比如吸附制冷技術(shù)，是利用漁船發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱驅(qū)動(dòng)的制冰技術(shù)，在航行期間，利用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余熱即可連續(xù)制冷，制冰冷藏或提供4℃左右的冷水保存漁貨，這種制冷系統(tǒng)采用海水冷凝，運(yùn)行費(fèi)用僅為壓縮式制冷的10%，節(jié)油90%，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率影響很小。
3. 主機(jī)節(jié)能技術(shù)
漁業(yè)船舶主機(jī)（柴油機(jī)）是直接消耗能源的最主要設(shè)備，因此，也就成為研究節(jié)能技術(shù)的主要對(duì)象。多年來(lái)，圍繞柴油機(jī)展開(kāi)了各種節(jié)能技術(shù)的研發(fā)工作，下面簡(jiǎn)單介紹如下。
（1） 主機(jī)工況點(diǎn)選定
為了提高螺旋槳的推進(jìn)效率，漁船動(dòng)力裝置采用多速比齒輪箱，即單、雙速比齒輪箱。使用單速比齒輪箱的漁船，船、機(jī)、槳配合點(diǎn)是選定拖網(wǎng)時(shí)的工況進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在自由航行時(shí)可使主機(jī)帶有軸帶發(fā)電機(jī)工作而不降低主機(jī)轉(zhuǎn)速，這樣能夠較大發(fā)揮主機(jī)功率，節(jié)省發(fā)電機(jī)油耗，達(dá)到節(jié)能目的。使用雙速比齒輪箱的拖網(wǎng)漁船，可解決自由航行與拖網(wǎng)工況推進(jìn)特性的矛盾，使主機(jī)始終在額定功率下運(yùn)行，充分發(fā)揮主機(jī)功率，能取得顯著的節(jié)能效果，在增壓柴油機(jī)上應(yīng)用，效果更加明顯。比如采用雙速比齒輪箱的8105船與直接驅(qū)動(dòng)的817船的性能相比，主機(jī)功率降低17%，拖力提高30.4%，拖速提高10.3%，而且耗油率降低。
（2） 選用經(jīng)濟(jì)航速
由于船體所需的推力與航速的三次方成正比，因此航速的升降對(duì)所需要的主機(jī)功率有較大的影響。漁船航速的增加可縮短航行時(shí)間，但需大幅提高主機(jī)功率，耗油量大大增加。當(dāng)航速下降10%時(shí)，主機(jī)功率可下降34%，節(jié)省燃油39%。延長(zhǎng)航時(shí)11.1%，也就是說(shuō)，對(duì)于某一航程若延長(zhǎng)航行時(shí)間11.1%，可節(jié)省燃油39%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。因此，自由航行時(shí)應(yīng)選用經(jīng)濟(jì)航速，若非特殊情況不要盲目提高航速。
（3） 主機(jī)運(yùn)行狀況確定
主機(jī)在額定工況點(diǎn)附近運(yùn)行時(shí)，效率高、耗油率相對(duì)較低。在冷卻水使用溫度范圍內(nèi)，提高水溫可提高主機(jī)的機(jī)械效率，從而降低耗油率。實(shí)船測(cè)試結(jié)果表明，若在75%～100%額定工況下，淡水冷卻溫度從50℃提高到75℃，可節(jié)油4.5%～4.8%。主機(jī)在低工況點(diǎn)或冷卻水溫較低的情況下運(yùn)行，不但提高了耗油率，而且增加缸套的化學(xué)腐蝕。當(dāng)主機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性降低和排放指標(biāo)全面、嚴(yán)重地惡化。因此，漁船在作業(yè)或自由航行時(shí)，都應(yīng)使主機(jī)在額定工況點(diǎn)附近且冷卻水溫較高狀態(tài)下運(yùn)行，絕不可長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)漁船若是自由航行，可使主機(jī)帶動(dòng)軸帶發(fā)電機(jī)，副機(jī)停車，節(jié)省燃油。
（4） 改善燃燒狀況
① 燃油磁化
在主機(jī)燃油系統(tǒng)中裝上永久磁鋼做成的節(jié)油減煙器，可對(duì)噴射前的燃油進(jìn)行磁化，產(chǎn)生利于燃油霧化和燃燒的作用，達(dá)到節(jié)油減煙的目的。
② 燃油乳化
