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利用SE-GPR模型对甲醇/柴油混合燃料柴油机性能的预测
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作者 范金宇 才正 +3 位作者 黄朝霞 杨晨曦 李品芳 黄加亮 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期152-161,共10页
为了对柴油机的经济性和排放参数进行高效、准确的预测,根据4190型船用柴油机实验数据与边界参数,建立AVL-BOOST甲醇/柴油混合燃料柴油机仿真模型;利用模型进行仿真实验,并建立甲醇掺混比、废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)... 为了对柴油机的经济性和排放参数进行高效、准确的预测,根据4190型船用柴油机实验数据与边界参数,建立AVL-BOOST甲醇/柴油混合燃料柴油机仿真模型;利用模型进行仿真实验,并建立甲醇掺混比、废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率、喷油提前角和进气压力4个控制参数对有效油耗率和NO x排放预测数据集;利用该数据集对5种不同核函数的高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)模型进行训练;最后将最优的平方指数高斯过程回归(squared exponential-Gaussian process regression,SE-GPR)模型、AVL-BOOST仿真数据和柴油机实验数据进行对比。结果表明:在数据量为180组时,SE-GPR模型对有效油耗率和NO x排放均取得拟合关联度99%以上,均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为1.859,0.3445,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为0.954,0.2489;并且,相较于AVL-BOOST仿真实验,SE-GPR模型对实验数据具有更好的拟合性。 展开更多
关键词 船用柴油机 甲醇 高斯过程回归 平方指数核函数 性能预测
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EGR技术对生物柴油混合燃料发动机性能的影响研究
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作者 范金宇 才正 +2 位作者 杨晨曦 李品芳 黄加亮 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第1期132-136,共5页
为缓解柴油掺烧生物柴油导致的NO_(x)排放过高问题,将4190ZLC船用中速柴油机作为试验台架,通过AVL_FIRE软件建立燃烧室模型,并验证该模型准确性。设置生物柴油掺混比0~40%等4组变量,EGR率0~12.5%等4组变量,进行柴油机燃烧、性能和排放... 为缓解柴油掺烧生物柴油导致的NO_(x)排放过高问题,将4190ZLC船用中速柴油机作为试验台架,通过AVL_FIRE软件建立燃烧室模型,并验证该模型准确性。设置生物柴油掺混比0~40%等4组变量,EGR率0~12.5%等4组变量,进行柴油机燃烧、性能和排放分析。结果表明,掺烧适量生物柴油能够降低柴油机缸内温度,降低Soot排放,但同时会导致NO_(x)排放明显升高;EGR的引入能够实现低温燃烧,显著降低NO_(x)排放,但EGR率过高会增加Soot排放。生物柴油掺混比B40、EGR率12.5%组合NO排放比原机降低47.7%,Soot排放质量分数比原机降低98.13%。本文结果将为柴油掺混生物柴油燃烧并结合EGR技术提供一定的研究方向。 展开更多
关键词 双燃料发动机 废气再循环 柴油—生物柴油混合燃料 低温燃烧 性能优化
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基于改进EEMD-MB1DCNN的船用柴油机缸套-活塞环故障诊断 被引量:2
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作者 王永坚 范金宇 +2 位作者 蔡杭溪 赵凯 吴怡婷 《船海工程》 北大核心 2024年第1期30-35,共6页
针对船用中高速柴油机缸套-活塞环振动信号非线性非平稳性以及同类型不同损伤程度故障发生时振动信号时频域特征相似、故障难以识别等问题,利用振动信号辨识故障,提出一种基于改进集成经验模态分解方法和多模块一维卷积神经网络端到端缸... 针对船用中高速柴油机缸套-活塞环振动信号非线性非平稳性以及同类型不同损伤程度故障发生时振动信号时频域特征相似、故障难以识别等问题,利用振动信号辨识故障,提出一种基于改进集成经验模态分解方法和多模块一维卷积神经网络端到端缸套-活塞环故障诊断方法,通过设计固有模态分量IMF信息质量筛选准则对EEMD分解出的IMFs进行重新排序,获得包含更多凸显故障特征成分的重构信号,输入到上述神经网络模型,通过振动信号分析并与现有方法比较,评估所设计IMF信息质量筛选准则与所搭建模型的性能,试验结果显示该方法能准确、有效地识别缸套-活塞环故障类型。在判断该易损件同类型不同磨损程度故障诊断中有较高的准确率,能对故障状况进行有效的特征提取与故障分类。 展开更多
