船舶主推进动力装置1综述共36页文档
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船舶动力装置概论..课件
简单循环燃气轮机
由压气机、燃烧室和涡轮机组成，结构简单，适用于中小型 船舶。
复合循环燃气轮机
在简单循环基础上增加回热器和再热器，提高能源利用率和 功率输出，适用于大型船舶和豪华游艇。
05
船舶核能动力装置
核能工作原理
核能工作原理
核能动力装置利用核反应释放 出的能量，通过一连串的物理 和化学反应，最终转化为推进
0 控制系统 4控制系统用于监测和控制蒸汽
轮机的运行状态，确保其安全 、稳定地运行。
蒸汽轮机的类型与特点
简单循环蒸汽轮机
简单循环蒸汽轮机是最基本的蒸汽轮机类型，由 锅炉、汽轮机和凝汽器组成，效率较低。
复合循环蒸汽轮机
复合循环蒸汽轮机由两个或多个简单循环组成， 通过增加热力循环提高效率。
热电联产蒸汽轮机
主要用于大型船舶推进和 发电，具有体积大、重量 重、转速低、功率大等特
点。
中速柴油机
介于轻型高速柴油机和重 型低速柴油机之间，具有 较好的通用性和经济性，
广泛应用于各类船舶。
03
船舶蒸汽轮机动力装置
蒸汽轮机工作原理
蒸汽轮机是一种利用蒸汽 推动叶轮旋转的发动机， 其工作原理基于热力学原 理。
高温高压蒸汽进入蒸汽轮 机，通过喷嘴将蒸汽喷射 到叶片上，使叶轮旋转， 将热能转化为机械能。
曲轴连杆机构
包括曲轴、连杆、活塞等部件，将热能转 化为机械能。
配气机构
控制进气和排气的过程，包括气门、凸轮 轴等部件。
燃油系统
包括燃油泵、喷油嘴等部件，负责提供燃 油和喷射燃油。
柴油机的类型与特点
轻型高速柴油机
主要用于小型船舶推进和 辅助机械，具有体积小、 重量轻、转速高、功率大
船舶动力装置
•
核潜艇
航空母舰
辅助动力装置
• 辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供船舶航行、 作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、照明和其他动力的装 置，如发电机组、副锅炉等。 • 发电机组是船上最重要的辅助动力装置。蒸汽机船上的发电机组 由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但容量较小，以供照明电 源为主。在汽轮机船上，发电机组由汽轮机驱动，为全船电气设备提 供电源。这种汽轮发电机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千 瓦不等,可以自由选择。在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独 设置的中速或高速柴油机驱动。容量据全船电动机械设备的数量确定， 普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹和60赫兹两种。副锅炉在 蒸汽机船和汽轮机船上是供停泊时使用，在柴油机船上供平时取暖和 加热用。柴油机船上的副锅炉的燃料可以是燃油，也可以利用柴油机 排出的废气所产生的蒸汽。除发电机组和副锅炉外，由于现代船上液 压机械设备的驱动需要，还设有液压动力装置，其主要部件为液压油 泵，可以用电动机或单独的柴油机驱动。
汽轮机动力装置
• 1896年，英国人C.帕森成功地将他发明的汽轮机作为推进动力机应 用于一艘快艇上，试航速度达每小时34.5海里。此后汽轮机广泛用于 大功率船上。早期用汽轮机直接驱动螺旋桨，不经过减速。为了使螺 旋桨能在理想的转速下工作，后来在汽轮机动力装置上加装了减速齿 轮，使汽轮机和螺旋桨都能以各自的最佳速度运转。到1916年，几 乎所有的船用汽轮机都采用了减速装置，减速比由初期的1:20提高到 1:80以上。采用减速装置以后，汽轮机可以更高的速度运转，效率大 为提高，机体尺寸相应缩小，整个装置更加紧凑，重量也大大减轻, 螺旋桨工作效率也大大提高,使汽轮机成为理想的大功率船用动力装 置。至今某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用汽轮机动 力装置。 • 汽轮机的优点是单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪 声，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油。但汽轮机油耗比柴油机高， 即使采用再热循环的汽轮机装置，每马力小时的油耗仍达180～190 克，比低速柴油机高40％左右。柴油机由于单机功率、燃烧劣质油 的能力和可靠性的提高，逐渐取代了汽轮机。
