基于LSTM-PSO-SVM的船用LNG双燃料发动机故障预测

针对船用LNG双燃料发动机设备复杂,故障预测效率低、准确度差的问题,提出一种长短期记忆网络与改进粒子群优化算法优化支持向量机融合的预测模型。利用LSTM模型时间序列变化的能力对设备未来的运行状态进行预测,然后采用非线性自适应惯性权重改进PSO算法对SVM参数进行寻优,以提高其寻优能力和收敛速度;改进的LSTM-PSO-SVM融合模型可实现对设备故障状态的快速、准确预测。通过对某船用LNG双燃料发动机的故障预测仿真,结果表明上述模型具有更高的故障识别准确率和更快的识别速度,能够准确预测船用LNG双燃料发动机潜在故障。

国内外船用LNG动力发动机发展现状

为加深对船用液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)发动机各厂家、各机型的了解,为将来国内船舶排放控制区内船舶机型选择及LNG发动机发展提供参考,在纯气体机、双燃料机和混烧机分类的基础上,从缸内直喷、支管进气及总管进气等不同进气方式出发,对不同厂家的LNG发动机进行分析,并从动力性、经济型、燃气替代率、NOx排放及甲烷逃逸量等方面对各机型进行比较。结果表明:气体机能耗都较柴油机大;双燃料发动机的燃气模式能耗约比燃油模式降低10%;国外发动机NOx排放大部分满足TierⅢ,且都对甲烷逃逸量有控制;而国内LNG发动机与国外相比在技术、功率、价格及尾气排放上都有较大差距;国内发动机普遍采用总管进气,总体性能较差,且纯气体机功率部分范围断挡。研究显示:LNG发动机进气方式宜采用支管多点喷射或缸内高压直喷;发动机类型适合采用"微引燃"式双燃料机或高性能纯气体机。

引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响

以一台涡轮增压六缸柴油机改造的发动机为试验对象,研究引燃柴油喷油正时对LNG-柴油双燃料发动机燃烧特性的影响。研究了不同喷油正时下的双燃料发动机的缸内压力、压力升高率、缸内温度、燃烧放热规律、循环变动等参数。研究结果表明:引燃柴油喷油正时对双燃料发动机燃烧特性影响很大。随引燃柴油喷油正时的增大,最高缸内压力、最高压力升高率、最大燃烧温度和最大瞬时放热率先升高后降低且所对应的曲轴转角减小;峰值压力循环变动系数先降低后增大,峰值压力升高率循环变动系数降低。

LNG气化温度对船用天然气/柴油双燃料发动机燃烧排放的影响

为了获得液化天然气(LNG)气化温度对船用天然气/柴油双燃料发动机性能的影响规律,简述了船用天然气/柴油双燃料发动机CH4排放过高的原因与措施,对双燃料发动机按推进特性在25%,50%,75%,100%负荷下燃用20oC气化温度下的LNG进行了试验,获得了数值模拟的初始条件及排放数据,并通过数值模拟的方法就不同LNG气化温度对发动机缸内湍流强度,近壁温度,燃烧过程,以及排放产物的影响进行了研究。结果显示,试验测量的压力及排放数据与对应的数值模拟结果较为一致。LNG气化温度降低,引起缸内平均湍流动能峰值上升,近壁区域的对流换热系数增大,近壁温度升高,改善了燃烧效果,有利于降低CH4和CO2的排放,同时NO降低22%,碳烟排放量降低67%。

LNG双燃料动力船舶设计探讨

分析比较双燃料动力船舶的优点,提出双燃料动力船舶的设计要点,其中对燃料舱的布置、供气系统、燃料加注等需要注意的问题进行分析,并给出建议。

渔船用柴油-LNG双燃料发动机电控系统研究及应用

基于一台型号为NT6135ZCzA的渔船用增压柴油机,加装了一套LNG多点喷射供给装置和油泵齿条限制机构;利用Infineon高性能32位TC1766单片机开发了柴油-LNG双燃料发动机电控硬件系统,并设计了混燃调速控制策略及燃烧模式切换控制策略。台架试验证明改装后的柴油-LNG双燃料发动机在替代率为70%时,扭矩与原柴油机相比下降1.6%,两者基本相当,碳烟排放减少,排气温度降低。采用本系统设计的混燃调速方案二在低负荷和中高负荷区的燃料经济性均高于方案一,通过燃烧模式切换策略,在负荷低于35%时自动切换到纯柴油模式,可进一步改善低负荷区的燃料经济性。