关键词 船用柴油机 缸套与活塞环 EEMD 1DCNN 故障诊断
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基于模糊分析的船用柴油机燃用生物柴油性能优化
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作者 李品芳 杨晨曦 +4 位作者 张佩存 才正 叶子枭 范金宇 黄加亮 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第21期76-80,共5页
为优化生物柴油/柴油船用发动机的综合性能,利用AVL-Fire软件构建混合燃料发动机燃烧室模型,将仿真值与台架试验值进行对比验证其准确性,并通过燃用不同比例的生物柴油确立其最佳掺混比;最后,采用正交试验设计安排5个发动机运行参数进... 为优化生物柴油/柴油船用发动机的综合性能,利用AVL-Fire软件构建混合燃料发动机燃烧室模型,将仿真值与台架试验值进行对比验证其准确性,并通过燃用不同比例的生物柴油确立其最佳掺混比;最后,采用正交试验设计安排5个发动机运行参数进行多参数优化匹配,将NO排放量和指示功率作为评价指标,权重分别设置为0.6和0.4,对试验结果进行模糊数学分析。结果表明:对发动机性能影响大小顺序为EGR率(a_(1))、进气压力(a_(2))、进气温度(a_(3))、喷油提前角(a_(4))、喷油孔直径(a_(5));最优参数组合为:生物柴油掺混比30%、a_(1)=12.5%、a_(2)=0.173MPa、a_(3)=315.15K、a_(4)=18.6°CA、a_(5)=0.32mm,该组指示功率为52.7kW与原机55kW相比略低,NO排放量为5.37×10^(-5)%相比于原机8.5×10^(4)%降低了94.7%。该方法可以在保证发动机动力性的前提下,大幅降低NO排放量。 展开更多
关键词 船用柴油机 生物柴油 模糊分析 正交试验设计 性能优化
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船用双燃料柴油机多参数优化匹配分析
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作者 陈坚 林航 +2 位作者 叶子枭 范金宇 黄加亮 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第3期238-244,共7页
为了减少实验次数,寻找最佳参数匹配,使用正交实验设计方法,选取异戊醇掺混比、喷油提前角、进气温度、扫气压力4个参数的各4个水平进行仿真实验,以NO质量分数和指示功率作为实验的评价指标进行正交设计,运用数据极差分析寻求最佳参数... 为了减少实验次数,寻找最佳参数匹配,使用正交实验设计方法,选取异戊醇掺混比、喷油提前角、进气温度、扫气压力4个参数的各4个水平进行仿真实验,以NO质量分数和指示功率作为实验的评价指标进行正交设计,运用数据极差分析寻求最佳参数组合。结果表明,得到的最优参数为:异戊醇掺混比为体积分数40%,喷油提前角为22.6°,进气温度为315.15 K,扫气压力为0.233 MPa。在此参数组合下得到最终生成的NO质量分数为0.01102%,指示功率为52.10 kW。可见,在动力性损耗较小的情况下可以实现较高的异戊醇掺混比。 展开更多
关键词 船舶柴油机 异戊醇 极差分析 多参数优化 性能分析
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基于一次回归正交设计的船舶柴油机掺烧丁醇性能优化
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作者 杨晨曦 才正 +3 位作者 黄朝霞 范金宇 李品芳 黄加亮 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期73-81,共9页
为优化丁醇-柴油双燃料发动机的性能,以4190ZLC-2型船用中速柴油机为原型,利用AVL-FIRE仿真软件建立双燃料发动机高压循环模型,并通过原机验证模型的准确性。在确定丁醇掺混比例为20%后,运用一次回归正交试验设计方法对燃油系统5个参数... 为优化丁醇-柴油双燃料发动机的性能,以4190ZLC-2型船用中速柴油机为原型,利用AVL-FIRE仿真软件建立双燃料发动机高压循环模型,并通过原机验证模型的准确性。在确定丁醇掺混比例为20%后,运用一次回归正交试验设计方法对燃油系统5个参数进行优化,找出指示功率最大值和NOx排放量最小值的参数组合。结果表明:建立的指示功率、NOx排放量预测模型的准确度较高,可用于参数优化匹配研究;指示功率最大参数组合为废气再循环率0%、进气压力0.233MPa、进气温度325.15 K、喷油提前角22.6°CA、喷油孔直径0.26 mm;NO排放量最低参数组合为废气再循环率12.5%、进气压力0.173 MPa、进气温度355.15 K、喷油提前角16.6°CA、喷油孔直径0.32 mm;相较于原机,优化后的指示功率和NOx排放量分别提升7.4%和降低98.3%。 展开更多