核潜艇
航空母舰
辅助动力装置
• 辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供船舶航行、 作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、照明和其他动力的装 置，如发电机组、副锅炉等。 • 发电机组是船上最重要的辅助动力装置。蒸汽机船上的发电机组 由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但容量较小，以供照明电 源为主。在汽轮机船上，发电机组由汽轮机驱动，为全船电气设备提 供电源。这种汽轮发电机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千 瓦不等,可以自由选择。在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独 设置的中速或高速柴油机驱动。容量据全船电动机械设备的数量确定， 普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹和60赫兹两种。副锅炉在 蒸汽机船和汽轮机船上是供停泊时使用，在柴油机船上供平时取暖和 加热用。柴油机船上的副锅炉的燃料可以是燃油，也可以利用柴油机 排出的废气所产生的蒸汽。除发电机组和副锅炉外，由于现代船上液 压机械设备的驱动需要，还设有液压动力装置，其主要部件为液压油 泵，可以用电动机或单独的柴油机驱动。
汽轮机动力装置
• 1896年，英国人C.帕森成功地将他发明的汽轮机作为推进动力机应 用于一艘快艇上，试航速度达每小时34.5海里。此后汽轮机广泛用于 大功率船上。早期用汽轮机直接驱动螺旋桨，不经过减速。为了使螺 旋桨能在理想的转速下工作，后来在汽轮机动力装置上加装了减速齿 轮，使汽轮机和螺旋桨都能以各自的最佳速度运转。到1916年，几 乎所有的船用汽轮机都采用了减速装置，减速比由初期的1:20提高到 1:80以上。采用减速装置以后，汽轮机可以更高的速度运转，效率大 为提高，机体尺寸相应缩小，整个装置更加紧凑，重量也大大减轻, 螺旋桨工作效率也大大提高,使汽轮机成为理想的大功率船用动力装 置。至今某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用汽轮机动 力装置。 • 汽轮机的优点是单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪 声，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油。但汽轮机油耗比柴油机高， 即使采用再热循环的汽轮机装置，每马力小时的油耗仍达180～190 克，比低速柴油机高40％左右。柴油机由于单机功率、燃烧劣质油 的能力和可靠性的提高，逐渐取代了汽轮机。
主推进装置(三)
120
第一章 船舶动力装置概述
4.核动力装置
第一章 船舶动力装置概述
核动力装置工作原理：是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力、热
量和电能。核能在反应堆中被转化为热能，热能将水变为蒸汽推动汽轮发电 机组发电或作为推进动力。
120
第一章 船舶动力装置概述
5.综合电力推进系统
吊舱式推进器
第一章 船舶动力装置概述
生活污水需要经 过什么处理？
第一章 船舶动力装置概述
5.防污染设备：用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的 设备。包括油水分离装置、生活污水处理装置及焚烧炉等。
焚烧炉可以焚烧 哪些东西？
第一章 船舶动力装置概述
6.自动化设备：为改善船员的工作条件、 减轻船员的劳动强度和维护工作 量、 提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。