燃油乳化技術(shù)是將柴油、水和乳化劑按一定比例混合，并借助于外力攪拌形成油包水的乳化油微粒。乳化油微粒的質(zhì)量狀況與油、水比例有關(guān)。臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)摻水率在15%～20%之間，在70%～90%的額定工況時(shí)的節(jié)油效果較明顯，能節(jié)油2%～3%。使用乳化油的主機(jī)應(yīng)加大高壓油泵的最大供油量，以提高額定負(fù)荷或超負(fù)荷的動(dòng)力特性。對(duì)于僅燃用輕柴油的主機(jī)，燃油系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置成使用純油、乳化油的二套系統(tǒng)，在停機(jī)前半小時(shí)或應(yīng)急超負(fù)荷時(shí)主機(jī)使用純油。使用乳化油時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行不停地?cái)嚢?，以確保乳化質(zhì)量。
③ 進(jìn)氣噴水
將合適的水量從柴油機(jī)的進(jìn)氣口噴入，并隨空氣一起進(jìn)入汽缸，可促進(jìn)燃油的霧化和改善燃燒狀況，起到節(jié)油、減煙的目的。此技術(shù)可提高增壓器的工作效率，保證機(jī)器具有長(zhǎng)期的良好動(dòng)力特性，并取得節(jié)油2.7%的效果。
（5） 加大柴油機(jī)沖程
加大柴油機(jī)沖程也是一項(xiàng)有效的節(jié)能技術(shù)。柴油機(jī)沖程增加可使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速下降，推進(jìn)效率提高，柴油機(jī)使用壽命延長(zhǎng)，減少維修費(fèi)用，雖然成本會(huì)有所增加，但總體經(jīng)濟(jì)效益會(huì)有所提高。
4. 其他節(jié)能技術(shù)
（1） 導(dǎo)管螺旋槳
漁船采用導(dǎo)管槳，使槳盤(pán)處的水流得到加速，螺旋槳本身負(fù)荷減少，減少了尾流的能量損失。由于導(dǎo)管與槳二者產(chǎn)生推力分配關(guān)系的改變而帶來(lái)總推力的增大，在重負(fù)荷下具有較高效率的同時(shí)，在吸收主機(jī)功率上受航速的影響小于普通螺旋槳，因此，對(duì)需要大推力的拖網(wǎng)漁船，效果更加明顯。
（2） 可調(diào)螺距螺旋槳
可調(diào)螺距螺旋槳在各種工況下都能充分吸收主機(jī)功率，具有較高推進(jìn)效率，使主機(jī)保持在額定功率下的較小耗油量狀態(tài)下運(yùn)行。但可調(diào)螺距螺旋槳因?yàn)橹睆捷^大，通常其效率較定距槳低3%～4%，因此，往往配以導(dǎo)管，其推力可增加12%左右。
（3） 加大螺旋槳直徑、降低螺旋槳轉(zhuǎn)速
螺旋槳最佳轉(zhuǎn)速與其最佳直徑是相匹配的。螺旋槳直徑對(duì)推進(jìn)效率與拖力均有影響。對(duì)于拖網(wǎng)漁船，螺旋槳負(fù)荷系數(shù)較大，加大螺旋槳直徑，配以最佳轉(zhuǎn)速，既能提高自航的推進(jìn)效率，又能增大拖航時(shí)的拖力。采取增大速比（降低螺旋槳轉(zhuǎn)速）和加大螺旋槳直徑的方法來(lái)增加漁船的拖力，節(jié)油效果非常明顯。
（4） 風(fēng)帆推進(jìn)
利用風(fēng)帆作為助推裝置具有明顯的節(jié)能效果。在我國(guó)利用風(fēng)能助推船舶，節(jié)省燃油和降低營(yíng)運(yùn)成本也比較明顯，可節(jié)省燃油10%～25%。
（5） 減少船體阻力
漁船屬于中高速船舶，因此，要減少漁船阻力，主要是尋求減少興波阻力的途徑，如加大船長(zhǎng)、適當(dāng)增加菱形系數(shù)、減小方形系數(shù)、浮心位置后移、采用球鼻艏、降低航速等。改變這些參數(shù)時(shí)應(yīng)全面考慮，注意各船型參數(shù)之間的協(xié)調(diào)以及對(duì)漁船其他性能的影響。
（6） 提高耐波性
漁船經(jīng)常在風(fēng)浪中作業(yè)，提高漁船耐波性能，即減小漁船搖蕩、抨擊、上浪、失速的幾率，也是漁船節(jié)能技術(shù)研究的一個(gè)重要方面。在漁船設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮如何合理選擇尺度和形狀，以及合理采納和設(shè)計(jì)減搖裝置等。
