(高清版)GBT 27874-2023 船舶节能产品使用技术条件及评定方法

船舶节能产品使用技术条件及评定方法productsandtechnologiesfor2023-03-17发布I前言 12规范性引用文件 l3术语和定义 4使用技术条件 25评定项目及方式 36测试方式及验证方法 37评定方法 4附录A(规范性)船舶发动机台架对比测试方法 8附录B(规范性)实船对比测试方法 附录C(规范性)测试数据处理 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T27874—2011《船舶节能产品评定方法》和GB/T27878—2011《船舶节能产品使用技术条件》。本文件以GB/T27874—2011为主，整合了GB/T27878—2011的主要内容。与GB/T27874—2011相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)更改了文件的适用范围(见第1章，GB/T27874—2011的第1章);e)增加了船舶能效设计指数实船验证值的评价内容(见4.1.2c)、4.6.4、5.1.la)、5.2.3、6.1.2e)、g)更改了排气污染物的评定内容(见4.4.1,GB/T27874—2011的4.3d)];h)增加了四冲程气体燃料发动机作为验证用台架发动机选项(见A.1.1);i)增加了对比试验时对进气温度、排气背压、燃料进机温度的控制要求(见A.1.5、A.1.6);j)更改了柴油机外特性测试要求(见A.4,GB/T27874—2011的6.1.4);k)增加了因评价指标和评价方法部分发生变化后应补充的测试内容(见1)更改了船舶发电柴油机负荷特性测试要求(见B.3,GB/T27874—2011的6.2.3);m)更改了船舶性能对比测试的项目及内容(见B.4,GB/T27874—2011的6.2.4);n)更改了测试数据处理(见附录C,GB/T27874—2011的第7章);o)增加了数据处理中剔除歧义数据的要求(见C.1)。本文件由中华人民共和国交通运输部提出并归口。本文件起草单位：长江航运科学研究所有限公司、广西玉柴机器股份有限公司、中国船级社武汉规范研究所。本文件于2011年首次发布，本次为第一修订，将GB/T27878—2011《船舶节能产品使用技术条件》并入。1船舶节能产品使用技术条件及评定方法本文件规定了船舶节能产品的使用技术条件、评定项目及方式、测试方式及验证方法、评定方法。本文件适用于旨在降低各类内燃机动力船舶运行能耗的节能产品使用效果的评定。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2820.6往复式内燃机驱动的交流发电机组第6部分：试验方法GB/T3221内燃机动力内河船舶系泊和航行试验大纲GB/T3471海船系泊及航行试验通则GB/T6072.3往复式内燃机性能第3部分：试验测量GB/T14951—2007汽车节油技术评定方法GB15097船舶发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)GB/T25348—2010汽车节油产品使用技术条件GB/T30009船舶能效设计指数计算方法GB/T30010船舶能效设计指数验证方法CB/T4147船用柴油机燃油消耗率测定方法CB/T4148船用柴油机热工参数的测量3术语和定义在降低船舶运行能耗的同时，对船舶的快速性、操控安全性、发动机的动力性等主要性能和环境无不良影响的产品、技术及工艺。节能率rateoffuelsaving使用船舶节能产品后，船舶能耗下降的幅值与使用船舶节能产品前能耗量的比值。净化率rateofpollutionreducing使用船舶节能产品后，船舶排气污染物排放量降低的幅值与使用节能产品前的排气污染物排放量的比值。船舶运行单耗unitfuelconsumption营运船舶单位里程燃料消耗量。2将实船测试获取的数据带入船舶能效设计指数计算公式计算得到的船舶实际能效指数。注：船舶能效设计指数实船验证值反映船舶实际运行时的能效水平。