Cách tính nhiên liệu cho tàu thủy

Khai thác năng lượng hiệu quả trên tàu biển

Theo TS Trần Tiến Anh, có hơn 80% khối lượng hàng hóa thương mại quốc tế sử dụng phương thức đường biển, trong đó vận tải biển container và hàng rời là phổ biến hơn cả. Tuy nhiên, để tàu hoạt động hiệu quả trước và sau mỗi chuyến đi, cần đảm bảo khai thác năng lượng một cách có hệ thống, chính xác và an toàn. Đây vốn là bài toán khó.

Những năm gần đây, trên thế giới đã xảy ra nhiều vụ tàu hàng bị đắm, gây nên những tổn thất to lớn về con người và kinh tế. Một trong những nguyên nhân chính khiến tàu hàng bị đắm là tình trạng chở quá tải trọng quy định so với thiết kế ban đầu, dẫn đến tiêu tốn năng lượng, đồng thời, khi gặp thời tiết xấu, hàng hóa trên boong bị xê dịch, tàu nghiêng và chìm.

Để bảo đảm sự an toàn, kết hợp việc sử dụng có hiệu quả năng lượng trên tàu biển, TS Trần Tiến Anh đã thực hiện công trình nghiên cứu “Ảnh hưởng của tải trọng tàu lên mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ diesel tàu biển đối với tàu chở hàng rời dựa trên phương pháp phân cụm mờ”.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm quản lý hiệu quả năng lượng tàu cho các tàu hàng rời ở Việt Nam; áp dụng phương pháp nghiên cứu để tối ưu hóa mọi dữ liệu hoạt động trên tàu khi ra khơi; đánh giá mức tiêu thụ nhiên liệu động cơ dầu diesel ở các mức khác nhau.

Nghiên cứu của TS Trần Tiến Anh định lượng tiêu thụ nhiên liệu cùng yếu tố ảnh hưởng tới như mực nước biển, hướng và vận tốc gió, sức cản nước, cấp độ sóng biển, tốc độ tàu cùng điều kiện thời tiết - yếu tố ảnh hưởng đến lượng nhiên liệu tiêu thụ và quá trình khai thác. Cùng với phương pháp phân cụm mờ, nghiên cứu giúp đưa ra tải trọng tối ưu của tàu và mức tiêu thụ dầu nhiên liệu của động cơ diesel chính.

Điểm mới trong công trình nghiên cứu này là sự kết hợp giữa lý thuyết với thực nghiệm trong quá trình nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật điều khiển thông minh vào lĩnh vực hàng hải và khai thác tàu biển.

Công trình đã đề xuất được những điểm mới khi khai thác các ưu điểm từ lý thuyết điều khiển gom nhóm mờ (fuzzy clustering), bổ sung tính mới trong kỹ thuật thông tin - điều khiển kết hợp với chiến lược quản lý hiệu quả trong hệ thống quản lý năng lượng, qua đó áp dụng thành công vào lĩnh vực hàng hải và khai thác tàu biển.

Tính toán năng lượng dựa trên nhiều tham số

TS Trần Tiến Anh.

Theo TS Trần Tiến Anh, đây là lần đầu tiên đề xuất mới hệ thống hỗ trợ ra quyết định hiện đại (MCDM) được triển khai áp dụng cho những nhà quản lý tàu biển của các công ty vận tải biển ở Việt Nam.

MCDM thực hiện phân tích dữ liệu gồm tốc độ gió, chiều cao sóng, tốc độ tàu, quãng đường di chuyển và tốc độ trục, đồng thời chỉ ra rằng máy móc có thể được sử dụng trong việc ra quyết định đánh giá tải trọng của tàu một cách tối ưu, hạn chế những rủi ro không đáng có.

MCDM được coi là nhân tố đánh giá hiệu quả năng lượng cho đội tàu biển dựa trên lượng hàng hóa chuyên chở tại mỗi chuyến đi của tàu. Lượng hàng hóa này thay đổi tùy thuộc vào kế hoạch chạy và tuyến đường đi của tàu.

Khi đó, nghiên cứu đánh giá các yếu tố trọng tải của tàu cùng với thay đổi lượng hàng hóa tại mỗi chuyến đi khác nhau để từ đó đưa ra quyết định hỗ trợ để khai thác năng lượng hiệu quả tàu biển.