船用柴油/LNG双燃料发动机控制系统设计与推进特性试验研究

根据T8138ZLCz型船用柴油机的工作特性,以及液化天然气作为替代燃料的优势,设计一套柴油/天然气双燃料发动机控制系统。在不改变原机结构的基础上,加装液化天然气供给系统与电控系统,开展发动机性能台架试验,分析双燃料发动机的经济性和排放性能,并与原机进行对比。试验结果表明:该控制系统能保证发动机在双燃料模式下可靠运行;在相同工况下,改装后的双燃料发动机经济性较原机全面提升,在1 300r/min时最为明显,运行成本降低28.7%;碳烟和NOX排放均下降,最大降幅分别可达78.3%和68.3%,但CO和HC排放略有上升。

新型LNG船舶采用双燃料电力推进的优势分析

双燃料发动机的成功研制和装船使用使LNG船舶的推进方式发生了革命性的变化,双燃料发动机与电力推进技术相结合产生的双燃料电力推进方式,集合了两者的优势,具有低油耗、低排放、操纵性能好、载货空间大等突出的特点。鉴于当前LNG船舶运输业务的增长需求和双燃料电力推进在LNG船舶上表现的突出优势,有必要对双燃料推进技术进行必要的关注。

缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机燃烧特性

以L21/31船用中速柴油机为原型,在不改变燃烧室结构的基础上,将其改装成缸内液喷LNG/柴油双燃料发动机,利用AVL_FIRE软件展开三维数值模拟,研究此双燃料发动机的LNG替代率极限及高替代率时的缸内燃烧及排放性能。研究结果表明:改装后双燃料发动机LNG替代率极限为99.5%,当替代率大于99.5%时,LNG无法被引燃;在正常燃烧条件下,保持引燃柴油及液化天然气喷射正时和喷射时间间隔不变,随着液化天然气替代率的增加,液化天然气燃烧始点基本不变,缸内最大爆发压力和最高燃烧温度降低,进而降低NO、CO的生成量和排放量。

LNG燃料船舶的机遇和挑战

MARPOL公约附则VI修订案的实施对船舶大气排放提出了进一步的要求,燃油作为船舶燃料难以满足这一要求。液态天然气作为船舶燃料没有SOx排放,NOx排放显著降低,既能满足新的要求,又能保持良好的性价比,开发使用LNG作为船舶燃料前景广阔。本文从法规公约的变化、发动机技术的发展、船舶燃料储存供应技术的开发,以及LNG燃料船舶的安全认证等方面介绍了船舶使用LNG燃料所面临的机遇和挑战。

LNG船电力推进船型的方案决策

由于无法利用LNG船液货舱内自然蒸发的天然气,传统的采用柴油发电机组作为中心电站的电力推进技术一直无法在大型LNG船上使用。但是随着双燃料发动机的出现,这种局面开始发生变化。对预研中的大型LNG船采用双燃料电力推进技术进行了技术、经济性分析,论证了双燃料电力系统的可行性及电力推进系统的配置情况,以探讨LNG船电力推进船型的特点。

