船舶智能能效管理检验指南2023（CCS）-27页

资料简介

1.2.1 本指南适用于申请 CCS i-Ship(E)、i-Ship(Es)和 i-Ship(Et)附加标志的船舶，附加标志说明及要求见 CCS《智能船舶规范》第 5 章 5.2.1.2.2 i-Ship（E）附加标志包含了 EOM 附加标志的功能及要求，EOM 附加标志的功能主要包括船舶设备监测、能源管理、能效管理等，i-Ship（E）除 EOM 的功能要求外，还包含了能效辅助决策等功能。EOM 附加标志检验要求见《钢质海船入级规范》第 1 篇第 6 章第7 节.3 定义1.3.1 CCS《智能船舶规范》第 5 章 5.1.7、5.1.8 规定的定义与缩写适用于本指南。第 2 章 船舶能效在线智能监测2.1 一般要求2.1.1 CCS《智能船舶规范》第 5 章 5.4.1 规定了船舶能效在线智能监测的一般要求。1.2 船舶主要耗能设备一般包括主机、辅助发电用发动机和锅炉等设备，油轮还包括燃油或燃气惰性气体发生器（如适用），这些设备的工况正常与否直接影响船舶能效，因此应对设备工况进行监测。监测参数应能用于直观评估设备工况。1.3 船舶航行（助航）设备包括（不限于）全球卫星定位系统、风速风向仪、计程仪、电子倾斜仪、测深仪、船舶吃水测量设备等，这些设备除保障船舶航行安全外，其参数的监测有助于追踪记录船舶航行轨迹及海况气象，分析影响船舶能效的因素。1.4 基于航行及能耗数据的监测，定期进行船舶能效状况综合分析、评估，基于评估结果，提供能效优化和改进的辅助决策建议，根据需求提供相应的数据或分析评估报告。1.5 能效在线智能监测的计算机系统应符合 CCS《船用软件安全及可靠性评估指南》I类计算机系统的要求，并按指南的要求评估所需的材料列表，准备相关材料，向本社船用产品处提交评估申请。2 数据采集2.2.1 对船舶主要耗能设备、轴功率监测设备（如设有）、主要耗能设备的燃料计量装置、风速风向仪、全球卫星定位系统、计程仪、电子倾斜仪、测深仪、船舶吃水测量设备等进行数据自动采集。除上述设备外，可根据系统功能需求对其他设备进行数据采集。注：上述设备可基于船型、船舶推进形式等予以调整。2.2 可直接采集硬件设备数据发送端口发送的数据，也可以通过虚拟串口服务器采集数据或由其他数据集成平台获取，其接口类型可以为串口（RS232、RS422、RS485)、TCP 等，其协议格式可以为 NMEA0183、MODBUS 或类似 NMEA0183 格式的厂家自定义格式。2.3 采集参数应满足本指南第 9 章 9.1 的要求。3 数据采集周期及存储2.3.1 根据设备数据发送周期及系统功能设定要求，设定数据采集周期。采集周期可根据需要进行调整，最大不应超过 1 小时。3.2 采集数据需要定期进行自动备份，并具备快速恢复能力，数据备份可采用磁盘阵列、多硬盘、光盘刻录、移动介质存储等方式。4 能效/能耗及排放数据分析2.4.1 系统应能自动计算以下能效及排放指标：（1）船舶能效营运指数（EEOI）；（2）单位距离燃料消耗量；（3）单位运输功燃料消耗量；（4）单位距离 CO2 排放量；（5）单位运输功 CO2 排放量。4.2 2.4.1 所列能效及排放指标的定义及计算方法可参考以下文件和资料：（1）MEPC.1/Circ.684 通函《船舶能效营运指数（EEOI）自愿使用指南》；（2）欧洲议会及欧盟理事会《关于对海运产生的二氧化碳排放进行监测、报告和验证3以及对第 2009/16/EC 号指令进行的修订》2015（757）；（3）CCS《船舶能效管理计划（SEEMP）编制指南》。4.3 系统应能自动计算主要耗能设备的以下指标：（1）燃料小时消耗量；（2）燃料日消耗量；（3）燃料航次（航段）消耗量。