船舶动力装置概论

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船舶动力装置概论..课件

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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

船舶动力装置概论

船舶动力装置概论

第一章总论1、船舶的主要性能指标有哪些?答:排水量,容积,航速,续航力,自给力,生命力,机动性,隐蔽性,耐波性。

2、船舶动力装置是由哪些装置系统组成的?答:推进装置,辅助装置,机舱自动化系统,船舶系统。

3、船舶对动力装置有哪些要求?答:为了满足船舶的各项性能指标,对动力装置提出了相应的要求:①功率足够大,以满足船舶设计航速的要求。

②重量轻、尺寸小,能保证船舶有大的载货重量和容积。

③经济性好、耗油率低,能降低船舶运行经济费用,增大舰船续航力。

④还应当机动性好,生命力强,隐蔽性好,耐用可靠,操纵管理方便,制造成本低等。

4、船舶动力装置的主要性能指标是什么?答:技术指标:①功率指标;②重量指标;③尺寸指标。

经济指标:①燃料消耗率(主机、辅机和锅炉)②每海里航程燃料消耗量;③有效热效率;④建造、运转及维修经济性。

运行性能指标:机动性,可靠性,隐蔽性,遥控和机舱自动化,生命力。

5、柴油机的优缺点为何?答:优点:①有较高的经济性;②重量轻;③具有良好的机动性缺点:①单机功率低;②振动噪声大;③大修期限较短;④低速区工作稳定性差;⑤滑油消耗率高。

6、蒸汽轮机的优缺点为何?答:优点:①单机功率很大;②振动噪声小;③磨损部件少,工作可靠性高,大修期限长。

④可使用劣质燃油,滑油消耗率低。

缺点:①动力装置比较复杂,装置重量尺寸大;②燃料消耗量大,效率低;③机动性差。

7、燃气轮机的主要优缺点及应用场合?答:优点:①单位功率重量尺寸小、机组功率较大;②良好的机动性能。

缺点:①主机不能反转,需专用的倒车设备;②进排气口附近噪声大;③叶片材质昂贵,工作可靠性差,寿命短;④耗油率比柴油机高;⑤进排气管道尺寸大,布置困难。

由于其优点,主要应用于要求功率大机动性能好的舰艇上,同时可与柴油机或蒸汽轮机构成联合动力装置,满足舰艇全速推进时的高功率以及快加速要求。

8、简述核动力装置的工作原理。

答:一回路中反应堆中发生核裂变反应产生大量的能量,压力水作为冷却剂将堆芯的热量带走,经蒸汽发生器将能量传递给二回路中的水,使之成为蒸汽。

船舶动力装置总论

船舶动力装置总论

图1-2-1(代) 船舶蒸汽轮机动力装置的基本组成
1-锅炉;2-蒸汽过热器;3-空气预热器;4-高压汽轮机;5-低压汽轮机;6-主冷凝 器;7-凝水泵;8-给水预热器;9-给水泵;10-减速齿轮;11-螺旋桨;12-循环水

汽轮机动力装置具有如下优点: (1)单机功率大 由于汽轮机工作过程的连续性有 利于采用高速工质和高转速工作轮,因此单机功率远比 活塞式发动机大。现代舰用汽轮机的单机组功率已达 7.5万kw以上,若不受推进器尺寸和制造的影响,像陆 用电站汽轮机一样可做成60万~100万kw的巨型动力装 置。正因为于此,主机本身的单位重量尺寸指标优越。 (2)机组振动小、噪声低 汽轮机叶轮转速稳定, 无周期性扰动力,因此机组振动小、噪声低。 (3)可靠性好、寿命长 摩擦部件少,工作可靠性 大,使用期限高达100万h以上。 (4)比较经济 可使用劣质燃料油,滑油消耗率也很 低,仅0.1~0.5g/(kw·h)(柴油机的滑油消耗率为 3~10g/(kw·h)。
柴油机装置存在如下几个缺点: (1)由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快, 因此单机组功率受到限制,低速柴油机也仅达到 4×104KW左右,中速机2×104KW左右,而高速机仅在 8×103KW或更小,这就限制了它在大功率船上的使用的 可能性,大功率舰艇希望有3×104~5×105KW,故其无法 胜任。 (2)柴油机工作中的噪声,振动较大。 (3)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害,高速 强载柴油机的整机寿命仅1000~2000h。 (4)柴油机在低转速时稳定性差,因此不能有较小 的最低稳定转速,影响船舶的低速航行性能。另外,柴 油机的过载能力也较差,在超负荷10%时,一般仅能运 行1h。
二、汽轮机动力装置 汽轮机动力装置是由锅炉、汽轮机、冷凝器、 轴系、管系及其他有关机械设备等组成。在这种装 置中,燃料的燃烧是在发动机的外部,即在锅炉中 进行的。汽轮机动力装置的基本组成与工作原理, 如图1-2-1所示。 在大功率船舶动力装置中,汽轮机占有一定的 优势,资料统计表明,功率小于2× 10 4 kw的船舶, 4 10 多采用柴油机动力装置,而大于 2× kw的多采 用汽轮机。所以,高速客船和集装箱船以及大型油 船多采用汽轮机动力装置。

船舶动力装置概论第七次课

船舶动力装置概论第七次课

能效提升与环保要求
能效提升
未来船舶动力装置将更加注重能 效提升,通过优化设计、采用高 效技术和设备等手段,降低能耗 和排放。
环保要求
随着环保意识的提高,船舶动力 装置需要满足更为严格的环保要 求,减少对环境的污染和破坏。
智能化与自动化
智能化
船舶动力装置将朝着智能化的方向发 展,具备自诊断、自适应和远程控制 等功能,提高设备的自主运行能力和 安全性能。
否存在异常噪音。
故障处理流程
01
02
03
04
初步检查
对船舶动力装置进行外观检查 和简单测试,确定故障部位。
故障诊断
根据故障现象,采用适当的诊 断方法确定故障原因。
ห้องสมุดไป่ตู้
修复与更换
对故障部位进行修复或更换损 坏的部件。
测试与验证
对修复后的船舶动力装置进行 测试和验证,确保故障已被排
除。
故障预防措施
定期维护保养
自动化
自动化技术将应用于船舶动力装置的 监测、控制和操作等环节,减少人工 干预和操作,提高设备的运行效率和 安全性。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
按照制造商推荐的维护周期, 对船舶动力装置进行定期保养
和维护。
监控与预警
利用船舶动力装置的监测系统 ,实时监控各部件的运行状态 ,及时发现潜在故障。
培训与演练
对船员进行培训和演练,提高 他们对船舶动力装置的熟悉程 度和应急处理能力。
备件储备与管理
储备船舶动力装置的常用备件 ,确保在需要时能够及时更换
设备解体检修
根据需要,对船舶动力装置进行解体检修,清洗 和检查内部零件,确保设备的持久运行。

船舶动力装置概论第十六次课(第五章)