4使用技术条件4.1节能性指标4.1.1在发动机台架上进行对比测试时，节能率应满足下列任一条件：a)发动机推进特性节能率不小于1.5%,同时负荷特性的节能率不小于1.0%;b)负荷特性节能率不小于1.5%,同时推进特性的节能率不小于1.0%。4.1.2在实船上进行对比测试时，根据节能产品的属性和应用特点，节能率应满足下列任一条件：a)船舶主机推进特性或负荷特性节能率不小于2.0%,同时主机常用工况下的节能率不小于b)发电机组原动机负荷特性节能率不小于2.0%;c)常用工况下船舶运行单耗或船舶能效设计指数实船验证值节能率不小于2.0%。4.2动力性及快速性技术指标4.2.1在发动机台架上进行动力性对比测试，发动机最大扭矩对比系数应不小于0.98。4.2.2在实船进行快速性对比测试，船舶快速性对比系数应不小于1。4.3航行安全性指标4.3.1船舶回转系数应不大于1。4.3.2船舶制动系数应不大于1。4.3.3船舶Z型超越角系数应不大于1。4.4环境影响技术指标4.4.1船舶发动机排气排放污染物对比测试，一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和排气颗粒物的净化率应不小于0。4.4.2船舶实船航行净化率应不小于0。4.5其他技术指标燃润料添加剂类节能产品应符合GB/T25348—2010中第4章的规定。4.6判定技术条件4.6.1对应用于发动机上的船舶节能产品，采用发动机台架试验进行验证时，评定条件应同时满足4.6.2对应用于发动机上的船舶节能产品，采用实船发动机推进特性进行验证时，评定条件应同时满足4.1.2a)、4.2.2、4.4.1和4.5的要求。4.6.3对应用于发动机上的船舶节能产品，采用实船发动机负荷特性进行验证，评定条件应同时满足4.6.4应用于船体结构上的船舶节能产品的评定条件应同时满足4.1.2c)、4.2.2、4.3、4.4.2的要求。35评定项目及方式5.1评定项目船舶节能产品节能性采用节能率进行评定，节能率评定可根据节能产品的用途和特性，选择下列方式获取：a)采用实船验证方式时，可根据使用船舶节能产品前后船舶能效设计指数实船验证值(EEDIArrp)差异来计算，也可根据船舶在常用工况下的运行单耗前后差异计算；b)采用实船发动机或实验室发动机台架验证方式时，可根据发动机推进特性模式平均节能率计算，也可根据发动机负荷特性模式平均节能率计算。5.1.2动力性及快速性动力性采用发动机最大扭矩对比系数(Kv)表示，可在台架发动机上通过测量设定工况最大扭矩的方式获取；快速性用船舶快速性对比系数(Ks)表示，可通过测量设定工况下船舶航速的方式获取。航行安全性采用反映船舶操纵性和机动性的主要指标表示，具体包括回转性能，制动性能和Z型机动性能。其中回转性能采用回转系数表示，制动性能采用制动系数表示，Z型机动性能采用Z型超越角系数表示。环境影响性采用净化率来表示。净化率可采用测量分析发动机排气排放污染物中主要有害组分的净化效果获得，具体包括一氧化碳净化率(Ro)、碳氢化合物净化率(Rc)、氮氧化物净化率(Rxox)及排气颗粒物净化率(Rs),也可通过比较船舶运行单耗或船舶能效设计指数实船验证值(EEDIArrp)的方式反映。5.1.5其他特殊性能船舶节能产品还需根据其具体呈现的物态、品性，对燃润料添加剂类节能产品理化性能指标进行5.2评定方式5.2.1评定方式主要包括发动机台架方式和实船方式。境影响性及其他特殊性能评定。5.2.3采用实船方式进行验证时，应按5.1.1、5.1.4及5.1.5的要求进行节能性、环境影响性和其他特殊性能的评定，同时还应根据船舶节能产品的应用特性，按照5.1.2、5.1.3增加动力性及快速性、航行安全性的评定。6测试方式及验证方法6.1测试方式6.1.1发动机台架对比测试发动机台架对比测试应包括下列测试项目：4GB/T27874—2023a)发动机推进特性对比测试；b)发动机负荷特性对比测试；c)发动机动力性对比测试；d)发动机排气排放污染物对比测试。6.1.2实船对比测试实船对比测试应包括下列测试项目：a)船舶主推进发动机输出功率、燃料消耗率及排气排放污染物对比测试；b)船舶发电机组原动机输出功率、燃料消耗率及排气排放污染物对比测试；c)船舶航速对比测试；d)船舶运行单耗对比测试；e)船舶能效设计指数实船验证值(EEDIATTp)对比测试；f)船舶航行安全性能对比测试，内容包括：船舶回转性能对比测试、船舶制动性能对比测试、船舶Z型机动性能对比测试。