船用双燃料发动机排放和经济性能分析

某船用发动机在进气歧管加装燃气喷射系统改造为柴油/压缩天然气(CNG)双燃料发动机。为研究其排放性和经济性,分别在燃油模式、燃油模式+选择性催化还原法(SCR)及双燃料模式开展台架试验。结果表明:双燃料模式下发动机氮氧化合物(NO_(x))排放能达到燃油模式+SCR的排放水平,满足《国际防止船舶造成污染公约》(MARPOL)附则Ⅵ对NO_(x)排放第3阶段(TierⅢ)控制标准,但歧管进气方式导致碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)排放高,难以满足《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 15097-2016)。对柴油/CNG双燃料发动机存在较高的HC和CO排放,MARPOL附则Ⅵ未作出限制,存在缺陷,有待修订完善。该发动机燃油模式+SCR及双燃料模式均满足TierⅢ,若其装船的船舶在MARPOL公约附则Ⅵ规定的排放控制区航行,尽管发动机采用燃油模式油耗率更低,但从燃料成本考虑,双燃料模式经济性更好。研究结果期望为船舶营运管理及行业公约、法规的修订提供参考。

基于有限元法和田口法的同步发电机设计与效率优化

同步发电机是深水半潜式平台上的主发电机装置,提高该发电机的效率对平台电站系统有重要的意义。有限元法是一种非常实用的发电机设计和仿真方法,而田口法则是一种简单有效的优化方法,利用这两种方法对一台8. 6 MW的同步发电机进行参数计算和优化设计时,可首先通过有限元软件对发电机进行设计和建模,并对其额定运行状况进行仿真分析,找出影响发电机效率的主要参数。其次,通过田口法选择最佳的设计参数组合,最终给出包含定子外径、定转子铁心长度、气隙长度、定子槽高和槽宽、定子绕组导线规格、转子绕组的绕线方式和规格、转子的磁极偏移的主要参数最优组合。仿真实验结果显示,通过田口法进行优化设计,发电机的效率与初始设计相比得到了提高。

FCAW焊接修复对AH36/2205不锈钢复合板接头性能的影响

由于减少了贵重合金元素的使用,AH36/2205不锈钢金属复合板在应用中有着巨大的经济效益。复层和基层金属间的物理、化学性质存在差异,焊接质量不稳定,因此焊接修复不可避免。为了研究焊接修复对于焊接接头性能的影响,针对14 mm+2 mm的AH36/2205不锈钢金属复合板,采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW)进行1~3次焊接修复模拟试验。结果表明:AH36/2205不锈钢金属复合板不适合采用FCAW进行焊接修复,1次修复试板的点蚀率达到了167.7 mdd。随着修复次数的增加,不锈钢复合板接头的力学性能及耐晶间腐蚀性能良好,而点蚀率增加,接头的耐点蚀性能下降。

船用发动机掺烧二代生物柴油的喷射控制参数优化

本文基于某高压共轨发动机,利用AVL-Fire软件建立缸内燃烧模型,在发动机75%负荷工况掺烧5%二代生物柴油情况下开展燃油喷射控制参数仿真优化。为提升发动机掺烧第二代生物柴油后的的综合性能,通过燃油喷射控制参数正交试验设计,利用仿真计算结果,建立基于燃油喷射控制参数的NOx质量分数和bi为优化目标的回归模型。利用所拟合的回归方程在多目标粒子群算法中优化,获得帕累托最优边界。根据帕累托前端中NOx排放与bi关系,利用TOPSIS方法综合分析,确定发动机掺烧二代生物柴油优化后的喷射控制参数(HI5-优化方案)为:预喷正时28.87CABTDC、预喷油量2.37mg、主喷正时7.59℃CABTDC、后喷油量1mg。采用HI5-优化方案相较于HI5方案,燃油消耗率降低3.04g/kWh,且NOx排放可满足TierI排放限值要求。