船舶动力装置概论第十六次课(第五章)
船舶动力装置概论第十六次课(第 五章)
contents
目录
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机 • 船舶燃气轮机 • 船舶核动力装置 • 船舶动力装置的未来发展
01 船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义与作用
总结词
船舶动力装置是船舶的心脏,为船舶提供所需的动力,以支持船舶的推进、发 电和其他辅助机械的运行。
前景展望
随着科技的发展和环保意识的提高,未来核动力装置的应用领域将更加广泛,例如核动力船舶、核动 力汽车等。同时,随着核安全技术的不断进步,核动力装置的安全性和可靠性也将得到进一步提高。
05 船舶动力装置的未来发展
新技术应用与船舶动力装置的革新
燃料电池技术
燃料电池是一种高效、环保的能源转换装置,具有高能量 密度和零排放的优点,可用于船舶动力装置,减少对化石 燃料的依赖。
感谢您的观看
核反应堆是实现核反应并控制反应速 度的装置,它由反应堆芯、冷却系统、 控制调节系统和保护系统组成。
核动力装置的主要部件
反应堆芯
反应堆芯是核反应发生的地方,由核 燃料、慢化剂、冷却剂和反射层组成。
02
蒸汽发生器
蒸汽发生器利用核反应产生的热能将 水转化为蒸汽,蒸汽可以用来驱动涡 轮机发电或推动船舶前进。
体。
高温高压气体推动涡轮 叶片旋转,输出机械能。
用于调节燃气轮机的运 行参数,确保稳定和高
效的运行。
燃气轮机的类型和应用
轻型燃气轮机
主要用于船舶动力装置,具有较高的功率密 度和效率。
工业燃气轮机
主要用于工业领域,如发电、Fra bibliotek工等,具有 较高的热效率和可靠性。
重型燃气轮机
主要用于大型船舶和海洋工程设施的动力装 置,具有较大的功率和较低的油耗率。

第一章 船舶动力装置概述

第一章 船舶动力装置概述
船舶甲板机械有:操舵机械设备、锚泊机械设备、起货设备、 系缆设备、救生艇绞车、舷梯升降机等。
此外,在一些专用船舶上,还设有其它相应的甲板机械,如滚 装船的跳板和升降平台、打捞船的打捞设备、挖泥船的挖泥设备、 渔船的网具收放设备等,都属于甲板机械的范畴。
15
船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
12
船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
2.辅助装置
(2)辅助锅炉装置 辅助锅炉装置是利用燃料燃烧的热量的能量,对
水加热产生蒸汽的设备。其主要作用是锅炉产生的蒸 汽,满足对燃油和润滑油的加热、空气调节和取暖、 生活用水等方面的需要。辅助锅炉装置由辅助锅炉及 为它服务的燃油、给水、鼓风、送汽设备及管路、阀 件等组成。
第六章 船、机、桨工况配合特性
第七章 机舱规划与设备布置
2

第三节
船舶动 力装置 的基本 性能指

一 章 知


船舶 动力 装置 概论
3
船舶装置动力概论
学习目标
知识目标
1.正确叙述和理解船舶动力装 置的定义、作用及其组成; 2.正确叙述和掌握船舶动力装 置的类型、特点及其基本组成; 3.正确叙述和掌握船舶动力装 置的基本特性指标; 4.正确叙述对船舶动力装置的 一般要求; 5.了解船舶动力装置设计的发 展概况。
• 组成:它主要由传动轴、支 承传动轴用的轴承和轴系附 件等组成。
图1-1 船舶推进装置示意图 1-遥控操纵台;2-主机(柴油机); 3-传动设备;4-轴系;5-推进器(螺旋桨)
10
船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
2.辅助装置
在动力装置产生能量的诸装置中,除了直接产生船舶推 进动力的装置外,还有产生其他使用能量的装置,以保证船 舶的正常运行、作业、人员生活需要。因此,辅助装置是指 提供船舶除推进装置以外其它所需能量的设备。一般包括船 舶电站、辅助锅炉装置、液压泵站和压缩空气系统等,它们 分别产生电能、蒸汽热能、液压能和压缩空气供全船使用。

船舶动力装置概论

船舶动力装置概论

Gn

A bm
v2

Bg
v
Bb
[kg / nmile]
• Bm-主机每小时燃油消耗量
kg/ Bb-锅炉每小时燃油消耗量
kg/h
• bm-主机的燃油消耗率
kg/kWh
• 降速航行,使用废气锅炉等措施可以节约燃油
• H.船舶日耗油量GD

船舶每24小时全船所消耗的燃油总量。

燃气动力装置

核动力装置
• 1)蒸汽动力装置包括:

往复式蒸汽机

汽轮机
• 汽轮机的优点:单机功率大,运转平稳,摩擦磨损小,

振动噪声小。
• 汽轮机的缺点:装置热效率低,装置总重量及体积大。需要配置

重量尺寸较大的锅炉,冷凝器,减速齿轮装置

及其它辅助机械。

在功率超过22,000kW和船速超过20 kn的船舶

上具有突出优越性。
• 2)燃气动力装置包括:

柴油机动力装置

燃汽轮机动力装置
• A.柴油机动力装置
• 优点:热效率最高、起动迅速、部分负荷运转性能好、

安全可靠、装置重量轻、功率范围大
• 缺点:结构复杂;管理困难
• 多用于船舶主机和船舶发电机原动机
• 柴油机动力装置分两种:

大型低速机

优点:节能,管理方便

增加维修工作量

延长停航修理时间
• 2.经济性

动力装置费用大于50%船舶总费用。

包括:燃油费、滑油费、折旧费及维护费等。
• 3.机动性

轮机概论 (第二章)

轮机概论 (第二章)
2台GELM2500燃气轮机,持续功率55000马力 2台MTU 12V 1163 TB83,持续功率8840马力 舰空导弹:1座HQ-7(红旗-7)8联装发射架(备弹24枚) 1座双管100毫米全自动火炮。 4座76甲双管37毫米全自动防空高炮 反潜导弹:两座四联装长缨-1(CY-1)反潜导弹发射架 鱼雷:6具324毫米“白头”B515鱼雷发射管(2座三联
第二节 对船舶动力装首先取决于它在 各种营运条件下,能否可靠地和不间断地进行工作。 因此,对任何船舶动力装置首先提出的要求就是工作 可靠性要高。 二、经济性:民用船舶在满足可靠性的前提下,要求 尽量提高其经济性。对于船舶动力装置的经济性不能 只从主机耗油率一项指标去衡量,还要考虑造船初投 资费、燃润油价格、管理维修费、折旧费、船员工资、 保险和港口各项费用。所以对动力装置的经济性要全 面考虑,综合分析。

当时的“轮机”仅仅是推进设备的简称。但随着科学 技术的发展和进步。不仅船舶推进设备更加复杂和完 善,而且为了适应船舶营运、人员生活和安全等方面 的需要,还增设了诸如船舶电站、起货机械、饮水、 供汽、压载、舱底、消防等系统,大大丰富了轮机的 内容,并且至今还在不断扩大与完善中。因此,“轮 机”是个内容相当广泛的技术范畴。“船舶动力装置” 的基本含义和“轮机”相同,是为了满足船舶航行、 各种作业、人员的生活和安全需要所设置的全部机械、 设备和系统的总称。它的任务是多方面的,但主要任 务可概括为:为船舶提供各种形式的能量(机械能、 电能、热能)并转换和利用这些能量。
蒸汽机船
二、汽轮机动力装置
138 泰州号“现代”级导弹驱逐舰
排水量:标准排水量7900吨,满载排水量:8480吨 舰长:156.37米 舰宽:17.19米 吃水:7.85米 动力系统:4座蒸汽锅炉, 2轴,99500马力 续航力:2400海里/32节; 6500海里/20节;14000海 里/14节 航速:最高航速达32节