6.1.3其他特殊性能分析测试燃油、润滑油添加剂类节能产品应进行理化性能(含腐蚀性和毒性)分析测试。6.2验证方法6.2.1船舶节能产品可根据其具体的用途、特性选择适合的测试方式来验证。其中应用于发动机本身及其燃润料类的船舶节能产品节能率和净化率的验证宜优先采用发动机台架对比测试的方式；不适合或不满足台架测试条件时，也可选择实船对比测试的方式。发动机台架对比测试方法应符合附录A的规定，实船对比测试方法应符合附录B的规定。6.2.2采用实船对比测试进行验证时，测试项目可选择6.1.2a)、6.1.2b)、6.1.2d)和6.1.2e)中任一项进行。6.2.3对旨在降低船舶运行阻力、提升推进效率的船舶节能产品进行实船验证测试时，应根据节能产品的工作原理或使用特性选择增加6.1.2c)、6.1.2f)的测试项目。6.2.4对旨在降低船舶运行阻力、提升推进效率的船舶节能产品进行净化率实船验证测试时，不需要进行发动机排气排放污染物项目的测试，净化率可通过分析船舶运行能耗或船舶能效设计指数实船验证值的变化来获取。6.2.5测试结果在进行评定分析前应剔除测试误差，具体测试数据处理方法应符合附录C的规定。7评定方法7.1评定原则采用在同等条件下对比的方法评定船舶节能产品的节能性、发动机的动力性、船舶快速性、航行安全性以及对环境的影响。7.2节能性项目评定7.2.1台架发动机推进特性节能率按公式(1)计算；负荷特性节能率按公式(2)计算：式中：ηe:——发动机推进特性节能率；5geo——未使用船舶节能产品时，发动机推进特性平均燃料消耗率，单位为克每千瓦小时[g/式中：gaw——未使用船舶节能产品时，发动机负荷特性平均燃料消耗率，单位为克每千瓦小时[g/7.2.2实船航行节能率可按常用工况下公式(3)计算，也可按公式(4)计算：式中：pca——船舶运行单耗变化率；qa——使用船舶节能产品后，船舶平均运行单耗，单位为千克每千米(kg/km)。式中：ncn——船舶能效设计指数实船验证值(EEDIArrm)变化率…………EEDIArrm——未使用船舶节能产品时，船舶能效设计指数实船验证值，单位为克每吨海里[g/EEDIAT使用船舶节能产品后，船舶能效设计指数实船验证值，单位为克每吨海里[g/7.3动力性及快速性项目评定7.3.1发动机动力性按最大扭矩对比系数评定，按公式(5)计算：式中：…………Km——发动机最大扭矩对比系数；Ms₁——使用船舶节能产品后，发动机各工况平均最大扭矩的和，单位为牛米(N·m);Mo——未使用船舶节能产品时，发动机各工况平均最大扭矩的和，单位为牛米(N·m)。7.3.2船舶快速性按快速性对比系数评定，按公式(6)计算：式中：Ks——船舶快速性对比系数；……6GB/T27874—2023v₁——使用船舶节能产品后，船舶在额定工况或常用工况下的平均静水航速，单位为千米每小时(km/h);v₀——未使用船舶节能产品时，船舶在额定工况或常用工况下的平均静水航速，单位为千米每小时(km/h)。7.4航行安全性项目评定7.4.1船舶回转性能用回转系数表示，按公式(7)计算：式中：…)K——船舶回转系数；dm——使用船舶节能产品后，船舶在额定工况或常用工况下回转时战术直径(海船)或定常回转直径(内河船),单位为米(m);dno——未使船舶用节能产品时，船舶在额定工况或常用工况下回转时战术直径(海船)或定常回转直径(内河船),单位为米(m)。7.4.2船舶制动性能用制动系数表示，按公式(8)计算：式中：Kz——船舶制动系数；dz₁——使用船舶节能产品后，船舶全速倒车停船试验的航迹行程，单位为米(m);dz₀——未使用船舶节能产品时，船舶全速倒车停船试验的航迹行程，单位为米(m)。7.4.3船舶Z型机动性能用Z型超越角系数表示，按公式(9)计算：式中：Kc——Z型超越角系数；…………rei——使用船舶节能产品后，在额定工况或常用工况下的Z型第一超越角，单位为度(°);rco——未使用船舶节能产品时，在额定工况或常用工况下的Z型第一超越角，单位为度(°)。7.5环境影响项目评定7.5.1进行环境影响项目净化率的计算时，使用船舶节能产品前后，测试参数的单位应保持一致。