船舶动力装置选型及经济性研究

介绍核动力装置、燃气轮机、汽轮机和柴油机等动力装置的技术特点及其在船舶领域的应用,并对其经济性进行研究,重点对船舶动力装置的未来发展方向进行展望。在中小型船舶中,柴油机仍将占据主要地位;在中型船舶中,汽轮机、燃气轮机和柴油机各自占据一席之地;在大型船舶中,动力装置多以汽轮机和燃气轮机为主。考虑技术成熟度和安全性等方面的原因,核动力装置在民用船舶领域的应用相对较少,主要被应用于破冰船等特殊领域。

蒸汽动力舰船回汽制动机理与系统建模仿真

针对大型蒸汽动力舰船传统制动方法机动性差的问题,分析回汽制动技术的机理,并基于Matlab-Simulink环境,建立由调节阀、正车汽轮机、倒车汽轮机、螺旋桨及舰船负载等组成的回汽制动系统各组成部分及全系统的仿真模型。通过舰船的自然滑行试验和回汽制动试验,对模型进行验证。实验结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,在汽轮机强度允许的范围内,回汽制动较传统制动方法能大幅度缩短制动时间,增加舰船机动性。

蒸汽动力舰船汽轮机油散发挥发性有机物的组成特征

利用Tenax-TA吸附管采样和ATD-GC/MS检测方法分析某舰船蒸汽动力系统汽轮机油散发挥发性有机物(VOCs)的组成特征。结果显示:散发口附近污染物浓度最高达16.1 mg/m3,为舱室环境浓度(0.83 mg/m3)的近20倍。除常见的芳香烃和烷烃外,散发口附近还检出高浓度的2,6-二叔丁基苯酚(DTBP),该物质为汽轮机油添加剂的主要成分之一。由此建议我国在进行舰船舱室空气治理时,应加强污染源头控制,开展汽轮机油品质改进和蒸汽动力系统优化设计。

船舶蒸汽动力装置冷凝器动态模型研究

船舶蒸汽动力装置冷凝器压力的控制效果直接影响到动力装置的安全性。为分析各因素对冷凝器压力的影响程度,本文建立了冷凝器的全工况数学模型。建模时舍弃了一般建模时所作的蒸汽理想气体或多变过程的假设,利用饱和蒸汽的各参数之间一一对应的关系改进了建模过程。考虑到漏空气对换热系数影响巨大,建立了漏气和抽汽部分的数学模型。鉴于一般的传热系数公式在应用于复杂对象上的困难和较大的误差,本文采用工况试验数据反算传热系数,然后再采用传热系数拟合的方式解决这一问题。基于上述假设,建立了冷凝器的动态模型,仿真分析发现系统随工况变化表现出很强的非线性,这为船舶蒸汽动力装置冷凝器的控制策略的设计提供了参考。

船用蒸汽动力装置控制设备综合试验仿真系统

随着仿真技术的发展 ,半实物仿真已越来越多地应用于控制系统的研究和设计。该文介绍了针对某型船用蒸汽动力装置大量采用的液压 (水压 )控制器而研制的综合试验仿真系统。该系统应用了半实物仿真技术 ,将实物———液压式控制器、仿真计算机、信号转换设备和测试设备构成有机整体 ,形成半实物仿真系统。该系统能够较全面地对此类液压控制器进行试验研究 ,包括在实验室进行动态试验。文中还对实现过程中模型的简化和信号的转换等问题进行了探讨。

舰船动力装置可靠性研究

科学、准确和高效地评估船舶装备在特定的时间和条件下的任务成功性水平,是舰船装备综合保障的一项重要的基础性工作,正确的评估模型又是准确、科学评估的依据和基础.首先叙述研究舰船装备可靠性的目的和背景,再以蒸汽动力装置为例建立动力装置的可靠性评估模型.通过可靠性评估模型,根据单元的RMS参数和不同的舰船任务要求,可以计算得到舰船所能完成各阶段任务的概率和所处状态的概率,为舰船保障提供依据.