船舶动力装置概论第四次

船舶动力装置概论第四次

现代化发展
随着科技的不断进步,船舶动力 装置逐渐向智能化、环保化和高 效化方向发展,新型推进系统如 电力推进、燃料电池等也逐渐得 到应用。
船舶动力装置的未来趋势
智能化
通过引入智能化技术,实现船舶动力装置的远程监控、故障诊 断和自动控制等功能,提高船舶的安全性和运营效率。
环保化
随着环保意识的提高,未来船舶动力装置将更加注重环保性能 ,如使用清洁能源、降低排放等措施,以减少对环境的影响。
压缩空气系统主要负责向船舶上的气瓶和各种气动设备提供压缩空 气。
压缩空气系统的组成
压缩空气系统通常包括空压机、干燥器、过滤器和管路等部件。
压缩空气系统的维护与管理
为了确保压缩空气系统的正常运行,需要定期检查气瓶和各种气动 设备的压力和气动设备的运行状况等。
04 船舶动力装置的维护与管 理
维护保养制度
优化船舶设计
通过优化船舶线型、降低阻力,以及合理布置动力装置和辅助设备,可以提高船舶的运 行效率,减少能源消耗和排放。
排放监测与控制
建立严格的排放监测与控制体系,确保船舶动力装置的排放符合相关法规标准。同时, 加强排放控制技术的研发和应用,推动船舶行业的可持续发展。
THANKS FOR WATCHING
03
船舶运营效率
船舶动力装置的经济性还体现在对船舶运营效率的影响。高效的船舶动
力装置能够提供足够的推进力,使船舶在预定时间内完成运输任务,提
高运营效率。
环保性分析
排放控制
船舶动力装置的环保性主要表现在对排放的控制上。严格 的排放控制标准要求船舶装备有效的尾气处理装置,减少 废气、废水和固体废物的排放。
进排气系统
01
进排气系统的作用

船舶动力装置概论第十七次课

船舶动力装置概论第十七次课
节能航行
采用经济航速和航线,合理安排航 行计划,降低船舶能耗。
04
船舶动力装置的环保要求
排放控制
严格控制船舶废气、废水、噪声等污染物的排放。
绿色船舶
推广使用环保材料和技术,减少对环境的负面影响。
环保法规
遵守国际和国内环保法规,确保船舶运营符合环保要求。
环保监测
建立环保监测系统,对船舶污染进行实时监测和报告。
柴油机的使用与维护
使用注意事项
使用柴油机时应注意安全事项,如启动前检 查机油、冷却水等是否正常。
日常维护保养
定期更换机油、清洗空气滤清器等,保持柴 油机良好的工作状态。
定期检查与维修
定期检查柴油机的各部件是否正常,及时维 修更换损坏的部件。
使用环境要求
柴油机应安装在通风良好、干燥的环境中, 避免潮湿、高温等恶劣环境。
柴油机的性能指标
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功率
表示柴油机在单位时间内所能 做的功,单位为千瓦(kW)
或马力(hp)。
转速
表示柴油机曲轴每分钟的旋转 次数,单位为转/分输出单位功率所 消耗的燃油量,单位为克/千瓦
小时(g/kW·h)。
排放性能
表示柴油机排放的废气中各种 有害成分的含量。
03
事故调查与分析
当船舶动力装置发生事故后,应进行详细的事故调查与分析,找出事故
原因,总结教训,提出改进措施,并对应急预案进行修订和完善。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
03 船舶推进器
推进器的种类与特点
螺旋桨推进器
结构简单,效率较高,适用于中低速 航行。
喷水推进器
适用于高速航行,能提供较大推力, 但结构复杂,维护成本高。

船舶动力装置概论第五次

船舶动力装置概论第五次

发电装置
辅助机械
作为船舶辅助机械的动力源,如泵、 压缩机等。
利用内燃机发电,为船舶提供电力。
内燃机动力装置的维护与保养
定期检查
对内燃机的各个部件进行检查 ,确保其正常运转。
清洁与润滑
保持内燃机的清洁,定期加注 润滑油,减少磨损。
调整与校准
对内燃机的各项参数进行调整 和校准,确保其性能最佳。
更换磨损件
船舶主发电机组提供电能,通过控制系统调节电动机的转速和方向,实现船舶的前 进、倒退和变速。
电力推进系统相比传统机械推进方式,具有更高的推进效率和更低的噪音水平。
电力推进的类型与特点
直流传动型
采用直流电动机驱动螺旋桨,控制简 单,但调速范围有限。
交流传动型
采用交流电动机驱动螺旋桨,调速性 能好,但控制系统复杂。
船舶动力装置的基本组成
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推进装置
包括主机(发动机)、传 动设备(减速器、离合器 等)、推进器(螺旋桨) 等,用于产生推进力。
辅助装置
包括发电机组、锅炉、泵、 压缩机等,用于提供船舶 正常运营所需的电力、蒸 汽、压缩空气等。
管路系统
包括燃油系统、滑油系统、 冷却系统、蒸汽系统等, 用于传输各种流体介质。
新能源动力装置的未来发展趋势
技术创新
随着新能源技术的不断发展,新 能源动力装置的效率和可靠性将
得到进一步提升。
规模化应用
随着新能源船舶市场的不断扩大, 新能源动力装置的规模化应用将
进一步加速。
政策支持
各国政府对新能源船舶的支持力 度将进一步加大,推动新能源动 力装置在船舶领域的应用和发展。
THANKS
船舶动力装置概论第 五次

船舶动力装置概述

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
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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
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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

船舶动力装置概论第十八次课

船舶动力装置概论第十八次课

噪声控制
采用低噪声设备,对高噪声设备进行隔声、消声 等处理,降低噪声对周围环境的影响。
国际海事组织(IMO)的相关规定与要求
01
规定与要求
国际海事组织制定了一系列关于船舶动力装置安全和环保的规定与要求,
要求各国遵守并执行。
02
了解和掌握IMO规定与要求
船舶运营和管理方应了解和掌握IMO的相关规定与要求,确保船舶动力
船舶动力装置的节能技术及应用
节能技术
船舶动力装置的节能技术包括优化船舶设计、采用高效推进 系统、使用节能润滑油等,这些技术可以有效降低船舶的能 耗。
应用案例
例如,采用先进的船舶设计软件对船舶进行优化设计,可以 减少阻力、提高推进效率;使用高效推进系统如电力推进系 统,可以减少能源消耗;使用节能润滑油可以降低机械摩擦 ,减少能源损失。
船舶动力装置概论第十八次课
目 录
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机的工作原理 • 船舶柴油机的维护与保养 • 船舶推进器与螺旋桨 • 船舶动力装置的节能减排技术 • 船舶动力装置的安全与环保问题
01 船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义与分类
定义
船舶动力装置是为船舶提供推进 和辅助动力的设备总称,包括主 机、辅机和各种辅助装置。
分类
根据能源类型,船舶动力装置可 分为蒸汽动力装置、柴油动力装 置、燃气轮机动力装置和核动力 装置等。
船舶动力装置的发展历程
初期阶段
蒸汽机作为船舶动力源,广泛应用于 大型远洋船舶。
发展阶段
现代化阶段
随着科技发展,燃气轮机、联合循环 和核动力等新型船舶动力装置逐渐进 入实用化阶段,进一步提高船舶推进 效率和性能。
多燃料化
开发利用多种燃料资源,提高 船舶动力装置的适应性和灵活