7.5.2一氧化碳净化率按公式(10)计算：式中：Rco——一氧化碳净化率；Jco——使用船舶节能产品后，一氧化碳的排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)];Oco——未使用船舶节能产品时，一氧化碳的排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)]。7.5.3氮氧化物净化率按公式(11)计算：……………)7GB/T27874—2023Rxo,——氮氧化物净化率；Jxo₄——使用船舶节能产品后，氮氧化物的排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)];Oxo,——未使用船舶节能产品时，氮氧化物的排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)]。7.5.4碳氢化合物净化率按公式(12)计算： 式中：Rnc——碳氢化合物净化率；JHc使用船舶节能产品后，碳氢化合物的排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)];Oc——未使用船舶节能产品时，碳氢化合物的排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)]。7.5.5排气颗粒物净化率按公式(13)计算：式中：Rs——排气颗粒物净化率；Js——使用船舶节能产品后，排气颗粒物排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)];Os——未使用船舶节能产品时，排气颗粒物排放量，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)]。7.5.6对降低船舶运行阻力、提升推进效率的船舶节能产品，环境影响性采用船舶运行单耗或船舶能效设计指数实船验证值(EEDIArrp)的变化率来评定，其环境净化率按公式(3)或公式(4)计算。7.6其他项目评价燃润料添加剂类节能产品理化性能评定应符合GB/T14951—2007中第5章的规定。8(规范性)船舶发动机台架对比测试方法A.1测试条件及要求A.1.1台架对比测试用发动机可选用二、四冲程船用柴油机或气体燃料发动机。A.1.2测试时发动机的技术状态应达到说明书规定的要求，测试用燃润料采用测试发动机适用的、相同标号且同一批次的产品。不大于2℃。气背压相差应不大于2kPa。A.1.6在对比测试时，相同工况下燃料进机温度相差应不大于2℃。下，测量使用节能产品前、后发动机输出功率、燃料消耗量、动力性以及环境影响等具体数据，主要测试参数为扭矩、功率、转速、燃料消耗量等和规定的排气污染物各组分。A.1.8台架测试仪器及性能应满足下列要求：a)台架测试系统具有测量参数自动采集、储存、处理的功能；b)力矩测量允差士0.5%;转速测量允差±0.2%;燃料消耗量测量允差±0.5%;c)环境参数监测符合GB/T6072.3的规定；燃料消耗率的检测符合CB/T4147的规定；发动机热工参数的监测符合CB/T4148的规定；d)发动机排气污染物的测量仪器设备及性能要求符合GB15097的规定。A.2发动机推进特性测试发动机工况按螺旋桨推进特性模式控制，按公式(A.1)计算。P=C×n³…………(A.1)式中：P——发动机功率，单位为千瓦(kW);C——常数，它取决于螺旋桨结构、船舶的航速和水的质量密度等，可依据实验室船模试验或现场实船测试确定；n——发动机转速，单位为转每分钟(r/min)。具体测试工况分档可按标定功率(Pe)的5%为一档，在100%P。～25%P。顺序选取，调节发动机转速或负荷至设定测试工况，依次进行测试。具体测试工况点功率与转速应符合表A.1的规定。表A.1台架发动机推进特性测试工况列表工况序号24578转速(n)功率(P)9GB/T27874—2023工况序号9转速(n)功率(P)注1:n。——发动机标定转速，单位为转每分钟(r/min)。注2:带有“*”标志的工况点为推荐的典型测试工况点。A.3发动机负荷特性测试发动机以标定转速运行，以标定功率的100%、90%、75%、60%、50%、40%、25%、10%为设定测试工况点，调节发动机负荷，依次进行测试。