4.4 系统应能自动计算如下碳强度指标及相关数据：（1）CII；（2）年度总燃料消耗量；（3）年度总 CO2 排放量。上述指标及数据应按 IMO 决议 MEPC.352(78) 营运碳强度指标和计算方法 2022 导则（CII 导则（G1））的规定计算，并使用航次调整和修正系数对船舶年营运碳强度指标CII进行修正，详见IMO决议MEPC.355(78)用于 CII 计算的修正系数和航程调整 2022 临时导则（CII 导则（G5））。4.5 本指南规定的指标可基于船型、船舶推进形式、功能需要等予以调整。5 能效及能耗评估2.5.1 主要耗能设备能耗实时评估（1）根据船舶主机转速、船位变化情况以及船舶历史航行数据，自动判断船舶靠泊、机动航行、定速航行等航行状态，以及特定用途船舶的作业工况状态；（2）根据船舶燃料计量装置计算船舶单位时间内的燃料消耗，并结合船舶历史耗能数据及当前工况，对船舶能耗进行评估，并输出评估结果。5.2 船舶能效及排放指标评估（1）根据船舶历史数据（设计、试航）、同型船数据或结合船舶实时数据通过自学习功能，建立船舶能效及排放指标评估标准；（2）根据船舶设备监测数据，实时计算船舶能效及排放指标，并与能效及排放指标评估标准进行对比；（3）按需生成船舶能效及排放评估分析报告；（4）应能依据碳强度指标的监测数据预测该船舶可能达到的年营运碳强度 CII 指标值；（5）应能依据本章 2.4.4 规定的 CII 及相关数据计算结果，对船舶的营运碳强度进行评估和分级，并能根据需要自动生成和输出满足法规要求的年度报告及相关支撑材料，供审核、符合性验证、检查和查询。船舶年营运碳强度审核、符合性验证相关的报告及支撑材料应符合 IMO《船舶能效管理计划（SEEMP）制订导则》的规定。注： CII 基准线、折减系数及评估分级可分别按如下文件计算：（1） IMO 决议 MEPC.353(78) 营运碳强度指标参考基线 2022 导则（CII 参考基线导则（G2））；（2） IMO 决议 MEPC.338(76) 营运碳强度相对于参考基线的折减系数 2021 导则（CII 折减系数导则（G3））；（3） IMO 决议 MEPC.354(78) 船舶营运碳强度分级 2022 导则（CII 分级导则（G4））。5.3 船舶能耗分布分析（1）根据船舶能耗实时数据，分析得出船舶动态能量消耗分布比例及能量利用效率；（2）能够输出设计航速的能耗分布和动态能耗分布数据，以及能量利用效率的分析结果；（3）能耗分布分析计算方法可参见 CCS《船舶能量消耗分布与节能指南》。5.4 指标的超限提醒4（1）根据船舶能效、能耗及碳强度评估指标衡准，设定指标限值；（2）当船舶能效、能耗及碳强度指标值超过设定限值时，系统应能报警或给出超限提醒。6 能效管理辅助决策2.6.1 可按航次或指定时间（不超过一年）对船舶能效指标及船舶能耗情况进行综合评估，此外，每日历年度结束后，还应对船舶的年营运碳强度状况进行综合评估。6.2 可结合国际海事组织《船舶能效管理计划（SEEMP）制订导则》要求、行业组织及航运公司能效管理要求，建立适用于实施船舶的能效、能耗评估体系，根据评估结果，提供优化和改进的辅助决策建议。7 能效辅助管理2.7.1 应能按船舶能效管理计划（SEEMP）的要求监测和收集船舶碳排放数据，并能按规定的格式和要求输出报告及相关支撑材料，以供审核、符合性验证、检查和查询。注：船舶燃料消耗数据收集及验证要求，详见 MEPC.346(78)-船舶能效管理计划（SEEMP）制订 2022导则。7.2 应能根据 MRV 相关法规要求监测和收集船舶的碳排放数据，并能按规定的格式和要求输出相应的报告和支持性证据。