第一章-船舶动力装置概述

第一章-船舶动力装置概述

Kv
Pe V
kW/m3
经济指标
经济 指标
动力装置的 总效率
由推进装置、柴油发电机组、燃油辅 锅炉的热效率组成。
柴油机的燃料 消耗率
指在单位时间内柴油机单位 有效功率所消耗的燃料量
ge
Ge Pe
kg/(kW h)
船舶主机日耗油量 主机在24小时的燃油消耗量 GDe PDs ge 24 10 3 t/d
功率已达75000kW以上 ⑵汽轮机叶轮转速稳定,无周期性扰动力,因此机组振动小,
噪声小。 ⑶磨损部件少,工作可靠性大,使用期限长,10万小时以上。 ⑷可使用低质燃油,滑油消耗率也很低。 缺点: ⑴装置总重量、尺寸大。 ⑵燃油消耗大,装置效率差,经济性较柴油机动力装置差。 ⑶备车时间长,机动性差。另外,从一个工况变换到另一个
kW
式中: D -- 排水量,t;D :排水体积
VCsB
---
航速,kn; 海军系数,与船型有关。
若已知母型船的航速 V0 、排水量 D0 和功率 Peo ,则有:
2
CB
D03 v03 PEO
推进装置功率传递过程
船舶有 效功率
推力 功率
收到 功率
轴功率
最大 持续 功率Pmc
主机最大 输出功率
优点: ⑴具有极大的能量贮备,在限定舱室空间所能提供的
能量比其它型式的动力装置大得多; (2)以极少的核燃料释放出巨大的能量; ⑶不需要消耗空气而获得热能。 缺点: ⑴重量尺寸较大; ⑵操纵管理检查系统比较复杂; ⑶造价昂贵。
核能推进系统的简单原理

核能推进系统的简单原理
三、柴油机动力装置发展趋势及管理重心的变化
kW/t
2
Pr

船舶动力装置概论第十九次课

船舶动力装置概论第十九次课
发展历程
船舶动力装置的发展经历了多个阶段,从早期的蒸汽机到现代的柴油机和燃气轮机,再到未来的电动机和燃料电 池等新型动力装置。
趋势
未来船舶动力装置的发展趋势是朝着更加高效、环保、安全和可靠的方向发展。新型动力装置如电动机和燃料电 池具有较高的效率和较低的排放,将成为未来船舶动力装置的重要发展方向。同时,随着智能化技术的发展,船 舶动力装置的智能化和自动化程度也将不断提高。
柴油机推进器
利用柴油机产生动力,通过传动轴传递给螺旋桨或喷水推 进器,推动船舶前进。性能受柴油机转速、供油量等因素 影响。
推进器的选择与使用
根据船舶类型、航速、航程和可 靠性要求选择合适的推进器类型。
在使用过程中注意维护保养,定 期检查传动轴、桨叶和喷嘴等部 件的磨损情况,及时更换损坏的
部件。
根据不同推进器的特点,合理调 整工作参数,如转速、供油量或
利用螺旋桨旋转产生推力,通过传动轴传递给螺旋桨,推 动船舶前进。性能受转速、桨叶形式和角度等因素影响。
燃气轮机推进器
利用燃气轮机产生动力,通过传动轴传递给螺旋桨或喷水 推进器,推动船舶前进。性能受燃气轮机转速、进气量等 因素影响。
喷水推进器
利用水泵从船内吸取水,通过喷嘴喷出产生反作用力,推 动船舶前进。性能受喷嘴设计、水流量和航速等因素影响 。
船舶动力装置的智能化与自动化
智能控制技术
采用先进的传感器和控制系统, 实现船舶动力装置的远程监控和
自动调节。
故障诊断与预测
利用大数据和人工智能技术,实时 监测船舶动力装置的运行状态,预 测潜在故障,提高维护效率。
自动化推进系统
研发自动化的推进系统,实现船舶 的自主航行和智能导航。
船舶动力装置的绿色化与环保化

船舶动力装置概论..课件

船舶动力装置概论..课件

燃气轮机的主要部件
压气机
压气机是燃气轮机的重要组成部分, 它的作用是吸入空气并将其紧缩到高 压状态,为燃烧提供足够的氧气。
涡轮
涡轮是燃气轮机的另一个重要部件, 它由一系列旋转的叶片组成,能够将 高温高压气体的能量转化为机械能。
燃烧室
燃烧室是燃气轮机中用于燃料和空气 混合并燃烧的部件,它能够产生高温 高压气体。
高。
随着环保要求的提高,船舶动力 装置正朝着更加高效、环保的方 向发展,如使用LNG燃料、开发
电力推动系统等。
未来船舶动力装置将更加重视智 能化、自动化和节能化,以适应 日益严格的环保要求和降低运营
成本。
02
船舶柴油机
柴油机工作原理
柴油机工作原理
柴油机是一种热力发动机,通过 燃烧柴油产生高温高压气体,推 动活塞运动,进而转化为机械能
船舶动力装置概论课件
目录 Contents
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机 • 船舶蒸汽轮机 • 船舶燃气轮机 • 船舶核动力装置 • 船舶动力装置的未来发展
01
船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义
01
船舶动力装置是指为船舶提供推 动动力的整套设备,包括发动机 、传动设备、推动器等。
02
船舶动力装置是船舶的心脏,为 船舶提供航行、作业和发电所需 的动力。
曲轴
曲轴是柴油机的输出轴,将活 塞的往复运动转化为旋转运动
,输出机械能。
喷油器
喷油器是柴油机的重要部件, 用于将柴油喷入气缸,与空气
混合后燃烧。
涡轮增压器
涡轮增压器用于提高进气压力 ,增加柴油机功率和效率。
柴油机的类型和应用
轻型柴油机
轻型柴油机主要用于船 舶辅助机械,如发电机