舰用蒸汽动力装置特有的环境适应性

讨论了装备环境适应性的概念及其与可靠性概念的关系,鉴于现有研究集中于解释装备为何在特定环境中不能正常工作的特点,指出了舰用蒸汽动力装置环境适应性概念与度量的特殊性,继而对海水温度、大气温度和湿度、水深和风浪等因素对舰用蒸汽动力装置的特殊影响进行了分析,得到了装备环境适应性的新案例。

考虑船体惯性的蒸汽动力船舶制动能力简易分析方法

在论述现有蒸汽动力船舶制动能力分析大多集中于动力系统本身的变工况过程、没有充分考虑船体惯性影响的基础上,通过建立船体惯性影响下的蒸汽动力船舶制动过程、对比母型船舶得到允许实施全速倒车制动的正车航速、根据部分航速下的滑行数据建立船体滑行速度与滑行时间的关系等,形成了考虑船体惯性的蒸汽动力船舶制动能力简易分析方法。该方法得到的结论偏于保守,对于蒸汽动力船舶的机动性指标论证和试验试航等,具有指导意义。

大型商船燃蒸柴联合循环动力系统设计与分析

以17万m^3液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船为母型船,选取LM2500燃气轮机为主动力装置,联合蒸汽轮机和2台W?rtsil?12V34DF双燃料柴油机,设计出一套燃-蒸-柴联合循环动力系统。利用Aspen HYSYS软件模拟系统流程,经模拟与分析计算,该系统的设计方案合理可行,并得出燃气轮机负荷下的燃气轮机发电效率及其输出效率、燃蒸联合发电效率及其系统输出效率,各系统参数随燃气轮机负荷的增大呈现不同幅度的增大。将该系统的系统输出效率与柴油机的动力系统输出效率进行对比分析,结果表明:在理想工况下,两种系统的系统输出效率相当;在定速工况下,该系统的系统输出效率与柴油机的系统输出效率相比略低,而燃气轮机的NOx、SOx排放量较小,满足新公约要求。因此,该系统有很好的船舶实际应用价值。

风翼-柴油机混合动力船主机降速模式

为了探索风翼-柴油机混合动力船主机降速航行模式,分析了风翼船机桨的能量传递,以及风翼助航对船舶阻力和主机的影响。分别研究了定速航行和定功率航行两种主机降速航行模式的特点。通过对比得出定速航行更适合于风翼-柴油机混合动力船舶,为风翼-柴油机混合动力船舶的推广应用提供了理论依据。

蒸汽动力舰船机舱环境中的DTBP实测研究

利用Tenax-TA吸附管对某蒸汽动力舰船海上航行工况和码头停泊停机工况下的机舱环境空气进行富集采样,并通过气相色谱-质谱联用仪分析DTBP含量。研究表明:该舰船航行期间蒸汽动力系统存在高浓度DTBP散发,机舱环境中DTBP质量浓度(0.036mg/m3)是停泊停机状态的近10倍(0.004mg/m3)。因此,建议在开展蒸汽动力舰船舱室空气污染治理时,应完善相关标准,改善涡轮机油品质,加强涡轮机油的DTBP释放控制。

基于复杂网络的船舶蒸汽动力系统脆弱性分析

为确保安全、可靠运行,需对系统的薄弱环节或脆弱节点开展分析,将安全科学工程中脆弱性概念引至船舶蒸汽动力系统网络领域,在分析船舶蒸汽动力系统网络特点的基础上,创建和蒸汽动力系统网络匹配的脆弱性模型,利用船舶工程评估经验,提出脆弱性的量化计算方法。结合某船蒸汽动力系统网络实例,进行蒸汽动力系统网络脆弱度的计算,并将计算结果与该船实际故障样本进行对比分析,两者基本一致。通过实例计算,验证创建的动力系统网络脆弱性模型合理、有效,表明动力系统网络脆弱性计算方法正确、快速。