电力推进的船舶动力装置（Marine Electric Propulsion）
电力推进船舶有一个集中的中央电站，向全船 供应动力，包括推进动力在内。 电力推进船舶目前大约只占1/6，但未来将会 成倍增长。
迄今为止，柴油机仍然是热效率最高，
应用最广泛的发动机。在船舶动力及大功 率车辆的应用上占有绝对的优势。
一 船舶的特殊性
4.在发生故障时需要船员自行处理，技术、工具、备件、材料等受限，可 靠性得不到充分保障。 5.发生故障时，由于客观环境复杂，可能会导致严重后果。
第一章 船舶动力装置概述
二 可靠性在船舶动力装置中的应用
国标--可靠性的定义 产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力 船舶动力装置可靠性的定义
世界和中国都需要大规模的航运。中国对外 贸易1.15亿USD，其中90%通过远洋航运实现。
船舶推进装置要点课件
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排除：检查燃油供应系统和发动机，确保燃油供应充足且 发动机工作正常；对发动机进行维护和保养，提高其性能 。
故障预防与预测性维护
01
定期维护与检查
02
预防措施：按照制造商的推举，定期对船舶推动装置进行维护和检查 ，包括润滑、清洁、紧固等作业。
03
使用状态监测系统
04
预防措施：安装船舶推动装置的状态监测系统，实时监测船舶推动装 置的工作状态和性能参数，及时发现潜伏故障并进行处理。
排放性能
衡量船舶推动装置在运行过程 中对环境的影响，包括废气、
噪声和振动等。
船舶推动装置的能效评价
1 2 3
能效评估方法
根据船舶推动装置的性能指标，采用科学的方法 对其能效进行评估，包括实验和模拟分析等。
能效标准与规范
根据国际海事组织和各国的法规要求，制定船舶 推动装置的能效标准和规范，以推动节能减排和 绿色航运的发展。
季节性保养
02
03
长期停放保养
根据季节和环境条件的变化，进 行相应的保养措施，如防冻、防 锈等。
船舶长期停放时，应对推动装置 进行全面的保养和维护，以防止 设备破坏和性能降落。
01
船舶推动装置的故 障诊断与排除
常见故障的诊断与排除
诊断
齿轮箱出现特殊噪音、振动或过热。
排除
检查齿轮磨损情况，更换破坏的齿轮 或轴承；调整齿轮间隙，确保正常运 行。
舵系需要定期进行检查和维 护，以保证其正常运转和使 用寿命。
01
船舶推动装置的特 性与性能
船舶推动装置的特性
多样性
船舶推动装置可根据船舶类型、航行环境和需求进行选择，包括但不 限于柴油机、燃气轮机、电动机等。
排除：检查燃油供应系统和发动机，确保燃油供应充足且 发动机工作正常；对发动机进行维护和保养，提高其性能 。
故障预防与预测性维护
01
定期维护与检查
02
预防措施：按照制造商的推举，定期对船舶推动装置进行维护和检查 ，包括润滑、清洁、紧固等作业。
03
使用状态监测系统
04
预防措施：安装船舶推动装置的状态监测系统，实时监测船舶推动装 置的工作状态和性能参数，及时发现潜伏故障并进行处理。
排放性能
衡量船舶推动装置在运行过程 中对环境的影响，包括废气、
噪声和振动等。
船舶推动装置的能效评价
1 2 3
能效评估方法
根据船舶推动装置的性能指标，采用科学的方法 对其能效进行评估，包括实验和模拟分析等。
能效标准与规范
根据国际海事组织和各国的法规要求，制定船舶 推动装置的能效标准和规范，以推动节能减排和 绿色航运的发展。
季节性保养
02
03
长期停放保养
根据季节和环境条件的变化，进 行相应的保养措施，如防冻、防 锈等。
船舶长期停放时，应对推动装置 进行全面的保养和维护，以防止 设备破坏和性能降落。
01
船舶推动装置的故 障诊断与排除
常见故障的诊断与排除
诊断
齿轮箱出现特殊噪音、振动或过热。
排除
检查齿轮磨损情况，更换破坏的齿轮 或轴承；调整齿轮间隙，确保正常运 行。
舵系需要定期进行检查和维 护，以保证其正常运转和使 用寿命。
01
船舶推动装置的特 性与性能
船舶推动装置的特性
多样性
船舶推动装置可根据船舶类型、航行环境和需求进行选择，包括但不 限于柴油机、燃气轮机、电动机等。
船舶动力装置概述
