一 概述
（一） 定义
农机与渔船节能技术就是运用现代农业设备、科学的使用方法和管理措施使农业机械设备或渔船在运用过程中达到最佳节能状态的技术。
（二） 分类
1. 农机节能技术
农机节能技术主要包括机械设备的正确调整，采用节油设备和材料，农业机械在田间和场上作业、道路运输等过程中通过科学合理的配套和运行方式，采用合理的耕作制度等。
2. 渔船节能技术
渔船节能技术方法众多，涉及的各个专业都有不同的节能技术与方法，但最终主要归结为渔船阻力节能、推进节能和船用设备节能等方面。
二 技术要点
（一） 农机节能技术
1. 农机管理与运用节油技术
（1） 推广复式作业机械，减少功能单一机具多次进地作业的成本和用油
我国现有的各类农田作业机具大多是功能单一的机型，一种机具只能承担一项作业。这样的机具在整个作业程序中会增加拖拉机进地作业的次数及油耗。近几年来，我国农机科研单位和生产企业已开发出一批新式的复式联合作业机具，将整地、破茬、开沟、施肥、播种、覆土、镇压等环节作业一次完成。复式作业机械节油和节省劳力在30%以上，并且机械进地次数少，有利于作物生长。
（2） 合理配套动力结构，采用大型作业机械
农用动力机械有大、中、小之分，配套农具有轻、中、重型之别。一台拖拉机可配不同农具进行不同作业。不同农具进行不同作业所需的牵引动力也是不一样的。一般要求拖拉机在接近满负荷下工作，在满负荷状态下拖拉机才能充分发挥其动力性。要求一台拖拉机可带多组农具作业。合理选择及配套农机具，既能保证农用动力机械充分发挥作用，节约燃油，也能提高作业效率，最大限度地避免大马拉小车或小马拉大车。由于，我国实行家庭承包经营，中、小型拖拉机及配套农具发展迅速。但小型农机具与大型农机具相比不仅作业质量差、效率低，而且耗油量也大。因此，积极引导发展大型农业机械，是农机节能的重要措施。
（3）改变耕作制度，降低能源消耗
我国传统农业的特点是精耕细作。这种耕作方式是以过度的人力和资源消耗为代价的，在农作物和肥料品种不断更新、现代农业技术取得长足进步和农业产业化、集约化生产持续发展的今天，精耕细作已明显不能适应当今农业可持续发展和建设节约型和谐社会的形势。目前，我国农业、尤其是粮食生产的工序依然繁多，用工量大、能耗高，主要农产品作业成本长期居高不下。改革种植结构和生产习惯，推行免耕、少耕的保护性耕作及水田旱育栽培等低耗能轻型耕作法，改进生产工艺，简化生产工序，减少机械作业量，可取得显著的节能降耗效果。在一年两熟区，保护性耕作节本增产带来的每公顷平均综合经济效益在1500元左右，一年一熟区在675元左右。
（4） 实行统分结合的生产模式，改善机械作业条件
目前家庭承包经营的农业生产模式，使土地规模变小，作物种植品种多，且过于分散，影响了农业机械效率的发挥。拖拉机在作业中转弯、掉头、转移地块频繁，空行程、开闭墒次数增多。这样做不但降低了作业质量，而且增加作业时间和燃料的消耗，加大了作业费用支出。把一家一户为基本单位的小块地合并为大地块，搞联片作业，进行规模化生产，实行统一耕种、分户管理。这个办法可以提高农机作业效率、发挥农机化作用的可行措施，同时也降低了农机作业的燃料消耗，降低了农业生产成本。
（5） 提高农机操作人员水平，普及节能技术
农业机械要发挥正常作用，除本身的特性外，操作技术水平十分关键。就拖拉机而言，在一定负荷下完成某项作业所用的时间越短燃料的消耗就越少。缩短作业时间就要求驾驶人员必须有熟练的操作技术，农机具必须有良好的工作状态。因此，加强技术培训，提高操作人员的技术水平是提高作业效率、节约能源消耗的前提条件。一是要提高机手的节油意识，使其充分认识节油的重要性；二是要使机手掌握发动机、拖拉机及其配套农机具的结构原理，保证机械的良好技术状态，采取切实的节油技术措施；三是使机手掌握农机运用的实用技术。
（6） 实行强制报废制度，减少油耗
制订发动机、拖拉机的报废标准，实行强制报废。据调查，目前拖拉机的耗油率在正常技术条件下一般为220～250克/（千瓦·时），但许多拖拉机多年失修，超期服役，耗油率达到350克/（千瓦·时）以上。
2. 实用节油技术
（1） 节油器节油技术
节油器节油技术是在进油管路上安装节油器。节油器可以在磁场作用下将油分子的结构改变，使油的浓度下降、流动性提高、燃烧值提高，从而实现节油。该技术节油效果明显，节油率为3%～10%。该技术可应用于燃油发动机，如汽车、摩托车、拖拉机等。