船舶动力装置概述

船舶动力装置概述

第一节船舶动力装置的组成、类型和发展一、船舶动力装置的组成现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成;1.推进装置推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨,推动船舶并保证一定航速航行的设备;它是船舶动力装置中最重要的组成部分,包括:1主机;主机是指提供推动船舶航行动力的机械;如柴油机、汽轮机、燃气轮机等;2传动设备;传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率;同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的;其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等;3轴系;轴系是用来将主机的功率传递给推进器;它包括传动轴、轴承和密封件等;4推进器;推进器是能量转换设备,它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备;它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等;2.辅助装置辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外,用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备;主要包括:1船舶电站;2辅锅炉装置;3压缩空气系统;3.管路系统管路系统是用来连接各种机械设备,并输送相关流体的管系;由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成,它包括:1动力系统;为推进装置和辅助装置服务的管路系统;主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等;2辅助系统;为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统;主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等;4.甲板机械为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备;它主要包括:舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等;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;它包括油水分离装置附设有排油监控设备、生活污水处理装置及焚烧炉等;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失误所设置的设备;主要包括:遥控、自动调节、监控、报警和参数自动打印等设备;二、船舶动力装置的类型1.蒸汽动力装置根据运动方式的不同,蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种;汽轮机推进装置的优点:1由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速的工作轮,因此单机功率比活塞式发动机大;2汽轮机叶轮转速稳定,无周期性扰动力,因此机组振动小、噪声低;3磨损部件少,工作可靠性大;4可使用劣质燃油,滑油消耗率也很低;汽轮机推进装置的缺点:1装置的总重量、尺寸大;2燃油消耗大,装置效率较低,额定经济性仅为柴油机装置的1/2-2/3;在相同的燃油储备的情况下续航力降低;3机动性差,备车时间长;2.燃气动力装置在燃气动力装置中,根据发动机运动方式的不同,有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种;1柴油机动力装置柴油机动力装置具有如下优点:(1)具有较高的经济性;(2)重量轻;(3)具有良好的机动性,操作简单、启动方便、正倒车迅速;柴油机动力装置也存在如下缺点:1由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快,因此单机组功率受到限制;2工作时噪声和振动较大;3中、高速柴油机的运转部件磨损较严重;4传统的柴油机在低速时稳定性差,因此不能有较低的最低稳定转速,影响船舶的低速航行性能;另外,柴油机的过载能力也较差;2燃气轮机动力装置燃气轮机动力装置有如下优点:(1)单位功率的重量尺寸较小,机组功率也较大;(2)良好的机动性,从冷态起动至全负荷时间仅需几分钟的时间;燃气轮机动力装置也有如下缺点:1燃气轮机自身不能反转,如果作为主机,倒车时必须设置专门的变向设备;2必须借助于电机或其他起动机械起动;3由于燃气的高温作用,使叶片工作可靠性较差,寿命短;4由于燃气轮机工作时空气流量大,因此进、排气管道尺寸较大,舱内布置困难,甲班上有较大的管道通过切口,影响船体强度;5燃油消耗率较高;3.核动力装置核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大能量,通过工质蒸汽或燃气推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置;核动力装置有如下优点:1核动力装置以少量的核燃料能释放出巨大的能量,这就可以保证船舶以较高的航速航行很远的距离;2核动力装置在限定的舱室空间内所能供给的能量,比一般其他型式的动力装置要大很多;3核动力装置的最大特点是不消耗空气而获得能量,这就不需要进、排气装置;核动力装置的缺点:1核动力装置的重量、尺寸较大;2核动力装置的操纵管理、检查系统比较复杂;3核动力装置的造价昂贵;三、柴油机动力装置发展趋势及管理重心的变化1.船舶动力装置发展的趋势1柴油机动力装置继续占主导地位,并在不断发展1大型低速机向两极发展,即开发多缸、大缸径和少缸、小缸径的机型,以适应大型、超大型船舶和小型船舶;2大功率中速柴油机仍然是大型客船、滚装客船、滚装船的推进动力装置的首选;3船舶柴油机的控制技术向电子化、智能化方向发展;4双燃料发动机用于特种船舶推进装置的前景可观;LNG船的动力装置基本上是蒸汽轮机,蒸汽轮机输出功率大、排出废气少、维护量少、可靠性高,但是蒸汽轮机的热效率低、燃油消耗率高;近年来,各种替代方案应运而生,例如天然气—燃油的双燃料二冲程和四冲程发动机的诞生等;与常规动力装置相比,双燃料发动机最大限度地利用了气体燃料,大大降低了燃油消耗节约燃料20%~30%,同时,双燃料发动机的NOX 排放量只相当于普通柴油机的1/10,,CO2的排放也相当低;双燃料发动机是LNG船主机的首选;目前主要机型有瓦锡兰公司生产的Wartsila的DF系列双燃料发动机、MAN B&W公司生产的ME-GI及四冲程双燃料发动机;随着人们对不污染海洋环境和大气的“绿色船舶”的期望,世界上众多的科研部门正在努力,以期减少柴油机动力装置的排放污染;2大型豪华旅游船的建造促进了电力推进系统的发展;电力推进系统是通过电子变频技术,采用简单的交流电动机带动定螺距螺旋桨,根据需要从零到满负荷自由选择转速,以满足机动性和操纵性的要求;电力推进系统的优点:①可省去中间轴及轴承,机舱布置灵活;②可选用中高速柴油机,可使螺旋桨的转速得到均匀、大范围的调节;③倒车功率大,操纵容易,倒航迅速,船舶机动性提高;④主电机对外界负荷变化适应性好,甚至可短时堵转;3高速船的发展为燃气轮机动力装置带来了生机;由于燃气机在单位功率重量和尺寸方面的优势,加上其优良的加速性能、可靠性、振动小和低的NOX排放量等优点,被高速客船等采用;与柴油机相比,燃气轮机的不足之处主要是其较低的经济性;因此在作为推进动力时经常配备柴油机,而利用燃气轮机具有良好的起动性能用于加速工况,配上柴油机组成联合动力装置克服低工况油耗高的缺点,是高速船较合适的动力装置;实践表明燃气轮机机组可靠性达%,热效率已达39%,加上其特有的NOX排放量低的优势,因此特别适合渡轮的使用要求;4推进装置一改以往单一供货方式而成套供货方式发展;5环境保护要求更安全、更低排放的船舶动力装置;1安全要求动力装置的冗裕配置;除将化学品船、液化气体船、油船等设计成双壳船体,还应采用冗裕配置推进装置及舵系,或设置应急动力装置,可保证主推进一旦失效,船舶仍能在恶劣海况下以6kn航速前进;最常见的方式是轴带发电机,当需要时主机与齿轮箱脱开,轴带发电机转为电动机,以发电机的电力带动螺旋桨实现船舶应急推进;更进一步的发展,是双套主推进系统;2低排放的船舶动力装置人类对保护环境质量要求的日益严格,使船用柴油机废气排放对大气污染的影响亦受到了密切的关注;根据MARPOL73/78公约附则Ⅵ对功率大于130KW的柴油机NOX的排放的规定,现今的智能柴油机通过控制燃烧,能够满足低排放和经济性的要求,此外,燃烧良好还可减少颗粒物排放;在低排放方面,电力推进及燃气轮机更具有优势;2.轮机管理重心的变化由于船舶自动化程度大幅度提高,计算机技术迅速发展,与20世纪的船舶相比较,轮机管理工作的重心发生了根本性的改变,因此,对轮机管理人员提出了更高的要求,其重点体现在以下几个方面:1对轮机设备的检修方面;由于对船舶设备的工况检测仪器、仪表、故障诊断方法的日益完善,设备的维护、检修将从定时、定期模式向视情模式发展;2对船机设备的使用方面;由于船机设备的自动控制、自动故障监测的广泛使用,设备的使用管理已由传统的“管机为主”、“管电为辅”向“机电综合管理”方向发展;3对轮机人员的业务要求方面;要求轮机人员不但有精湛的船机方面的知识,还要加强掌握船电方面专业知识和自动化方面的知识,这对于在现代化船舶上担任轮机管理工作的轮机人员显得尤为重要;4对轮机人员的业务培训方面;要加强轮机人员的业务培训工作,使轮机人员尽快掌握和更新机电一体化方面的新技术和相关知识;5对机电设备故障远程诊断方面;要加强专家故障诊断系统的建设和完善;6对机舱的资源更要加强管理;包括人力资源和设备等,使得机舱的资源能够充分发挥各自应有的作用;第二节船舶动力装置的要求及性能指标一、对动力装置的要求对船舶动力装置的要求,主要包括可靠性、经济性、机动性、重量和尺度、续航力、生命力等相关指标;1.可靠性影响可靠性的因素主要有三个方面:设计制造包括修复的质量、安装工艺的水平、使用管理技术能力;使用管理技术能力对可靠性的影响表现在:严格按照造船规范建造是取得可靠性的先决条件;备件的数量和保管是提高可靠性的有力保障;管理人员的业务能力是影响可靠性的重要因素;2.经济性船舶在营运中,船舶动力装置的维护费用占船舶总费用的比例很大,现在已超过50%;为了提高船舶的营运效益,必须尽量提高动力装置的经济性;3.