关键词 双燃料发动机 一次回归正交 NOX排放量 指示功率 丁醇
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掺烧不同比例的异戊醇对船舶柴油机性能的影响
7
作者 林航 王奇伟 +3 位作者 陈美谦 李品芳 范金宇 黄加亮 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期47-53,共7页
为了研究不同比例的异戊醇/柴油混合燃料在4190Z L C-2型船用中速柴油机中的燃烧和排放特性,运用AVL_FIRE仿真软件建立柴油机燃烧室模型,并通过台架实验验证其仿真模型的准确性。在仿真软件中通过调整异戊醇在柴油中的掺混比来研究混合... 为了研究不同比例的异戊醇/柴油混合燃料在4190Z L C-2型船用中速柴油机中的燃烧和排放特性,运用AVL_FIRE仿真软件建立柴油机燃烧室模型,并通过台架实验验证其仿真模型的准确性。在仿真软件中通过调整异戊醇在柴油中的掺混比来研究混合燃料对柴油机燃烧和排放性能的影响。结果表明:掺混异戊醇有助于改变NO的生成规律,使NO在速燃期的生成量上升,在缓燃期与后燃期的生成量减少,并且总体生成的NO质量分数降低;随着异戊醇掺混比的上升,CO最终生成质量分数下降,Soot最终生成质量分数上升,同时生成的Soot质量分数峰值降低,在缓燃期的氧化速率增快,并因为较快的耗氧量使得最终生成的Soot质量分数比纯柴油的高。 展开更多
关键词 船舶柴油机 异戊醇 燃烧性能 排放性能 AVL-FIRE仿真软件
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喷油提前角及孔径对二甲醚/柴油发动机性能的影响
8
作者 黄朝霞 邓涛 +3 位作者 黄加亮 范金宇 李品芳 叶子枭 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第10期1-8,133,共9页
为了研究二甲醚/柴油双燃料发动机在不同喷油提前角及喷孔直径下的缸内燃烧特性和排放性能影响,以电控改造后4190Z_(L)C-2型中速柴油机为试验平台,建立仿真模型,并验证其准确性。结果表明:喷油提前角从16.6°CA BTDC增加到22.6°... 为了研究二甲醚/柴油双燃料发动机在不同喷油提前角及喷孔直径下的缸内燃烧特性和排放性能影响,以电控改造后4190Z_(L)C-2型中速柴油机为试验平台,建立仿真模型,并验证其准确性。结果表明:喷油提前角从16.6°CA BTDC增加到22.6°CA BTDC,缸内压力和温度曲线增大,放热率前移,但其峰值有所下降。通过缸内速度场和温度场云图可知,速度场分布规律与缸内压力和温度曲线相同,温度场升高速率提升,油气混合更为充分,提高了发动机动力性,同时NO排放显著增加,CO排放无明显变化,CH_(2)O排放略有降低。随着喷油孔直径减小,油束形成更为细小液滴,蒸发雾化过程速率加快,喷入缸内气体混合更加充分,燃烧更旺盛,缸内爆发压力和最高温度都呈上升趋势。缸内湍流动能增大,提升混合气体的质量。缸内温度小幅上升,soot排放得到抑制,NO排放略有增加,指示油耗率出现先减少后增加趋势,指示功率则是先增加后减少。该研究对DME/柴油发动机性能研究提供理论基础。 展开更多
关键词 二甲醚/柴油 喷油提前角 喷孔直径 指示功率 燃油消耗率 NO排放
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掺烧不同比例乙醚对船用柴油机燃烧和排放性能的影响 被引量:1
9
作者 杨晨曦 才正 +4 位作者 林航 王奇伟 李品芳 范金宇 黄加亮 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第6期534-540,共7页
为研究掺烧不同比例的乙醚对柴油机燃烧及排放特性的影响,以4190Z L C-2型船用中速机为研究对象,利用AVL_FIRE仿真软件构建燃烧室高压循环模型,在全负荷工况下对比实测与仿真缸压和放热率曲线,验证模型的准确性。在全负荷工况下,通过仿... 为研究掺烧不同比例的乙醚对柴油机燃烧及排放特性的影响,以4190Z L C-2型船用中速机为研究对象,利用AVL_FIRE仿真软件构建燃烧室高压循环模型,在全负荷工况下对比实测与仿真缸压和放热率曲线,验证模型的准确性。在全负荷工况下,通过仿真模拟实验,在柴油中分别掺混体积分数为0%、5%、10%、15%的4种比例的乙醚,研究其对柴油机燃烧和排放特性的影响。结果表明:与燃烧纯柴油相比,使用柴油-乙醚混合燃料,缸内最大爆发压力和缸内最高温度均有所下降,对应的曲轴转角也稍有延后。增加乙醚的掺混比例,CO和NO的排放量均呈现降低趋势,碳烟排放略有增加。在反应过程中,乙醚加入延长了混合燃料的滞燃期,油气混合更加充分,放热过程稳定,提升柴油机的稳定性。当乙醚掺混体积分数为15%时,NO排放量较原机降低12.7%,CO排放量降低7.8%,碳烟排放量增大10.7%。 展开更多