（2） 柴油添加剂节油技术
主要是在柴油中添加一种活性物质，其超强的物理活性将会提高柴油的燃烧物理活性，改善柴油的低温流动性，部分添加剂可以引起多次微爆使燃油二次雾化，与空气混合均匀、充分，使燃烧进行更彻底，最终达到节约燃油消耗、清除燃烧室内沉积物、降低燃烧尾气污染物排放的目的。目前柴油添加剂节油技术一般可节省燃油3％～5%，一般适用于各种柴油和汽油内燃机，部分混合型添加剂同时适用于柴油机和汽油机。
（3） 金属清洗剂节油技术
金属清洗剂是一种合成洗涤剂，可以替代汽油、煤油和柴油等有机溶剂清洗金属机件，具有去污力强、防锈性好、无味、无毒、无刺激、无火灾危险等特点，使用工艺简单、安全可靠、经济实惠。1千克金属清洗剂可替代20千克油料，既节约了能源，又降低成本50%。
（4） 拖拉机节油技术
拖拉机使用中有许多技巧，可以节省油耗。主要包括：一是保持发动机水温在85～95℃；二是避免停车换挡，行车途中不要突然猛加油或突然减速，尽量少用刹车；三是尽量在满负荷状态下工作；四是不要随意改变排气管的长度和方向，以免增加排气阻力；五是定期对发动机进行技术检测，正确调整气门间隙和喷油压力等；六是经常保养空气滤清器，不用布或其他物件包裹空气滤清器，保持滤清器进气流畅，以减少进气阻力；七是选择合适的轮胎气压和尺寸，道路运行时轮胎的气压要充足，但不要超过最高压力，在松软的田间作业时，气压可适当偏低；八是搞好油料净化，按期更换润滑油；九是保持传动装置配合间隙合理，润滑良好。
（二） 渔船节能技术
1. 用玻璃钢制造渔业船舶
用玻璃钢制造渔船具有表面光滑、线形美观、自重轻、阻力小、航速快、易于维修和保养、使用寿命长等特点。实践证明，与同类钢、木质渔船相比，玻璃钢渔船明显具有航速高、拖力大、节油、节冰、增产和增效等优点。据统计，玻璃钢渔船比同尺度钢质渔船节省燃油10%，节省冰25%，增加产值12%，与木船相比产值增加30%，玻璃钢船使用寿命是钢质渔船的1.6倍，是普通木质渔船的4倍，维修费用可降低50%以上。
2. 主机余热利用技术
在渔船主机燃油所发出的热量中，仅有30%～42%的热量转化为有效功，冷却水和废气所带走的热量分别占15%～35%和25%～45%。这些余热的品位较高，可进一步加以利用，以提高主机的综合热效率。
（1） 冷却水利用
对于采用海水开式冷却系统的主机，其出水温度高达54℃，适于真空蒸发型海水淡化装置制淡。但是，海水出口温度过高将引起水中的盐质沉淀，造成冷却系统水腔中的积垢加速，不利于机件的散热，影响主机正常工作。因此，应严格控制海水的出口温度，一般以不超过55℃为宜。对于采用闭式循环的主机，其淡水出口温度通常在75～85℃之间，淡水所携带的热能品位较高，这样的淡水可用于加热重油，在使用中应注意切勿盲目提高水温来增加余热的利用率，过度提高水温将导致机器的热负荷增加，致使其动力性、经济性和可靠性下降。
（2） 废气利用
将主机废气通过特定结构和装置，并对其内部的海水进行加热、蒸发，以满足船员生活需要及提供水产品加工、制冷保鲜和柴油加热的热能，从而取代燃烧燃油，达到节能的目的。此类技术产品有：废气锅炉、余热锅灶、废气烘箱、尾气制氮系统、尾气制冰系统和制冷系统。这些余热利用技术和产品，所利用的废气热能品位高，热能利用率相当高，可占废气总热量的60%以上，是提高主机综合热效率的最有效措施。比如吸附制冷技术，是利用渔船发动机尾气余热驱动的制冰技术，在航行期间，利用发动机尾气余热即可连续制冷，制冰冷藏或提供4℃左右的冷水保存渔货，这种制冷系统采用海水冷凝，运行费用仅为压缩式制冷的10%，节油90%，对发动机的驱动功率影响很小。
3. 主机节能技术
渔业船舶主机（柴油机）是直接消耗能源的最主要设备，因此，也就成为研究节能技术的主要对象。多年来，围绕柴油机展开了各种节能技术的研发工作，下面简单介绍如下。
（1） 主机工况点选定
为了提高螺旋桨的推进效率，渔船动力装置采用多速比齿轮箱，即单、双速比齿轮箱。使用单速比齿轮箱的渔船，船、机、桨配合点是选定拖网时的工况进行设计的。在自由航行时可使主机带有轴带发电机工作而不降低主机转速，这样能够较大发挥主机功率，节省发电机油耗，达到节能目的。使用双速比齿轮箱的拖网渔船，可解决自由航行与拖网工况推进特性的矛盾，使主机始终在额定功率下运行，充分发挥主机功率，能取得显著的节能效果，在增压柴油机上应用，效果更加明显。比如采用双速比齿轮箱的8105船与直接驱动的817船的性能相比，主机功率降低17%，拖力提高30.4%，拖速提高10.3%，而且耗油率降低。