Ngoài ra, các dữ liệu phân tích từ MCDM giúp người khai thác tiêu thụ nhiên liệu động cơ dầu diesel một cách hợp lý như duy trì chế độ hâm nước làm mát khi động cơ không hoạt động; thay đổi tải của động cơ một cách từ từ, tránh đột ngột và điều chỉnh nhiệt độ nước làm mát hợp lý trong thời gian điều động tàu.

Nghiên cứu này của TS Trần Tiến Anh được thực hiện từ năm 2018. 3 năm sau, công trình được đăng trên tạp chí khoa học đầu ngành về lĩnh vực hàng hải và công trình ngoài khơi là Ocean Engineering.

TÍNH TOÁN TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU MÁY CHÍNH TÀU BIỂN CALCULATION OF FUEL COMSUMPTION FOR MAIN DIESEL ENGINES

Bài báo giới thiệu một số phương pháp xác định lượng tiêu hao nhiên liệu cho máy chính tàu biển, từ kết quả nghiên cứu đưa ra một bài toán tối ưu giúp các nhà quản lý tàu có thể tính định mức lượng tiêu hao nhiên liệu phù hợp với thực tế khai thác tàu biển Việt nam. Abtract This article briefly introduces the methods for estimating fuel oil consumption of main diesel engines. Based on the results of research to establish optimum calculation method to estimate FO consumption for ships that is applicable for Vietnam shipping companies. 1. Đặt vấn đề Khi giá cả nhiên liệu trên thị trường ngày càng cao thì sức cạnh tranh trong vận tải biển càng khốc liệt. Chi phí nhiên liệu (NL) chiếm tỷ trọng lớn nhất trong các chi phí khai thác tàu, thường vào khoảng 45-50%, thậm chí trên 50%. Do vậy không chỉ các chủ tàu, các nhà máy đóng tàu, mà các hãng chế tạo động cơ đang tìm mọi biện pháp nhằm giảm chi phí nhiên liệu. Việc tính toán định mức hợp lý tiêu hao nhiên liệu của từng con tàu là hết sức quan trọng. Với khuôn khổ bài báo này chúng tôi chỉ đặt ra vấn đề tính toán tiêu thụ NL cho máy chính tàu biển với tình trạng kỹ thuật hiện tại, ở các tuyến đi cụ thể. Mục đích là tìm được các hệ số hiệu chỉnh phù hợp với từng con tàu cụ thể theo tình trạng kỹ thuật động cơ chính, vỏ tàu và chân vịt trong các điều kiện khai thác-hành hải thực tế. Từ đó đưa ra kết quả tương đối chính xác phù hợp với thực tế trên từng con tàu. Với phương pháp tính toán thống nhất cho toàn bộ đội tàu trong công ty, giúp việc quản lý chi phí NL sẽ đạt hiệu quả cao hơn, nhằm hạn chế các hiện tượng tiêu cực xã hội, tránh được sự tranh cãi thường nảy sinh giữa nhà quản lý với các sĩ quan máy trên tàu khi " báo cáo tiêu thụ nhiên liệu ". Phương pháp tính dưới đây được kiểm nghiệm bằng thực tế trên một số con tàu. khẳng định tính khả thi áp dụng cách tính NL này cho đội tàu của một số công ty VTB Việt nam với phương thức tiến hành như sau:  Đánh giá tình trạng kỹ thuật thực tế của con tàu và máy chính; (chủ yếu là xác định công suất)  Xem xét định mức hiện tại của từng tàu và tiêu thụ nhiên liệu theo kết quả thử tàu sau đóng mới;  Tính toán lại tiêu thụ của máy chính theo công thức xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết;  Xác định tiêu thụ NL thực tế trên tàu cho một chuyến đi ở điều kiện khai thác cụ thể nào đó;  Hiệu chỉnh lại các hệ số cho phù hợp với từng con tàu và điều kiện khai thác thực tế;  Đưa ra định mức tiêu thụ của máy chính từng tàu, ứng với các điều kiện " ban đầu " về vòng quay máy chính, lượng hàng hoá, cấp sóng gió, tốc độ tàu. 2. Cơ sở lý thuyết tính tiêu thụ nhiên liệu máy chính tàu biển Công thức tính tiêu thụ nhiên liệu cho động cơ chính lai chân vịt tàu biển được xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết như trình bày sau đây.