某舰主机运行对主机舱环境空气挥发性有机化合物浓度的影响

目的:了解某舰主机运行工况对舱室整体环境空气污染物浓度的影响,为舱室空气改善和作业人员健康保障提供基础支撑。方法:利用标准Tenax TA吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法测定主机转速分别在(55±5)、(75±5)、(110±5)、(145±5)、(170±5)r/min下某蒸汽动力舰船舱室环境空气中挥发性有机化合物(VOCs)的特征。结果:不同工况下主机舱环境空气VOCs的组成和浓度基本一致,主要由正十一烷、正癸烷等脂肪烃,二甲苯、乙苯、BHT、苯等芳香烃,以及四氯乙烯、二氯甲烷等卤代烃组成。结论:主机运行工况变化对主机舱环境空气VOCs特征的影响不显著,因此主机工况变化不影响面向主机舱环境空气VOCs控制的通风、净化系统设计和运行策略制定。

回汽技术在船舶换向中的应用研究

船舶蒸汽动力装置中设置的倒车汽轮机,一般情况下只在船舶倒车工况时工作。为了克服船舶换向过程中锅炉超压的问题,应充分利用倒车汽轮机和回汽控制技术。本文以大型船舶蒸汽动力装置为研究对象,通过机理分析建立其数学模型,提出一种具有回汽控制的机炉协调控制方案,并对换向过程进行动态仿真。仿真结果表明使用回汽控制的机炉协调控制方式的主蒸汽压力偏差相对于不使用回汽控制的协调控制方式减小了1%,主蒸汽压力更稳定。可以得到结论,使用具有回汽控制的机炉协调控制方式可以解决换向过程中锅炉超压的问题。

蒸汽动力船舶凝水回收系统设计常见问题及探讨

从蒸汽动力船舶凝水回收系统设计及工程应用情况出发,指出蒸汽动力船舶凝水回收系统在设计及使用过程中应注意的事项,包括管路水击、疏水量计算、疏水阀选型、凝水回收装置选取等。结合船舶动力系统运行环境,针对蒸汽动力船舶凝水回收系统及相应附件在设计、使用中出现的问题进行了探讨,从而达到节约能源、降低维护成本、提高凝水系统工作性能的目的。

液化天然气船推进装置分析及探讨

目前世界上多家发动机公司推出各种液化天然气船(LNG)的新型推进动力装置。作者通过蒸汽轮机动力装置在LNG船上的应用及选型分析,对未来新一代LNG船推进装置的发展趋势进行展望。

船用燃气-蒸汽联合动力装置技术特点及未来发展研究

文章概括燃气-蒸汽联合动力装置的分类,并详尽阐述该类装置的技术特点及其在船舶上的应用。虽然目前燃气-蒸汽联合动力装置仍有一定的缺陷,但随着科学技术的发展,其将会在船舶上得到广泛应用。

燃气-蒸汽联合动力装置在水面舰船领域的应用与发展

介绍了燃气-蒸汽联合动力装置(COGAS)的技术特点,重点针对带增压燃烧锅炉的燃气-蒸汽联合动力装置、带余热锅炉的燃气-蒸汽联合动力装置,以及带补燃型余热锅炉的燃气-蒸汽联合动力装置进行了研究,阐述了其应用与发展,由此为相关技术研究及试验认证提供了理论依据。

船舶动力装置及系统的技术特点与应用研究

介绍了船舶动力装置组成及分类,船舶动力装置一般按主机类型可分为:柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、核动力装置等几种基本型式,据此分别介绍了其技术特点及应用。作为船舶前行的重要能量来源,动力装置依然起着举足轻重的作用,基于船舶动力装置而进行的技术研究及工程试验依然有着重大而深远的意义。

舰船联合动力装置应用选型及工况匹配特性研究

介绍了联合动力装置的技术特点,详尽阐述了CODOG、CODAG、COSAG、COGOG、COGAG等几类联合动力装置的应用与选型过程及其工况匹配特性,重点对影响其性能的主要因素进行了分析,并对未来舰船联合动力装置的发展进行了展望与总结。由于联合动力装置可用于平衡水面舰船在巡航工况下高经济性与战时高机动性的需求矛盾,因此在舰船动力的发展进程中起着重要作用。