船用LNG双燃料中速机特点及低碳运维管理

液化天然气(Liquefied Ntural Gsa a,LNG)是一种低碳洁净燃料,是实现航运业碳减排的过渡性关键燃料。甲烷是一种强温室效应气体,甲烷泄漏是LNG双燃料发动机面临的一个难题。通过优化双燃料机操作管理与科学维护来减少温室气体的排放,探索零排放发动机创新之路。结合多年双燃料发动机管理经验,可以进一步发掘商用船用双燃料发动机全生命周期使用价值,降低发动机日常运营过程中的碳排放,探索在当前双碳能源背景下的新型低碳运维管理方法。详细分析了瓦锡兰6L20DF型双燃料柴油机的特点及日常操作管理中的注意事项,从轮机管理角度给出双燃料机长期保持在燃气模式下高效运转及减少甲烷泄漏量的维护措施,通过提高船用双燃料发动机低碳运维管理水平确保船舶安全。

船用LNG双燃料发动机的技术发展及应用现状

自2016年起,国际海事组织制定的TierⅢ标准在其设立的排放控制区ECA(Emission Control Area)实施,这势必加速船舶推进装置向节能环保,低排放方向的转型升级。LNG(Liquid Nature Gas)双燃料发动机技术为解决传统燃料发动机的排放问题提供了一条新途径,国内外制造商都在积极研发更好性能的LNG双燃料发动机,并取得了相当显著的进展。根据国内外双燃料发动机的发展现状各自优缺点的比较以及存在的差距,给出建议和看法。

基于电控喷射方式的柴油—LNG双燃料改装发动机的性能分析

柴油—LNG双燃料发动机主要是在柴油机的基础上加装液化天然气供给系统改装而成,因其排放物污染小、改装结构简单、降低燃料成本等优点正受到人们的关注。本文基于CA4113Z车用柴油发动机进行柴油—LNG双燃料改装技术的研究和系统研发,在不降低发动机动力性的条件下,提高发动机的经济性和排放性,同时避免排气温度过高、发动机爆震等损害发动机的情况发生。

LNG燃料动力船舶的发展

本文从LNG燃料动力船舶的应用背景入手,介绍了该领域的发展现状,就LNG动力船舶国内市场发展中的几个关键问题进行研究,就其发展趋势进行分析并对行业发展给出合理建议。

内河LNG船用替代燃料和排放控制

介绍了LNG作为船用替代燃料的优点,以及LNG-柴油双燃料发动机的工作原理。论述了国外和我国内河LNG船用替代燃料的发展现状,并探讨了控制碳烟和氮氧化物的排放技术。

LNG燃料技术在大型汽车运输船上的应用

基于液化天然气(LNG)双燃料大型汽车运输船项目的开发,介绍以LNG作为船用燃料的规范标准和风险评估流程。从ME-GI双燃料主机、LNG燃料舱和燃料供给系统等方面阐述LNG双燃料大型汽车运输船设计和建造的关键技术,为建造经济、环保、安全的LNG动力船提供建设性思路。

LNG船发动机推进装置系统构成及经济性分析

对LNG船推进装置系统构成及应用现状进行了分析。对几种可能的工程方案进行了技术论证。完成了不同容积LNG船的主机选用方案,并进行了经济性分析,提出了方案优缺点及选用建议。

LNG船双燃料电力推进及余热利用系统能效分析

在热力学第一定律基础上,对LNG船的双燃料电力推进装置及其余热利用系统建立了热效率模型,并计算了某型LNG船的主机系统热效率。结果表明,双燃料电力推进系统的热效率远高于传统蒸汽动力系统,余热回收系统提供了丰富的热能和电能。热效率模型为LNG船动力系统的设计选型及节能改造提供理论依据。

双燃料发动机在LNG运输船上应用难点与对策

介绍电力推进液化天然气(LNG)船应用双燃料发动机之后,由于在机舱区通入燃气管路而采取相应的特殊设计和安全措施。机舱区的安全区域和危险区域需重新划分;双燃料发动机的排气系统、滑油系统和冷却水系统等主要管系均需作有针对性的特殊设计,同时需设计不同控制等级的应急切断模式;此外,还需全面考虑燃气探测系统和强制通风系统等安全装置的设置。在完成初步设计之后,需通过开展全面的风险评估和故障诊断分析确保双燃料动力系统的安全性和可靠性。