A.4发动机动力性测试保持发动机油门刻度为最大位置，分档控制转速，通过调节发动机负荷，确定发动机在该转速下稳定运转的输出最大扭矩。转速从标定转速开始，均匀选取8个～10个状态点，增加负荷逐步降低转速，依次进行测试。A.5发动机排气排放污染物对比测试发动机排气排放污染物及颗粒物测试应符合GB15097的规定。(规范性)实船对比测试方法B.1测试条件B.1.2内河船进行实船对比测试时，测试条件应符合GB/T3221的规定。B.1.3对比测试应在同船同配置同装载状态情况下进行，船舶浮态前后保持一致、发动机应使用相同B.1.4对比测试前后，测试水域水流条件和环境状况应基本相同。发动机测试工况应保持一致，且同一工况下发动机相关热工参数也应控制基本相同。B.1.5实船测试仪器主要性能应满足下列要求：a)实船测试参数主要包括但不限于主机轴功率、发电机组输出电功率、主辅机燃料消耗量(质量b)力矩测量允差±1.0%,转速测量允差±0.5%,燃油消耗量测量允差±0.5%;c)发动机排气污染物的测量仪器设备及性能符合GB15097的规定；d)发动机运行相关热工参数的测试符合CB/T4148的规定；e)发电机组输出的电功率测试符合GB/T2820.6的规定；f)海船航速测试按GB/T3471的规定进行，内河船舶航速测试按GB/T3221的规定进行。B.2船舶主机输出功率和能耗测试B.2.1船舶主机按推进特性运行时，测试工况点按表B.1的要求选取，依次进行测试。表B.1船舶主机推进特性测试工况点单位为转每分钟工况序号123456转速注1:n——发动机标定转速。注2:n:——发动机常用转速。B.2.2船舶主机按负荷特性运行时，测试工况点按表B.2的要求选取，依次进行测试。表B.2船舶主机负荷特性测试工况点单位为千瓦工况序号123456负荷P注2:P,——发动机常用负荷工况。B.3船舶发电机组输出电功率和能耗测试B.3.1调整电力负载，以发电机组标定容量的100%、75%、50%、25%、10%为测试工况，依次进行测试。B.3.2测试发电机组输出的电功率及对应燃料消耗量。B.4航行安全性能测试应用在船体结构及推进器上的节能产品，在按6.1.2a)、6.1.2b)的要求进行船舶主辅机输出功率、能耗测试的同时，应按6.1.2c)、6.1.2f)的要求增加快速性和航行安全性项目的测试。B.5船舶发动机排气排放污染物对比测试船舶发动机排气排放污染物各组分及颗粒物测试应符合GB15097的规定。B.6船舶节能产品其他对比测试B.6.1燃油添加剂理化性能测试应符合GB/T14951—2007中5.2.3.1的规定。B.6.2润滑油添加剂理化性能测试应符合GB/T14951—2007中5.2.3.2的规定。GB/T27874—2023(规范性)测试数据处理C.1测试数据的选取对各测试工况下多次测试获取的数据，应进行初始筛选，剔除歧义数据，选取相对误差小于2.0%(实验室台架测试环境下)或3%(实船现场测试环境下)的测量值为有效数据。每工况点各参数的最终测试数据为该工况下采集的该参数所有有效数据的算术平均值，按公式(C.1)计算。式中：a;——发动机iaj——发动机im——发动机i工况下，重复测量次数。C.2平均燃料消耗率C.2.1进行台架发动机推进特性和负荷特性对比测试时，发动机总体平均燃料消耗率顺序按公式(C.2)、公式(C.3)、公式(C.4)计算。C.2.2发动机各测试工况下的平均燃料消耗率按公式(C.2)计算：式中：gu——发动机i工况下，平均燃料消耗率，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)];Q;——发动机i工况下，燃料消耗量，单位为千克每小时(kg/h);P;——发动机i工况下，输出功率，单位为千瓦(kW)。C.2.3发动机总体平均燃料消耗率的计算，先根据各工况发动机的输出功率和燃料消耗率数据，拟合输出功率—燃料消耗率函数，见公式(C.3):g。=f(P)……………(C.3)式中：g。——i工况下的平均燃料消耗率，单位为克每千瓦小时[g/(kW·h)];P——发动机功率，单位为千瓦(kW)。C.2.4平均燃料消耗率按公式(C.4)计算：式中：