（2） 选用经济航速
由于船体所需的推力与航速的三次方成正比，因此航速的升降对所需要的主机功率有较大的影响。渔船航速的增加可缩短航行时间，但需大幅提高主机功率，耗油量大大增加。当航速下降10%时，主机功率可下降34%，节省燃油39%。延长航时11.1%，也就是说，对于某一航程若延长航行时间11.1%，可节省燃油39%，经济效益显著。因此，自由航行时应选用经济航速，若非特殊情况不要盲目提高航速。
（3） 主机运行状况确定
主机在额定工况点附近运行时，效率高、耗油率相对较低。在冷却水使用温度范围内，提高水温可提高主机的机械效率，从而降低耗油率。实船测试结果表明，若在75%～100%额定工况下，淡水冷却温度从50℃提高到75℃，可节油4.5%～4.8%。主机在低工况点或冷却水温较低的情况下运行，不但提高了耗油率，而且增加缸套的化学腐蚀。当主机长期超负荷运行时，会导致其动力性、经济性、可靠性、耐久性降低和排放指标全面、严重地恶化。因此，渔船在作业或自由航行时，都应使主机在额定工况点附近且冷却水温较高状态下运行，绝不可长期超负荷运行，此时渔船若是自由航行，可使主机带动轴带发电机，副机停车，节省燃油。
（4） 改善燃烧状况
① 燃油磁化
在主机燃油系统中装上永久磁钢做成的节油减烟器，可对喷射前的燃油进行磁化，产生利于燃油雾化和燃烧的作用，达到节油减烟的目的。
② 燃油乳化
燃油乳化技术是将柴油、水和乳化剂按一定比例混合，并借助于外力搅拌形成油包水的乳化油微粒。乳化油微粒的质量状况与油、水比例有关。台架试验结果表明，当掺水率在15%～20%之间，在70%～90%的额定工况时的节油效果较明显，能节油2%～3%。使用乳化油的主机应加大高压油泵的最大供油量，以提高额定负荷或超负荷的动力特性。对于仅燃用轻柴油的主机，燃油系统应设置成使用纯油、乳化油的二套系统，在停机前半小时或应急超负荷时主机使用纯油。使用乳化油时，应对其进行不停地搅拌，以确保乳化质量。
③ 进气喷水
将合适的水量从柴油机的进气口喷入，并随空气一起进入汽缸，可促进燃油的雾化和改善燃烧状况，起到节油、减烟的目的。此技术可提高增压器的工作效率，保证机器具有长期的良好动力特性，并取得节油2.7%的效果。
（5） 加大柴油机冲程
加大柴油机冲程也是一项有效的节能技术。柴油机冲程增加可使柴油机转速下降，推进效率提高，柴油机使用寿命延长，减少维修费用，虽然成本会有所增加，但总体经济效益会有所提高。
4. 其他节能技术
（1） 导管螺旋桨
渔船采用导管桨，使桨盘处的水流得到加速，螺旋桨本身负荷减少，减少了尾流的能量损失。由于导管与桨二者产生推力分配关系的改变而带来总推力的增大，在重负荷下具有较高效率的同时，在吸收主机功率上受航速的影响小于普通螺旋桨，因此，对需要大推力的拖网渔船，效果更加明显。
（2） 可调螺距螺旋桨
可调螺距螺旋桨在各种工况下都能充分吸收主机功率，具有较高推进效率，使主机保持在额定功率下的较小耗油量状态下运行。但可调螺距螺旋桨因为直径较大，通常其效率较定距桨低3%～4%，因此，往往配以导管，其推力可增加12%左右。
（3） 加大螺旋桨直径、降低螺旋桨转速
螺旋桨最佳转速与其最佳直径是相匹配的。螺旋桨直径对推进效率与拖力均有影响。对于拖网渔船，螺旋桨负荷系数较大，加大螺旋桨直径，配以最佳转速，既能提高自航的推进效率，又能增大拖航时的拖力。采取增大速比（降低螺旋桨转速）和加大螺旋桨直径的方法来增加渔船的拖力，节油效果非常明显。
（4） 风帆推进
利用风帆作为助推装置具有明显的节能效果。在我国利用风能助推船舶，节省燃油和降低营运成本也比较明显，可节省燃油10%～25%。
（5） 减少船体阻力
渔船属于中高速船舶，因此，要减少渔船阻力，主要是寻求减少兴波阻力的途径，如加大船长、适当增加菱形系数、减小方形系数、浮心位置后移、采用球鼻艏、降低航速等。改变这些参数时应全面考虑，注意各船型参数之间的协调以及对渔船其他性能的影响。
（6） 提高耐波性
渔船经常在风浪中作业，提高渔船耐波性能，即减小渔船摇荡、抨击、上浪、失速的几率，也是渔船节能技术研究的一个重要方面。在渔船设计时，应充分考虑如何合理选择尺度和形状，以及合理采纳和设计减摇装置等。