船用微引燃甲醇发动机喷油器参数对燃烧和排放特性的影响

[目的]为改善大功率船用发动机燃烧、性能及排放,采用柴油微喷引燃甲醇喷射方式,研究发动机缸内燃烧和排放特性。[方法]基于一台大缸径船用ACD320中速柴油机,建立柴油微喷引燃甲醇发动机三维仿真模型,研究喷油器参数(喷孔数与甲醇喷雾夹角γ)对大缸径船用甲醇发动机燃烧性能与排放特性的影响。[结果]研究结果表明:随着喷孔数的增加,缸内甲醇雾化效果较好,使缸内工质混合较充分,CA50提前,燃烧持续期缩短,获得了较高的指示热效率和较好的燃油消耗率,并有助于降低碳烟排放,但会导致NO_(x)排放量升高。但随着甲醇喷雾夹角的增大,指示热效率增大,能够获得较好的燃油经济性和较低碳烟排放量。当甲醇喷雾夹角位于柴油喷雾夹角时(γ>60°),缸内火焰传播速度较快,指示热效率较大,燃料燃烧较充分,获得碳烟最低排放量和最优燃油消耗率。[结论]分析结果可为发动机喷油器布置提供了理论依据。

国有企业内部审计体系优化研究

国有企业是国家经济的重要稳定基石,国有企业的高质量发展是我国全面建设社会主义现代化国家的重要组成部分,内部审计工作是国有企业管理控制的重要方式,优化国有企业内部审计体系可以有效助力其高质量发展。文章通过分析国有企业内部审计工作现状,找到国有企业内部审计可提升方向,并结合国有企业现阶段发展情况给出国有企业内部审计优化的合理建议,为我国国有企业的高质量发展赋值新力量,为相关企业内部审计工作的优化提供可借鉴思路。

基于部分流稀释取样的船用发动机颗粒物测试探讨

针对船舶发动机排放控制,《国标》相对《IMO标准》新增了PM检测项目,利用部分流颗粒物采样系统进行船用发动机PM测试过程中,采样比R和ste定至关重要。采样比会影响稀释比,也会影响废气采样流量,进而会影响采样的颗粒物量。ste纸前后压差和荷重均有要求,采集颗粒物量太大可能使得压差太大不符合要求,采集颗粒物量太小可能使得荷重太小不符合要求。因此,本文通过实际测试表明,采样比R和ste factor两个.参数需综合考虑,才能符合《国标指南》.要求。针对测试发动机,参考.预测试结果,取R=0013%,ste压差及荷重均能符合《国标指南》要求,劣化修正后的PM加权比排放为0084g/kWh,满足《国标》限值要求。

专精特新制造企业装试流程数字可视化平台构建与实施

为实现离散型制造企业装配试验流程数字化管理,强化整个装配试验过程的有效数据支撑,实现装配过程数字可视化。通过解决装配试验关键节点基础数据采集、挖掘、提炼、展现等一系列难点问题,建立项目制装配试验流程数字化+可视化平台。通过将数字化系统的数据进行再挖掘与开发,建立企业产品装配试验流程可视化平台,通过可视化平台,实现并支撑不同维度的产品综合生产进度可视化查询,为企业综合生产计划掌控与优化,提供科学的数据分析与决策支撑。

船舶机械制造行业危险作业风险分析及预防措施

现阶段,船舶工业发展较为迅速,为我国经济发展做出了重要贡献。船舶机械制造行业是一个具有一定危险性的行业,涉及到化学品、机械设备、电气设备等多种风险因素。为了确保操作人员的安全和生产设备的正常运行,进行危险作业风险分析并采取相应的预防措施至关重要。本文将对船舶机械制造行业的危险作业风险进行分析,并提出相关的预防措施,以期为该行业的安全生产提供参考。

大型数控磨床工件支撑单元设计及有限元分析

中心架作为磨床加工的重要附件,对所加工的产品质量有极大影响,为解决多年来磨床横直纹(振纹)问题,采用三角支撑架,利用锯齿连接的可靠性及稳定性,对磨床中心架进行结构优化设计,较大程度上消除了有害振动,提高了设备的稳定性。通过三维建模软件UG建立中心架的实体模型,并采用ANSYS建立中心架有限元模型,然后,运用Block lanczos法对其进行模态分析,得到中心架的前八阶固有频率和振型,通过分析计算结果可知,所设计的中心架能有效避开共振区,且性能可靠。