机动性机动性是指改变船舶运行状态的灵敏性,它是船舶安全航行的重要保证;船舶起动、变速、倒航和回转性能是船舶机动性能的主要体现,而机动性取决于动力装置的机动性,动力装置的机动性由以下几个指标来体现;1起航时间从接到起航命令开始,经过暖机、备车和冲试车,使发动机达到随时可用状态的时间;这段时间越短的船舶其机动性越好;2发动机由起动开始至达到全功率的时间这是加速性能的指标,这段时间的长短主要取决于发动机的型式、船体形状、螺旋桨形式、吃水及外界阻力大小等因素;影响发动机加速的因素是它的运动部件的质量惯性和受热部件的热惯性,热惯性更为突出,中速机优于低速机;船舶本身的阻力大小对发动机的加速性能也有很大的影响,由于调距桨对外界条件有很好的适应性,它的加速性能明显好于定距桨;3发动机换向时间和可能的换向次数发动机换向所需的时间是指主机在最低稳定转速时,由发出换向指令到主机以相反方向开始工作所需的时间;换向时间越短,发动机的机动性越好;主机换向时间不得大于15s;4船舶由全速前进变为倒航所需时间滑行距离这是体现主机紧急倒车性能的指标;由于船舶惯性大,由全速前进变为后退所需的时间,总是大大超过发动机换向所需的时间;船舶开始倒航前滑行的距离主要取决于船舶的装载量、航速、主机的起动换向性能、空气瓶空气压力和主机倒车功率;5发动机的最低稳定转速和转速禁区在多缸柴油机中,由于各缸喷油泵柱塞偶件、喷油器针阀偶件的间隙和喷孔孔径间的差别,以及一般油量调节杆安装间隙的不同,使得船用主柴油机在低转速低负荷运转时,各缸供油量显着不均;严重时个别缸不能发火而使转速不稳,甚至自动停车;因而船用主柴油机都有一个使各缸都能够均匀发火的最低转速,称最低工作稳定转速;船用主柴油机尤其是直接驱动螺旋桨的主柴油机的最低稳定转速直接影响船舶微速航行性能;一般低速柴油机的最低稳定转速不高于标定转速的30%,中速机不高于40%,高速机不高于45%;在主机使用转速范围内如果存在引起船舶或轴系共振的临界转速,则应规定为转速禁区,并以红色在主机转速表上标示;在主机使用转速范围内,转速禁区越窄越好;4.重量和尺度5.续航力续航力是指船舶在加足航行所需物资燃油、滑油、淡水等,主要指燃油后所能航行的最大距离或最长时间;它是根据船舶的用途和航区确定的;续航力不但和动力装置的经济性、物资储备量有关,也和航速有很大关系;6.生命力生命力是指船舶在船机发生故障的情况下最大限度地维持工作的能力;二、船舶动力装置的基本性能指标动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标;这些指标是我们对船舶进行选型、设计和判断性能优劣的重要依据;1.船舶动力装置的技术指标技术指标指标识动装置的技术性能和结构特性的参数;它主要指下列几个指标:1功率指标功率指标表示船舶做功的能力;为了保证船舶具有一定的航速,就要求推进装置提供足够的功率;动力装置的功率是按船舶的最大航速确定的;在船舶以一定的航速前进时,螺旋桨产生的推力,必须克服船体对水和风的阻力,这些阻力取决于船舶线型、尺寸、航行速度,以及风浪大小和航道深浅等;1船舶有效功率PR船舶有效功率PR 指推进船舶航行所需功率;运行阻力RN,船舶的航行速度vsm/s,则有效功率P R = R×vs×1/1000 KWP R 常称为拖曳功率,可以从船模或实船的静水试验中得出;阻力R,相当于速度vs拖动船模或实船时绳索上的拖曳力;2主机的输出功率主机的输出功率即主机的制动功率或主机的有效功率;如果考虑了推进轴系的传动损失,主机的供给功率实际上就是主机的额定功率;新船设计时,估算船舶的有效功率PR可用“海军常数法”进行估算;3相对功率相对功率就是对应于船舶每吨排水量所需的主机有效功率;Pr = Pe/ D kW/t D—船舶排水量,t2重量指标1主机的单位重量gm主机的单位重量g m 是指主机单位有效功率的重量,即g m = G m / P e kg/kW式中,G m —主机重量,kg ;P e ——主机有效功率,kW2动力装置的单位重量g z动力装置的单位重量g z 是指主机单位有效功率所需动力装置的重量,即g z = G z / P e kg/kW式中,G z —主机重量,kg ;P e ——主机有效功率,kW3主机的相对重量a m主机的相对重量a m 是指主机重量G m 与船舶排水量D 之比,即a m = G m / D kg/t式中,G m —主机重量,kg ; D —船舶满载排水量,t4动力装置的相对重量a z动力装置的相对重量a z 是指动力装置重量G z 与船舶满载排水量D 之比,即a z = G z / D kg/t式中,G z —主机重量,kg ; D —船舶满载排水量,t3尺寸指标对于不同船舶,机舱尺寸要求也不统一,为了表征机舱的面积和容积利用率,特引用面积饱和度和容积饱和度两个指标;(1) 面积饱和度K s :面积饱和度是指每平方米机舱面积所分配的主机有效功率,即K s = P e / S kW/㎡式中,P e —主机有效功率,kW ; S —机舱所占的面积,㎡2容积饱和度K v :容积饱和度是指每立方米机舱容积所分配的主机有效功率,即K v = P e / V kW/m3式中,P e —主机有效功率,kW ; V —机舱所占的容积,m32.船舶动力装置的经济性指标船舶动力装置的经济指标常用六个指标表示;1动力装置的总效率动力装置的总效率主要由推进装置的热效率、柴油发电机组的热效率和燃油锅炉的热效率组成;1推进装置的热效率推进装置的热效率是指推进装置所产生的有效功的热当量与主机所消耗热量之比; 2柴油发电机组的热效率柴油发电机组的热效率是指柴油发电机组电功率的热当量与其所消耗热量之比; 3燃油辅助锅炉的热效率燃油辅助锅炉的热效率是指燃油辅助功率有效利用的热量与其所消耗热量之比;2柴油机的燃油消耗率g e柴油机的燃油消耗率是指在单位时间内柴油机额定功率所消耗的燃油量,即g e =G e /P e kg/式中,G e ——柴油机每小时燃油消耗量,kg/h; P e ——主机有效功率,kW3船舶主机日耗油量G e船舶主机日耗油量是指主机在24h 内的燃油消耗量4船舶日耗油量G D船舶日耗油量是指每24h全船主机、辅机、辅助锅炉的所消耗的燃油总量; 5船舶每海里燃油消耗率gn船舶每海里燃油消耗量指船舶航行每海里所消耗的燃油总量,即g n = GT/ vs= GTe+ GTg+ GTb+ GTo/ vst/n mileGT ——船舶每小时燃油消耗量,t/h;vs——航速;GTe、GTg、GTb、GTo——分别表示主机、发电柴油机、燃油辅助锅炉及焚烧炉等其他耗油设备每小时的耗油量,Kg/h一般情况下GTg 、GTb、GTo与航速无关;主机每海里燃油消耗gTe = Pe. ge/ vskg/n mileg Te 既与ge有关又与vs有关;这项经济指标与船舶营运管理水平和轮机管理水平密切相关;图1-2为主机燃料消耗率和每海里航程船舶燃料消耗量随船速变化的关系图;当船舶处于慢速航行时,虽然主机燃油消耗率ge 较高,但船舶每海里燃油消耗率gn较低;随着船速的增加,虽然ge 有所降低,但gn却明显增加;图中gn的最小值所对应的航速称为节能航速;图1-2 燃料消耗随航速变化关系图g e——燃油消耗率红线;g n——每海里燃油消耗率蓝线6船舶经济航速经济航速是指船舶营运时取得某种经济效果的航速,常用的经济航速有以下几种:节能航速、最低营运费用航速和最大盈利航速;1节能航速节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速,它常由主机按推进特性运行时能维持正常工作的最低稳定转速所决定;营运船舶在实现减速航行时,主机所输出的功率大大减少,其每海里燃油消耗率大幅度降低;但航速降低后,营运时间被延长,运输的周转量也少了,故当船舶须实现减速航行时,尚应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策;2最低营运费用航速船舶航行1天的费用,主要由其固定费用折旧费、修理费、船员工资、港口驶费、管理费、利息、税金以及船舶停泊期间燃、润油费等和船舶航行时燃、润油费用构成;最低营运费用航速是指船舶每航行1n mile上述固定费用及航行费用最低时的航速,可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用;在满足完成运输周转量的前提下,船舶按最低营运费用航行,其成本费最省,但它并未考虑停港时间及营运收入的影响,故不够全面;3最大盈利航速最大盈利航速是指指每天或船舶在营运期间能获得最大利益的航速;此航速的大小,往往与每海里或公里运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关;一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下,其最大盈利航速相对较小;第三节船舶动力装置的可靠性一.船舶的特殊性船舶动力装置的可靠性与船舶的特殊性密切相关;船舶的特殊性主要表现在:1船舶大部分时间在海上航行;2设备发生故障时,往往处于复杂的航区和严酷的气象条件,局部故障可能影响全局,甚至导致严重后果;3船舶动力装置的使用环境苛刻多变、运行时工作参数变化范围较大,随时能要船员进行操纵,有时还要求采取应急措施,因此对船员要求较高;4船用机械特别是主机制造台数少,而且母型机的试验难以在陆地上充分进行;5主机型式更新换代速度较快;6机器部件和元件以及它们的质量和功能各异,所需知识面较广;7现场数据主要由船员整理和提供;二、可靠性在船舶动力装置中的应用船舶的特殊性,不仅体现出动力装置可靠性的重要性,而且也说明动力装置的可靠性是个复杂的课题;它既与各组成设备的可靠性、维修性有关,也涉及到参与管理的人的因素,因此它和人机工程学、劳动管理学、心理学等领域交错在一起,使问题难以解决;三、船舶各种机械的故障统计1.动力装置中各种机械发生故障的比例在世界四大柴油机制造公司近几年的统计资料表明,在柴油机船上,主机故障占总故障数的比例达到四成,主机是动力装置中最重要的,但也是可靠性最薄弱的环节;在主机发生故障的原因中,约一半是由于材料质量不良和机件污损,前者是制造阶段的原因,后者是使用阶段的原因;所以从设计者到管理者,对主机可靠性都要给予足够的重视;2.柴油机部件的故障统计根据劳氏船级社、中国远洋运输总公司、日本相关机构等相关机构对船舶主机故障统计表明,低速柴油机发生故障最多的部件是活塞、气缸盖和十字头轴承;中速柴油机包括柴油发电机中曲轴及其轴承故障比较突出;这些部件应作为可靠性技术中的重点问题给予研究,在运行管理中也应格外注意;第四节提高船舶动力装置可靠性的措施要保证和提高船舶动力装置的可靠性,首先在设计时就应满足可靠性要求,然后,在制造和工艺方面尽可能达到设计时规定的可靠度;只有这样在使用中才能体现出转子是否可靠;显然船舶动力装置的可靠性问题贯穿于整个设计、制造和工艺阶段以及全部运转期间;因此,我们可以把影响动力装置可靠性的因素分为设计、制造工艺和管理三个方面;下面我们将着重从管理与维修保养方面探讨如何提高动力装置的可靠性;一、提高管理水平一个产品工作是否可靠,除决定于出厂质量外,使用管理维护的好坏对其可靠性也有决定性影响;因此,管理人员的业务水平,对于保证船舶的可靠性具有头等重要的意义;统计表明,许多故障是由于船员采取了不正确的措施和违反技术操作规程所导致的;随着船舶的设备日趋复杂,对船员业务水平、熟练程度、操作技能、发现和排除故障等的能力要求越来越高,其完成任务的职责也在加强;业务水平高的船员,可以保证船舶技术设备的使用和维护的质量始终处于较好状态;能正确执行操作规程,充分做好设备起动前的准备工作,正确判断设备的技术状态和正确地确定负荷高低;还可以迅速发现和排除故障,用较短的时间完成维修工作;在拆装机械、更换零部件时,如果船员水平不高,则可能使部件遭受异常负荷和额外应力,从而导致故障次数增加;国内外的故障统计资料表明,人为故障所占比例越来越大;在人为原因造成的故障中,属于责任心不强工作不仔细、检查不及时和违章操作与属于管理水平低保养维护不良、指挥命令不当、判断错误、操作错误等所引发的几乎各占一半,而且低职船员的人为事故所占比例高于高职船员;这些事实说明了提高船员管理水平的重要性和迫切性,并应从职业道德教育和业务水平提高两方面去努力;二、提高维修质量维修是恢复和保证产品可靠性的一个重要措施;为了使产品发生故障后能很快修好,除了要求有先进的维修手段、熟练的维修人员之外,产品本身也应该有良好的可维修性;可维修性包括易拆卸性、可达性、可还原性、通用性、互换性、适检性等,因此维修时应着重考虑以下几个方面;1.对设备的维修要及时2.在有条件的情况下,鼓励船员对设备进行自修3.在厂修时要做好监修工作。