关键词 船用中速柴油机 柴油-乙醚混合燃料 燃烧及排放特性 AVL_FIRE仿真软件
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控制船用柴油机NO_x和烟度排放的试验研究 被引量:3
10
作者 范金宇 陈景锋 黄加亮 《船海工程》 北大核心 2007年第1期75-78,共4页
分析喷油正时和压缩比对柴油机NO_x和烟度排放的影响,通过试验寻求在保证经济性前提下,通过改变喷油正时及压缩比降低NO_x排放的同时,又不致造成烟度排放大量增加的技术调整方法。
关键词 船用柴油机 NOx排放率 烟度 喷油正时 油耗率
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轮机工程“船舶管理”课程教学改革探讨 被引量:4
11
作者 范金宇 黄加亮 李品芳 《航海教育研究》 2009年第4期47-49,共3页
根据STCW 78/95公约与中国海事局2005年颁布的《海船船员适任证书考试大纲》要求,对航海类轮机工程专业"船舶管理"课程不断更新的授课内容及该课程的改革和实践作探讨与分析,以促进教学质量的进一步提高。
关键词 轮机工程 船舶管理 教学改革
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MARPOL73/78附则Ⅵ和船舶柴油机排放污染控制 被引量:8
12
作者 范金宇 黄加亮 《天津航海》 2000年第4期13-18,共6页
本文阐述了控制船舶柴油机废气排放的必要性和国际海事组织(IMO)对船舶柴油机排放的控制标准;介绍了当前降低柴油机排气中NO_x、SO_x、CO_x和颗粒(PM)排放污染的技术措施,以及减少燃油挥发性有机化合物(VOC_s)的方法。并讨论了各种措施... 本文阐述了控制船舶柴油机废气排放的必要性和国际海事组织(IMO)对船舶柴油机排放的控制标准;介绍了当前降低柴油机排气中NO_x、SO_x、CO_x和颗粒(PM)排放污染的技术措施,以及减少燃油挥发性有机化合物(VOC_s)的方法。并讨论了各种措施的利弊、适用范围及今后应探讨的问题。 展开更多
关键词 船舶 柴油机 废气排放 污染控制 标准 IMO
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神经网络技术在船舶柴油机故障在线诊断中的应用研究 被引量:7
13
作者 范金宇 黄加亮 《中国修船》 2006年第6期49-52,共4页
文章主要研究基于RBF神经网络理论为数学工具对柴油机故障进行计算机仿真诊断,建立船用柴油机征兆与故障样本集,作为神经网络故障诊断的专家知识库,以实现船用柴油机故障诊断。并对柴油机性能工况的故障在线自动诊断进行探索,以提高故... 文章主要研究基于RBF神经网络理论为数学工具对柴油机故障进行计算机仿真诊断,建立船用柴油机征兆与故障样本集,作为神经网络故障诊断的专家知识库,以实现船用柴油机故障诊断。并对柴油机性能工况的故障在线自动诊断进行探索,以提高故障诊断的及时性和准确率,减少误诊。 展开更多
关键词 船舶柴油机 在线监测 智能诊断 计算机仿真
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抓住发展机遇 办好航海教育 被引量:1
14
作者 范金宇 黄加亮 《航海教育研究》 2001年第3期11-13,共3页
分析 2 1世纪国际船员劳务市场的现状及发展趋势 ,探讨在STCW 78/ 95公约实施中 ,航海人才日益国际化的新形势下 ,如何深化航海教育改革的问题。
关键词 航海教育 教育改革 船员劳务市场 国际市场 航海人才培养 发展趋势
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直喷式柴油机颗粒排放控制研究 被引量:1
15
作者 范金宇 李晶芳 黄加亮 《交通环保》 2005年第3期47-49,共3页
简要分析了柴油机颗粒排放的形成机理,并评述了有关颗粒控制技术的前处理、机内控制和后处理方法。最后,指出有效降低颗粒排放的方向。
关键词 柴油机 颗粒排放 控制技术
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基于油液分析的龙门吊状态监测与故障诊断
16
作者 范金宇 李斯钦 黄加亮 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第2期122-125,共4页
为了对港口龙门吊的关键设备柴油机进行状态监测与故障诊断,从运行8 323~8 521 h的龙门吊柴油机上提取油样,利用油液分析技术对油样进行检测.通过铁谱分析和理化分析,得出监测设备的运行状态,为此设备的维护和维修提供依据.