轴系和推进器的维护和保养对于保证 船舶的正常运行至关重要。
辅助机械与设备
辅助机械与设备是指为满足船舶运行、操作和管理需求 的各种设备和系统。
辅助机械与设备的性能和维护状况对船舶的安全和运营 效率有重要影响。
常见的辅助机械与设备包括发电机、锅炉、泵、舵机等。
合理配置和管理辅助机械与设备是船舶运营管理的关键 环节。
VS
自动化操作
船舶动力装置将逐步实现自动化操作，通 过自动化控制系统和智能传感器等技术， 实现对船舶动力装置的自动控制和智能调 节。这将有助于提高船舶动力装置的操作 效率和能效，减轻船员的工作负担，提升 船舶行业的生产效率和竞争力。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
03 船舶动力装置的主要部件
主机
01
主机是船舶动力装置的 核心部分，负责提供推 进船舶所需的动力。
02
主机一般为柴油机或蒸 汽轮机，根据船舶类型 和需求选择。
03
主机的功率和转速对船 舶的航速和性能有直接 影响。
04
主机的维护和保养对于 保证船舶的正常运行至 关重要。
传动设备
01
02
03
04
传动设备负责将主机的动力传 递到推进器，实现船舶的推进
大型船舶和火力发电等领域。
核动力工作原理
核动力是利用核反应释放出的能量转 化为机械能或电能的一种动力装置。
核动力具有能量密度高、不依赖化石 燃料等优点，但存在放射性污染和核 废料处理等问题，因此应用受到一定 限制。
核反应堆中的核燃料通过链式反应产 生大量热能，通过蒸汽发生器将热能 转化为蒸汽，进而驱动汽轮机或发电 机工作。
船舶动力装置概述
目录
• 船舶动力装置的定义与分类 • 船舶动力装置的工作原理 • 船舶动力装置的主要部件 • 船舶动力装置的维护与管理 • 船舶动力装置的发展趋势与未来展望
辅助机械与设备
辅助机械与设备是指为满足船舶运行、操作和管理需求 的各种设备和系统。
辅助机械与设备的性能和维护状况对船舶的安全和运营 效率有重要影响。
常见的辅助机械与设备包括发电机、锅炉、泵、舵机等。
合理配置和管理辅助机械与设备是船舶运营管理的关键 环节。
VS
自动化操作
船舶动力装置将逐步实现自动化操作，通 过自动化控制系统和智能传感器等技术， 实现对船舶动力装置的自动控制和智能调 节。这将有助于提高船舶动力装置的操作 效率和能效，减轻船员的工作负担，提升 船舶行业的生产效率和竞争力。
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03 船舶动力装置的主要部件
主机
01
主机是船舶动力装置的 核心部分，负责提供推 进船舶所需的动力。
02
主机一般为柴油机或蒸 汽轮机，根据船舶类型 和需求选择。
03
主机的功率和转速对船 舶的航速和性能有直接 影响。
04
主机的维护和保养对于 保证船舶的正常运行至 关重要。
传动设备
01
02
03
04
传动设备负责将主机的动力传 递到推进器，实现船舶的推进
大型船舶和火力发电等领域。
核动力工作原理
核动力是利用核反应释放出的能量转 化为机械能或电能的一种动力装置。
核动力具有能量密度高、不依赖化石 燃料等优点，但存在放射性污染和核 废料处理等问题，因此应用受到一定 限制。
核反应堆中的核燃料通过链式反应产 生大量热能，通过蒸汽发生器将热能 转化为蒸汽，进而驱动汽轮机或发电 机工作。
船舶动力装置概述
目录
• 船舶动力装置的定义与分类 • 船舶动力装置的工作原理 • 船舶动力装置的主要部件 • 船舶动力装置的维护与管理 • 船舶动力装置的发展趋势与未来展望
船舶动力装置概论
•
各种垃圾的设备。
•
包括：油水分离装置、焚烧炉及生活污水处理装置
• 6、自动化设备：为改善船员工作条件、减轻劳动强度
•
和维护工作量、提高工作效率以及
•
减少人为操作错误所设置的设备。
•
主要有:遥控、自动控制、自动调节、监视、
•
报警和打印的等设备。
• 三、船舶动力装置的类型
• 按推进装置类型分：
•
蒸汽动力装置
1-3-6图 MC型柴油机单缸功率-转速图
• 4.初选机型比较 • 桨直径[主机转速]-燃油耗油率 • 系统油\气缸油耗，备件费用，维修费 • 振动性能 • 废热利用及节能要求 • 机舱布置等等因素 • 最后确定机型
• 二、发电原动机的选型
•
发电机影响因素
•