船舶动力装备交付系统的数字化提升策略

近年来,国际综合环境和外部形势发生了根本性变化,纷繁复杂的国际秩序发生了颠覆性改变。在这样复杂的背景下,大型装备制造企业需要进行数字化转型,以面对竞争激烈的市场环境。基于此,文章研究了船舶动力装备交付系统的数字化提升背景,具体论述船舶动力装备交付系统数字化提升的主要做法,最后阐述了船舶动力装备交付系统数字化提升的效果:实现了高精度三维可视化管理,做到场景可展现、功能可扩展、过程可追溯,创建了数据可支撑的现代化大型高端装备制造“数字化管控”模式,达到了数据利用与管理增值的双目标。

掺混生物柴油对STC柴油机最佳切换点的影响

为了改善掺混生物柴油时相继增压柴油机的燃烧及排放性能,研究柴油与生物柴油不同掺混比对相继增压柴油机1台增压器(1TC)与2台增压器(2TC)的最佳切换点的影响。配制不同掺混比例的生物柴油,实测在不同负荷下,生物柴油以体积掺混比分别为0%、5%、10%、15%、20%和25%时,柴油机最高燃烧压力、增压压力、涡轮前排温和燃油消耗率等数据,分析柴油机各项性能参数的变化,并按照经济性最优原则,找到1TC与2TC最佳切换点范围。实验结果表明:当掺混5%、10%、15%、20%和25%的生物柴油,相继增压柴油机在10%~40%负荷时,1TC的最高燃烧压力、增压压力、涡轮前排气温度以及燃油消耗率明显优于2TC;而在50%负荷时,1TC的燃油消耗率远超过2TC,柴油机经济性能下降;随着生物柴油掺混比增加,相继增压系统柴油机1TC~2TC最佳切换点略微前移;当掺混比至25%时,1TC与2TC最佳切换点为40%负荷。该研究对推进生物柴油在柴油机上的实际应用提供实验基础。

龙门五面加工中心偏移误差分析及补偿工艺设计

龙门式五面加工中心加工零部件不同方位、部位需要更换不同的附件头,更换附件头后或者附件头旋转一定角度后,其主轴中心点(也就是编程参考点)位置相对于工件原始基准发生变化。各附件头之间存在差异,需要对偏移量进行检测,并提供补偿。附件头偏移误差是多附件头类机床使用过程中面临的共同问题,后期使用过程中产生的偏移量误差得不到修正,导致系统性加工误差。结合大型船用柴油机机体等零部件加工制造,对因温度变化、内应力变化、保养与维修、较大外力等造成的龙门五面加工机附件头的偏移误差原因进行了分析研究,提出了偏移误差的检测与补偿工艺设计,提供两种测量方法,利用芯棒或其他检测工具,将当前实际位置坐标与理论坐标进行比较,从而计算偏移误差值。通过在配置了FANUC数控系统的机床进行验证,为防止误差修正方向错误导致误差越来越大,提出“试探法”检测和修正方法,提高了设备的稳定性和加工精度,有较好的效果。该方法不仅适应于龙门式五面加工中心,对于其他多附件头机床同样可以借鉴和应用。

柴油机高温冷却水温度控制系统的设计与仿真

在柴油机高温冷却水的温度处于设定值和上、下限值区间时,对三通恒温阀口随水温状态的动作进行逻辑分析,并通过Proteus V7.8软件进行仿真验证。当水温在设定值和上、下限值区间时,针对柴油机高温冷却水系统,将基于改进粒子群优化的PID(比例积分微分控制,proportional plus integral plus derivative control,简称PID)算法与传统PID算法进行温度控制仿真试验并对比,给出具体的控制系统设计方案,实现对三通恒温阀开度的控制,从而改变柴油机冷却水系统出机高温水进入淡水冷却器的旁通量,进一步调节高温冷却水的进机温度,最终实现高温冷却水出机温度稳定。

船用柴油机与SCR适配性试验研究

本文针对某型船用柴油机与SCR的适配性进行试验研究,该型柴油机与SCR的匹配试验显示SCR转化率不足,无法满足要求。分析SCR转化率不足的原因是柴油机排温不足,通过增加排温调节装置,提升柴油机排温,使SCR转化率满足要求,且没有对经济性造成明显的影响,柴油机与SCR匹配良好。

