摘要:随着科学技术的快速发展,船舶动力装置获得了长足的发展和进步,并且逐步向着多功能、环保性的方向改进,以顺应时代和科技的发展趋势。本文主要对船舶动力装置发展的新趋势进行分析和了解。
关键词:船舶;动力装置;发展趋势
引言
现代船舶动力装置包括蒸汽、内燃、燃气、核动力以及它们的联合装置,用于直接传动或通过电力传动推进器,并提供船上各类动力及生活需求。七十年代石油提价,引发能源危机,油耗低,可以燃用低质重油的柴油机动力装置迅猛发展,到八十年代柴油机几乎独占了船舶动力装置市场,进入九十年代,这一基本状况没有变化。船市场变化及船型发展的变化,加上各国对环境保护要求趋严,都影响着船舶动力装置的发展。
一、船舶动力装置的含义
船舶动力装置是船舶的核心设备,船舶动力装置只有正常运行,才能够为船舶的正常运行以及船员的日常生活提供保障。船舶动力装置由主动力装置、辅助动力装置和辅机及其设备共同组成,三大部分的相互协调共同为船舶提供源源不断的动力。在船舶动力装置中,主动力装置是提供推进动力的装置,其主要有蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机、电动机和混合动力机几种主要类型;辅助动力装置包括了齿轮箱、轴系、联轴节和离合器组成、螺旋桨等。辅机及其设备,则包含了船舶内安装的管路系统、排水系统、压载水系统等,这些也是船舶航行过程中不可或缺的重要装置。船舶动力装置的性能和发展水平直接反映了一个国家的造船实力和海上军事水平。本文所谈及的船舶动力装置是指主动力装置。
二、燃气轮机动力装置的发展趋势
压气机、燃气涡轮和燃烧室等几部分共同组成了燃气轮机,其工作原理主要是:在燃烧室内混合燃烧压缩空气和燃料,在燃气涡轮中放入燃烧产生的高温燃气使其出现膨胀现象,这样可以对涡轮叶轮进行驱动,从而推动压气机叶轮的旋转。当前主要在客轮、军用舰船和快速渡轮中使用燃气轮机。船用燃气轮机一般与其它动力装置配合使用,如柴—燃交替动力和柴—燃联合动力等,其主要目的是将其可靠性和灵活性进一步提高,对耗油量高的缺陷进行弥补。燃气轮机的优点主要有较大的单机功率、较轻的重量、较长的使用寿命和较低的NO X排放量等,但是由于其具有较大的耗油量和较差的燃油经济性,在一定程度上限制了燃气轮机的使用。当前不断探索与应用新材料在很大程度上提高了燃气轮机的性能,同时将设备的结构利用新的设计和制造工艺进行了优化。燃气轮机动力装置未来的发展趋势主要是大型化、高性能和燃料多元化。
三、电力推进装置的发展趋势
目前在船舶动力装置中被广泛使用的推进组昂之主要由电动机、原动机、变频器以及推进变压器和控制调节器等组成,根据推进器的不同,船舶电力推进装置可以分为常规的轴桨推进以及全回转推进器,对于操纵性能要求不高的船舰而言,通常采取轴桨推进装置如可调桨和定距桨等,对于操作性能要求比较高的船舰而言,通常采取全回转推进器,相对于前文讲到的柴油机而言,具有更好的经济性和操纵空间,比较适合于多工况特种船舶,船舶在低航速工作下,电力动力装置能够极大的提高船舶的工作经济型,相对于柴油机推进油耗来说,约减少了10%的油耗左右。常规轴桨电力推进装置如下图所示,这种技术将会因公更加广泛,随着技术的不断成熟钻井船以及近海工程船等也不断采用了这中动力装置。
随着计算机的不断发展进步,从操纵方面来看,这项技术的操纵系统将会逐渐向智能化发展,目前的电力动力装置已部分实现了电动机操舵。另外随着叫品调速拘束的不断发展,电力推进装置陈系统将会更加的方便,噪音逐渐减小,向着更加节能的方向发展,同样造船舶动力装置中得到更多的使用。船舶电力动力装置的另一个发展趋势便是电力推进系统和电力系统一体化发展,有机的结合在一起,将动力机械能转化为电能,为其他设备提供电能,实现节约能源的目的。
四、柴油机动力装置的发展趋势
船舶动力装置主要是柴油机,其工作原理主要是:在气缸中燃烧柴油和压缩空气,使其产生膨胀现象,这样对活塞具有推动作用,从而将曲轴旋转驱动起来,让其将螺旋桨的旋转带动起来。现代船用柴油机的主流是低速柴油机,其能够将螺旋桨直接驱动起来。在20世纪80年代出现了长冲程和超长冲程的低速柴油机,其能够将螺旋桨的最大效率发挥出来。当前应用较为广泛的是V型柴油机,其优点主要有较大的功率、较轻的重量和螺旋桨较高的效率等。柴油机动力装置的优点主要有较大的功率范围、较好的运转性能和较高的安全性等。随着计算机控制技术和网络技术的发展,使柴油机智能化和网络化的目标得以实现,同时将其控制精度提高,控制功能进一步增加,这样更加方便调试和维护等相关工作。另外柴油机动力装置未来的发展趋势主要是节能环保性和高可靠性。
五、特种推进装置的发展趋势
特种推进装置,主要是应用于海洋工程船、调查船、高速客船、破冰船以及勘测船特殊用途船只的推进装置。特种推进装置首先要满足船舶的性能需求,其次要尽可能地保证装置的做功效率以及环保性能。目前,可调桨推进装置备受人们的关注和欢迎。可调桨推进装置主要具有节能环保、操控性好等特点,目前许多特种装置都在应用这类装置。可调桨推进装置的研究,将以如何进一步提升推进功率、降低能耗为主要方向。
特种推进装置在未来还会加强对侧推技术和喷水推进技术的研究,以提升船舶的行驶速度和操控性能。因为,特种船舶时刻面临艰巨的任务,特种船舶需要功率更为强劲的动力装置,而侧推技术和喷水推进技术能够在原有的基础上进一步地提升动力装置的动力性能,并降低船舶整体的质量,促进船舶特别任务的完成。
结束语:
综上所述,本文分析了不同类型的动力装置的发展趋势。近些年来我国各种新技术被不断应用在持有及、电力推进以及混合推进等装置中,得到快速的发展,尤其是军用船舶以及海洋作业船舶中,都逐渐向着大型化、智能化以及环保方面发展,日后随着我国新能源的不断开发,在船舶动力装置中还会有新技术和新能源应用,这些研究还需要更多的人去努力。
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论文作者:王正伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签:装置论文; 船舶论文; 动力论文; 燃气轮机论文; 柴油机论文; 发展趋势论文; 电力论文; 《基层建设》2019年第14期论文;