船舶营运的经济性
•
船舶的安全
• 1.发电原动机的功率和数量
• 通常,船舶冬季暖缸时间2小时左右。
• 影响因素：
•
为主机服务的油（燃/滑油）、
•
水（活塞/缸套冷却水）、
•
气（压缩空气）、
•
汽（锅炉加热蒸汽）等准备时间的长短。
• ②起动到全功率所需的时间
• 影响因素:
•
质量惯性
•
热惯性
• ③换向所需时间
•
主机在最低稳定转速时，由发出换向
•
命令到主机以相反方向开始工作的时间
•
大功率中速机
•
优点:高度较低;广泛应用于滚装船和客船•源自合理选配减速比，提高桨效率，
•
多机联用
• B.燃汽轮机动力装置
• 优点：单位重量和尺寸小，单机功率大，机动性高，
•
船舶电力推进技术概况-文档
船舶电力推进技术概况船舶电力推进系统代表着当今船舶动力的发展方向。
传统的船舶推进方式是利用原动机直接推进，而船舶电力推进则由原动机带动发电机发电，经变频器把满足要求的电流送到推进电动机，从而驱动螺旋桨的推进方式。
跟传统的机械推进方式相比，采用电力推进系统的船舶在经济性、振动噪声、船舶操纵、布置和安全可靠性等方面具有明显优点。
1.电力推进的特点以柴油机和汽轮机为主的传统型船舶，发动机占据空间过大、工作环境差、振动大、噪声高、油污多、废气排放影响空气质量。
另外由于主机大而高，系统复杂，增加维护难度，加重维护工作量（轮机人员往往占船员的30%-45%）。
[4]船舶采用电力推进系统后，提高了柴油机效率约10%-15%，节约了维修保养费，显著提高船体空间利用率，同时船型优化，提供了安静的推进方式，并且通过柴油机在大于40%的负载匀速运转来减少了NOx和SOx的排放[4]。
除此之外，电力推进系统还将提高船舶的机动性、可靠性和电站的可利用率。
1.1 电力推进船相对于机械推进船的主要优势在于：⑴机动性能好。
由于电动机的控制性能优于传统的热力机械，电力推进船舶的机动性能较好，还具有紧急停车时滑行距离短、小角度回转和快速响应等优点。
⑵机舱小、布置灵活，可增加船舶的载货载客能力。
电力推进系统减少了尾轴、舵、传动装置以及热力系统所需要的大量辅机，节省了舱容。
⑶推进效率高。
由于吊舱式结构省去了舵，所以与传统的定距浆（特别是大功率船舶用双桨时）相比推进效率提高了6%-10%。
最近ABB和韩国三星船厂曾对一万箱的集装箱船舶进行了技术和经济论证，其结论是“对于电力推进船而言，推进效率与舱容的增加已抵消电力推挤装置初投资的增加和二次换能损耗”。
[5]⑷节能、环保。
减少各种燃油、滑油的消耗；减少废气排放和震动噪声污染。
⑸适合于特种船舶的应用。
如战舰、移动式平台、破冰船等。
这些船舶航行时一般不使用其他大功率的电力设备，若使用，则不航行，电站就获得了很高的使用率。
船舶主推进动力装置1 绪论
柴油机：155~270g/KWh 汽轮机：435~1200g/KWh 燃气轮机：245~350g/KWh 汽油机：245~350g/KWh
缺点：
1）往复运动；2）冲击性负荷
2019/11/18
chapter 1 船舶柴油机概述
7
基本知识点和概念
热机 内燃机 柴油机 曲柄连杆简图，曲柄园，曲柄连杆机构简介，
(FGEC)。
2019/11/18
chapter 1 船舶柴油机概述
30
半回流式扫气系统
扫气口位于排气口 的下方及两侧。
介于回流与横流这 间的一种扫气形式
各种弯流扫气中效 果最好的一种型式
2019/11/18
chapter 1 船舶柴油机概述
31
弯流扫气式二冲程柴油机
第一冲程-扫气及压缩 第二冲程-燃烧膨胀及排气
2019/11/18
chapter 1 船舶柴油机概述
13
五个过程： 进气 压缩 燃烧 膨胀 排气
2019/11/18
chapter 1 船舶柴油机概述
14
非增压四冲程柴油机的工作原理
1400~2000/600-700 ℃ 130~160°
5-8(13) /0.3-0.6MPa
《船舶柴油机》 Marine diesel engine
2019/11/18
chapter 1 船舶柴油机概述
1
课程简介
基本情况：(学时、内容、 ） 要求：
课堂教学 习题 课程特点 综合多学科 实践性强
2019/11/18
chapter 1 船舶柴油机概述
2
本课次主要内容
基本知识点和概念 非增压四冲程基本工作原理 二冲程柴油机的基本工作原理