关键词 柴油机 油液监测 铁谱技术 理化分析 故障诊断
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降低4135G柴油机排放污染的实验研究
17
作者 范金宇 陈景锋 黄加亮 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2006年第4期330-333,共4页
通过在一台4135G柴油机上的实验,寻求在保证经济性前提下,通过改变喷油正时及压缩比降低NOX排放的同时,又不致造成排气烟度大量增加的技术调整方法.
关键词 柴油机 NOX排放 烟度 喷油正时 油耗率
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PSC检查常见缺陷及降低中国籍船舶滞留率的措施 被引量:1
18
作者 范金宇 黄加亮 《天津航海》 2016年第1期35-37,共3页
文章介绍PSC检查中涉及ISM及ISPS规则可能导致船舶滞留的常见缺陷项目,并从船体、动力设备和船员、船舶证书以及航海图书资料等方面,分析PSC检查的现状及受检船舶存在的主要缺陷,了解其检查规律和特点,加强设备管理和维护,对于中国籍船... 文章介绍PSC检查中涉及ISM及ISPS规则可能导致船舶滞留的常见缺陷项目,并从船体、动力设备和船员、船舶证书以及航海图书资料等方面,分析PSC检查的现状及受检船舶存在的主要缺陷,了解其检查规律和特点,加强设备管理和维护,对于中国籍船舶采取有效对策顺利通过PSC检查具有积极意义。 展开更多
关键词 PSC检查 船舶滞留率 滞留缺陷 低标准船
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喷油压力对电控船用中速柴油机性能的影响 被引量:2
19
作者 衡伟 叶子枭 +1 位作者 黄加亮 范金宇 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第1期44-51,共8页
为了研究船用4190型柴油机电控化改造后,喷油压力对柴油机性能的影响,利用AMESim软件,建立电控燃油喷射系统仿真模型,通过正交试验设计方法安排燃油系统参数仿真计算,以实现燃油喷射特性的优化;同时基于AMESim与AVL_FIRE软件耦合,将优... 为了研究船用4190型柴油机电控化改造后,喷油压力对柴油机性能的影响,利用AMESim软件,建立电控燃油喷射系统仿真模型,通过正交试验设计方法安排燃油系统参数仿真计算,以实现燃油喷射特性的优化;同时基于AMESim与AVL_FIRE软件耦合,将优化结果导入柴油机缸内燃烧模型,进行仿真计算,以完成不同喷油压力对柴油机性能影响的综合分析。结果表明,当参数组合为:喷孔直径0. 22 mm、凸轮型线速度0. 46 mm/(°)、柱塞直径14 mm、高压油管长度1000 mm时,喷油压力为125 MPa;当参数组合为:喷孔直径0. 26 mm、凸轮型线速度0. 43 mm/(°)、柱塞直径14 mm、高压油管长度800 mm时,喷油压力为105 MPa。喷油压力提高,改善了柴油机燃烧质量,使得油耗率较原机降低约14. 3%与7. 2%,但NO_x排放质量分数分别升高约50%和11%,因此,需要兼顾柴油机的经济性与动力性进一步优化排放。 展开更多
关键词 电控船用柴油机 燃油喷射系统 喷油压力 正交试验设计 油耗率 NOX排放
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SOLAS公约2000年修正案对船用柴油机高压燃油套管组件的技术及防火要求
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作者 黄加亮 范金宇 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2007年第2期135-140,共6页
根据国际海上人命安全公约(SOLAS)1994年修正案和2000年修正案提出的船用柴油机高压燃油管路套管组件的技术和检验要求,论述不同年代建造的无限航区远洋船舶国际公约适用条款和船用柴油机高压燃油管路具体防火要求,以及船用柴油机高压... 根据国际海上人命安全公约(SOLAS)1994年修正案和2000年修正案提出的船用柴油机高压燃油管路套管组件的技术和检验要求,论述不同年代建造的无限航区远洋船舶国际公约适用条款和船用柴油机高压燃油管路具体防火要求,以及船用柴油机高压燃油套管组件和燃油渗漏报警装置的具体检验要求. 展开更多
关键词 SOLAS公约 船舶柴油机 高压油管 安全保护装置 港口国检查
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