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00第一章1.船舶动力装置的定义及其组成:指将燃料化学能转化成热能,机械能使船舶产生推进力保证船舶航行和提供能量消费的全部机械,设备和系统的总合体。

1推进装置;主机,传动设备,推进器2辅助装置;发电副机组,辅助锅炉装置,压缩空气系统3机舱自动化系统4传播系统。

4.动力装置运行性能指标主要包括那几个方面?1机动性2可靠性3隐蔽性4遥控和机舱自动化5生命力5.船舶动力装置的优缺点:汽轮机,燃气轮机,联合动力循环,核动力装置。

汽轮机:优点,汽轮机的转子在高温高压高速度流动的撑起作用下连续工作,转速较高,而且可采用高压、低压几级汽轮机,因此单机功率很大。

汽轮机叶轮转速稳定,没有周期性作用力,因此汽轮机组振动噪声小。

汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力。

可使用劣质燃油,滑油耗率也低。

缺点:汽轮机动力装置由于装备锅炉、冷凝器以及辅机和设备,故动力装置比较复杂、装置重量尺寸大。

燃料消耗量大,装置效率低。

机动性差。

燃气轮机:优点:单位功率重量尺寸小,机组效率较大。

良好的机动性能。

缺点:主机本身不能自行反转,可反转的机组其结构也较复杂,一般需设置专用的倒车设备。

由于燃气的高温,叶片使用的合金钢材料价格昂贵,工作可靠性差,寿命短。

燃气轮机耗油率比柴油机高,现已接近高速柴油机水平。

由于燃气轮机工作时空气流量大,所以排气管道尺寸较大,给机舱布置带来困难,甲板上较大的管道通过切口,影响船体强度。

联合动力装置:优点:在保证足够大功率的情况下,洞里装置尺寸重量小。

操纵方便,备车迅速,紧急情况下可用燃气轮机立即开车。

自巡航到全速工况加速迅速。

两机组共用一个减速齿轮箱,具有多机组并车的可靠性。

缺点:舰上和基地需准备两种机型的备件。

核动力装置:优点:极高的能量密度。

不消耗空气而获得热能,这可使潜艇长期在水下航行,隐蔽性能大大提高。

缺点:核动力装置的重量尺寸较大。

操纵管理监测系统比较复杂。

核动力装置造价昂贵。

第三章1.燃气轮机装置的定义:一种将燃料的化学能转换成热能,继而再转变成机械功的回转式热机装置。

2.船舶主推进燃气轮机动力装置的定义,他有哪几部分组成?驱动螺旋桨的燃气轮机装置称为船舶主推进燃气轮机装置。

由燃气轮机装置,减速器,轴系,和螺旋桨等组成。

5.改善燃气轮机热循环的措施主要有哪两种途径?每种途径又包括哪些循环?1提高循环热效率:回合循环,利用排气余热的燃气--蒸汽联合循环。

2提高循环比功:中间冷却循环,再热循环。

7.压气机产生喘振的机理是什么?防喘措施有哪些?当空气流量减少到一定限度以下,压气机运行工况点就移到喘振边界,整台压气机就不能稳定地工作,产生世俗和喘振。

1中间级放气法2可转导叶法3双转子压气机法4合理选择运行工况线。

8.燃气轮机的燃烧室主要由哪几部分组成?并简单描述燃烧室的工作原理。

由燃烧室外壳1,火焰管2,涡流器3,喷油嘴4和混合器5组成。

原理:从压气机出口的高压空气,经导管引入燃烧室后分成两股:一股经涡流器,进入火焰管,这股是燃料完全燃烧锁必须的参与燃烧空气,称为一次空气,约占空气总流量的25%;另一股空气进入火焰管与燃烧室外壳之间的唤醒空间,这部分空气哦是冷却用空气,称为二次空气。