基于贝叶斯网络的大型邮轮推进系统航行试验风险研究

推进系统试验是邮轮航行试验的重要环节。国产大型邮轮采用了两种规格共5台双燃料发电机组,单机功率分别达到9600和16800kW,配置了2台大功率全电力推进吊舱作为主推进装置。在保证邮轮推进系统性能先进的同时,其可靠性、安全性是航行试验成功与否更为重要的参考依据。国产大型邮轮的推进系统航行试验具有一定的复杂性和开创性,因此研究价值很高。在对推进系统航行试验进行风险源识别后,再进行根节点先验概率赋值,采用贝叶斯网络的风险评估方法对轮机系统可能出现的风险点进行定量分析研究;在此基础上进行正向及反向推理分析,得到各个风险点的推理概率;最后对结果进行敏感性分析,根据结果对轮机系统航行试验大纲中8项试验项目的37个高风险点提出有针对性的应对措施,并在国产大型邮轮航行试验中进行实船验证,确保航行试验的顺利完成。

某型柴油机测控平台总体结构设计

为研究某型柴油机燃烧和排放性能,针对其测控平台进行总体结构设计,主要从台架结构、实验室布置、柴油机安装、吊装梁钢结构设计与校核进行整体考虑.对地基局部受压区截面尺寸、局部受压承载力、基座隔振效率、吊装梁强度和刚度进行理论校核计算,结果表明:局部受压截面设计尺寸符合要求,局部受压承载力为5434.6 kN,均大于要求的1000 kN;基座的隔振效率为98.4%,比标准要求提高3.7%;吊装梁抗拉强度为33429 N·m,刚度为0.00064,均满足设计要求.

天然气/柴油双燃料射流喷射及其相互作用试验

在定容弹上利用高速摄影纹影法开展了不同环境压力和喷射压力下的天然气/柴油双燃料高压喷射射流特性试验.通过纹影照片得到了不同喷射压力和环境压力下的射流贯穿距、射流锥角和射流面积随时间变化的规律.结果表明:随着环境压力增大,天然气贯穿距和射流面积减小,射流锥角增大;随着天然气喷射压力增大,天然气射流贯穿距与射流面积增大,气体射流锥角逐渐减小.在较高环境压力和喷射压力情况下,双燃料喷射中的柴油射流对天然气射流的发展具有促进作用.当环境压力达到0.9,MPa时,双燃料射流中的气体射流锥角比单燃料射流高出12%,,双燃料射流中的气体射流贯穿距比单燃料射流整体低了5%,左右.

基于模糊神经网络滑模控制的船用螺旋桨磨抛并联机器人抗抖振研究

为了解决船用螺旋桨高阶曲面打磨问题,避免传统手工操作生产效率低、劳动强度高、精度难以保证的问题.采用并联机器人控制系统,考虑了模型外部扰动的非线性多变量系统,提出了基于模糊神经网络的非线性系统自适应滑模控制策略,设计了滑模控制法控制器.通过比较控制的多种方式,建立了RBF的辨识模型,仿真分析其逼近能力,在此基础上,设计神经网络滑模控制器,并进行仿真验证.在保证机器人控制系统具有抗干扰性和鲁棒性的基础上,削弱常规滑模控制的抖振问题.仿真结果证明:非线性系统自适应滑膜控制策略具有良好的抗负载扰动、参数摄动的特点,为智能控制在并联机器人滑模控制中的应用提供了很好的理论依据.

喷孔位置对船用发动机燃烧特性的影响

基于L23/30DF船用柴油引燃天然气发动机,利用CONVERGE软件探究天然气与柴油喷孔位置对双燃料发动机燃烧和排放的影响。结果表明:天然气与柴油喷孔位置变化会导致柴油引燃天然气的效果,从而影响发动机的燃烧和排放。中心对称的喷嘴布置方案整体优于左右对称方案,能获得较好的燃烧和排放。天然气燃烧特性参数如缸内平均压力、放热率和缸内平均温度峰值都是随着喷嘴对称间距的增大而呈现先增大后减小的趋势规律,但喷嘴间距方案对天然气排放特性参数影响较复杂。NO_X生成质量峰值随着喷嘴对称间距的增大呈现先增大后减小的趋势规律,且中心对称布置时NO_X生成质量峰值差距较小;soot生成质量峰值呈现随喷嘴对称间距增大而减小的趋势规律;而HC生成质量峰值随喷嘴对称距离增大呈现出先减小后增大的趋势规律。综合天然气燃烧特性和排放特性参数影响发现,当喷嘴对称间距为45 mm时,天然气燃烧和排放可获得较折中的效果。