7.3 排放控制区（ECA）预警（如适用）：根据船舶燃油系统设计、设备运行情况，结合船舶航向、航速、海况等综合因素，对燃油转换操作的剩余航程、剩余时间进行预警，确保船舶满足排放控制区的排放要求；2.7.4 燃料信息管理：记录燃料加装、转换信息，可结合燃料加注计量装置或燃油转换开关信号进行自动记录，也可人工录入。若采用人工录入，应在燃料加装、转换工作完成后及时录入。5第 3 章 航速优化3.1 一般要求3.1.1 航速影响因素航速优化涉及很多因素，包括营运方式、港口状况、租船合同、燃料价格、货物运价、船期、水文气象、航线及航路对船速的要求和限制、船舶状况、机器设备状况、船舶装载、燃油质量等，需要综合分析并采取合理措施来优化航速。3.1.2 航速优化航速优化的本质是航速寻优，寻找当前条件、目标下的最佳航速。降速航行会降低主机燃料消耗量，但增加了航行时间，降低了运输效率；当船期紧、货运量多、运费高时，船舶会选择最大盈利航速，因此需要综合诸多因素来实现基于不同目标的航速优化。3.2 基于航次计划的航速优化3.2.1 根据航次计划进行航线的航速优化，预估航线影响因素、航行时间、航行里程等，系统应能提供航速优化的方案（提供主机转速或船舶航速建议）。3.2.2 船舶航行过程中，系统应能根据船舶性能、效率指标，综合天气海况等因素，并基于历史数据（航速、载货量、燃料消耗、天气海况等因素之间的关系）、港口等因素进行航速优化方案调整。3.2.3 系统还应具有以下功能：（1）根据船舶的出发港、目的港、出发时间等，预计航行里程等信息，对已航行距离、已航行时间自动计算，并根据剩余航程和当前航速预报到港时间。（2）根据航速、主推进装置功率和燃料消耗量等参数，自动计算当前航速下的燃料消耗率；并根据当前航速及剩余航行距离对燃料消耗进行计算，计算已航行里程燃料消耗量和剩余航行里程所需燃料量。（3）根据设定的能够反映运营过程中船舶性能、效率的船舶效率指标和天气海况等因素，并基于历史数据（航速、载货量、油耗、天气海况等因素之间的关系）分析，评估对航速的影响。3.3 基于经济效益的航速优化3.3.1 船舶经营费用主要包括运费、港口费、燃料价格、船舶折旧、物料投入、船员工资、岸基人员工资及管理费用等，系统可对船舶营运过程中的各项费用进行核算，进行航次效益评估，提供经济效益最优的航速优化方案。3.3.2 系统应能根据费用的变化对优化方案进行调整。6第 4 章 基于纵倾优化的最佳配载4.1 一般要求4.1.1 船舶航行阻力受航速、排水量、吃水和纵倾角度的影响，通过调整纵倾浮态，改变船舶航行时的水下形状，进而影响兴波、船身湿表面积、船艏来流、船尾去流等船舶阻力因素，通过航行纵倾优化，有效减少航行阻力，降低主机功率需求，减少燃油消耗。4.1.2 系统可基于纵倾优化的最佳配载要求，实现基于优化纵倾配载计算校核和优化配载方案自动输出功能。4.1.3 其他要求参见 CCS《智能船舶规范》第 5 章第 4 节。4.2 纵倾优化及配载优化要求4.2.1 纵倾优化应能通过输入船舶航速、首尾吃水等关键航行参数进行优化计算，并包含纵倾性能基础数据库或实时分析优化模型。4.2.2 纵倾优化应能计算任意压载工况和装载工况的最佳纵倾或者优化曲线，并显示经优化后主机功率或者能耗节省百分比。4.2.3 纵倾优化应能对纵倾调整后主机单位燃料消耗节省进行估算。4.2.4 纵倾优化船舶基本信息应包含但不限于；（1）空船重量；（2）垂线间长 Lbp。4.2.5 纵倾优化目标航次信息（实时或者计划），包含但不限于；（1）航次号；（2）航线；（3）驶离港；（4）预抵港；（5）开航时间；（6）预抵港时间。4.2.6 纵倾优化应能确保普通用户无法修改已输入的船舶基本信息、纵倾性能基础数据库等数据。4.2.7 有关纵倾性能基础数据库的其他要求参见 CCS《智能船舶规范》第 5 章 5.6。4.2.8 纵倾优化应尽可能减少明显的或不合逻辑的输入错误，如输入吃水值超过实际最大结构吃水或吃水为负值时，软件应能提醒用户。4.2.9 纵倾优化计算效率要求可接受，最佳纵倾方案或者可调整的优化纵倾区间可输出保存。4.2.10 配载优化首先应满足装载仪功能要求，即 CCS《钢质海船入级规范》第 2 篇第 2章附录 1 第 3 节“软件的功能要求”。4.2.11 配载优化应能根据纵倾优化输出的目标纵倾（首尾吃水差），自动判断其值是否满足船舶航行安全纵倾要求，并能基于目标优化纵倾，计算出满足船舶安全的最优配载方案。4.2.12 配载优化计算效率应可接受，优化方向应能进行收敛性判断，以避免长时间无效运算。7第 5 章 图纸审查5.1 图纸资料5.1.1 申请 i-Ship(Ex)附加标志的船舶，应按 CCS《智能船舶规范》第 5 章的规定提交图纸资料。5.2 审查要点5.2.1 能效在线监测电气系统图/轴功率监测设备电气系统图应包含：系统供电、系统输入输出信号线路，系统应至少由船舶主电源供电等。5.2.2 船舶主要耗能设备、计量设备监测参数包括，但不限于：（1）主要耗能设备的功率、压力、温度等；（2）主要耗能设备燃料消耗量；（3）主机轴功率、转速等；（4）风向、风速；（5）船位、航向、航速；（6）对水速度；（7）船舶倾斜角度；（8）测深值；（9）船舶吃水值；（10）涌浪参数（有条件船舶可接入海洋气象数据）。5.2.3 主要耗能设备的燃料管系图：主要耗能设备的燃料供应管路中应设有流量计，且流量计的安装位置能分别计量主要耗能设备的燃料消耗。5.2.4 轴功率监测设备的布置应考虑船舶变形和局部振动对设备性能的影响，定子安装底座应焊接牢固，一般焊接在船舶强构件上，不允许焊接于船体外板。5.2.5 需提供监测装置的校准计划，设备的校准通常应以制造厂说明书规定的校准间隔期为准。5.2.6 电子倾斜仪安装应满足如下要求：（1）倾斜传感器单元应安装在水平面上，并使用水平仪进行校正。（2）倾斜传感器的三轴坐标应与船体坐标相一致。安装完成后，应根据船体图纸，测量倾斜传感器的坐标参数，并保存到电子倾斜仪或予以文件记录，以便于查阅。注：关于船体 XYZ 坐标系统的定义，可参见 IEC61162-1 第 8.3.72 条款。（3）电子倾斜仪及其倾斜传感器与磁罗经设备之间应保持最小安全距离。5.2.7 申请 i-Ship(E)、i-Ship(Es)、i-Ship(Et)附加标志需提交系统的基本原理、功能及使用说明，包括软件设计方法、计算功能和原理、数据结构、软件流程图及使用说明等，同时应对系统功能准确计算能力及精度控制等方面进行说明。8第 6 章 产品检验66.1.1 本章适用于船舶智能能效管理系统的产品认可与检验。6.2 认可/检验依据6.2.1 智能能效管理系统的产品认可及检验依据如下：（1）CCS《钢质海船入级规范》第 1 篇第 3 章、第 7 篇第 1、2 章；（2）CCS《智能船舶规范》第 1、5 章；（3）CCS《船舶智能能效管理检验指南》。6.3 典型样品的选择6.3.1 试验样品的选取应具有技术代表性，且能覆盖申请型式认可的产品范围；6.3.2 对于产品的主要元器件（如计算机、显示器等）来自不同的制造方，本社可考虑按照上述原则，分别抽取样品进行型式试验（船用环境试验、电磁兼容试验）。6.4 产品持证要求6.4.1 智能能效管理系统及其部件的产品持证应满足 CCS《智能船舶规范》第 1 章 1.10.1的有关要求。6.5 型式认可6.5.1 型式试验产品型式试验前应进行外观标识及完整性检查，确认产品外观无损伤，标识清晰，产品各个模块齐全，与批准图纸一致，并确认软件名称和版本。型式试验包含表 6.5.1 中所列试验项目。型式试验项目表 表 6.5.1序号 试验项目 试验结果要求 备注1 性能试验 详见本指南 6.5.。