二次空气的一部分经火焰管上的许多小孔或缝隙进入燃烧室进入燃烧区,以冷却火焰管内壁,而大部分二次空气沿着火焰管与外壳之间的唤醒空间流动,以冷却火焰管外壁与燃烧室外壳,然后经混合器进入混合空间,把高温燃烧产物的温度降低,以达到给定的燃烧室出口的燃气温度--燃气初温。

燃料经油泵输送至雾化喷嘴,喷入火焰管内,形成雾状,与一次空气混合,经点火器点火后,即连续地在等压下进行燃烧,产生高温高压的燃烧产物。

9.在燃气轮机装置中,燃烧室的火焰管为什么要冷却?一般有那些冷却方案?火焰管的工作条件是很恶劣的,在高温,高压的燃烧产物和燃烧火焰的作用下,火焰管承受着高的热负荷和一定的机械振动符合。

在热应力、蠕变应力和疲劳应力的交变作用下,火焰管常常会发生变形、翘曲,甚至发生裂纹损坏,严重影响燃烧室的工作寿命。

冷却方案:1鱼鳞孔气膜冷却方案2斑孔形气膜冷却方案3二次膨胀式气膜冷却方案4波纹形的气膜冷却方案。

10.在燃气轮机装置中,燃气涡轮的动叶顶部与静子内表面之间存在景象间隙,请问该间隙过小和过大分别对燃气涡轮的性能产生什么影响?一般采取什么措施来消除这种影响?动叶顶部与静子内表面之间的径向间隙,直接影响燃气涡轮的运动安全和经济型。

间隙过小,则在停机过程中由于薄壳机匣冷却得比转子快,收缩得也快,容易与动叶相碰,造成事故;但如间隙过大,则因漏气损失增大又会使燃气涡轮的效率下降。

因此常用空气冷却机匣和在机匣内安装柔软填料等办法。

第四章1.简略描述船舶蒸汽动力装置中,汽、水的循环过程。

在锅炉中,燃料在炉膛中燃烧,将燃料的化学能转变为燃气的热能,高温燃气流经锅炉受热面将其热能传递给锅水,使其成为具有一定温度和压力的蒸汽。

蒸汽沿主蒸汽管道送至汽轮机。

在汽轮机中蒸汽不断膨胀做工,推动汽轮机旋转并通过螺旋桨推动船舶航行。

从汽轮机排出的蒸汽进入冷凝器中,在冷凝器中被冷却水冷却成凝水,并作为锅炉的给水经给水泵重新送回锅炉被加热、汽化。

2.锅炉的说明书上必须注明的三个基本参数是什么?清写出锅炉效率的表达式并解释其中各参数的含义。

蒸发量、蒸汽温度、和蒸汽压力是锅炉铭牌上或说明书上必须注明的三个基本参数。

蒸发量:在正常状态下,一台锅炉每小时所能产生的蒸汽量。

蒸汽温度:锅炉向外供出蒸汽的温度。

蒸汽压力:锅炉向外供出蒸汽的表压力。

3.锅炉的辅助受热面--过热器,经济器和空气预热器的作用是什么?过热器的作用是将汽包中送出的饱和蒸汽进一步加热,使蒸汽的温度升高称为具有一定过热度的过热蒸汽。

经济器的结构比较简单,造价便宜。

另外,给水经经济器加热后再送去汽包可减少因水温低而使汽包锁承受的热应力,使汽包的工作条件得到改善。

空气预热器是利用锅炉排烟的热量来加热送入炉膛的空气,以进一步降低排烟温度,提高锅炉效率。

4.锅炉自然循环的流动压头与那些因素有关?常见的自然水循环故障有哪几种?1锅炉工作压力2受热强度3回路高度4上升管和下降管的阻力应尽量小。

故障:1循环停滞和倒流2汽水分层3下降管带汽5.汽轮机的保安系统主要具有那些功能?1汽轮机超速保护2滑油低压保护3转子轴向位移保护4冷凝器低真空保护5汽轮机振动保护。

6.汽轮机的功率调节方式主要有那些方法?1汽质调节方法:滑参数运行,节流调节2汽量调节3混合调节7.为什么说汽轮机的启动过程非常重要?汽轮机启动过程主要包括那些步骤?汽轮机的启动是指把汽轮机组由冷态,精致状态迅速而安全的转变为运行状态的过程。

是个不稳定过程,机组的温度场,应力场都处于变化的过程。

处理不好易造成严重事故。

步骤:1启动前准备2滑油加热3冷凝器抽真空4暖机5启动第五章1.反应堆的定义,它主要是由那六部分组成的?反应堆的功率是如何实现可控的?定义:由裂变物质本身持续不断的裂变反应为基础,并可以认为地控制其反应速率的一种专用装置。

反应堆是由堆芯,反射层,堆内支撑构件,压力壳,控制棒驱动机构和放射性防护措施等六部分组成。

通过控制棒驱动机构,改变控制棒插入堆芯和从堆芯抽出的不同深度和不同速度,以实现控制和改变堆芯内引起核反应的种子数目,也就是控制了堆芯核燃料链式反应进行的状态和控制了标志堆功率水平的反应性大小。

2.什么事压水堆?一体化的压水堆有什么特点?用高压力水作慢化剂和冷却剂,在堆芯不发生溶剂沸腾的反应堆。

一体化压水堆布置紧凑,具有自然循环能力强,无大失水事故,造价低,建造周期短等优点3.核动力船舶中的主动力装置主要由那三部分组成?并说明各部分的功能。

4.核动力船舶中的蒸汽发生器的作用是什么?主要分为哪两类?它们的工质流动分别是由什么来推动的?将冷却剂的热量传给二回路侧的水,产生一定压力、温度的蒸汽,供汽轮机装置及其它设备用汽。

分为自然循环式及直流式两类。

5.主冷却剂系统的功用主要是什么?在正常运行时将堆芯产生的热量传给蒸汽发生器,使二回路工质变为蒸汽;在反应堆停堆时,可用该系统除去堆芯剩余热量的一部分;在事故时也可作为应急堆芯冷却的手段之一。

因此,主冷却剂系统还为包容在运行温度和压力下的冷却剂提供一个完整的承压边界,以控制放射性物质向系统外扩散。

6.一回路系统的布置形式有哪些?1分散式布置2紧凑式布置3一体化布置7.为什么核动力装置的二回路要设有蒸汽排放系统?把一部份蒸汽经减温减压后排入主或辅冷凝器,防止主蒸汽系统超压,以满足安全性的要求。

8.试述从反应堆产生热能至汽轮机发出机械功的整个热力过程。

9.核动力装置保证和安全的三道屏障分别是什么?1燃料元件包壳2包容冷却剂的一回路承压边界3堆舱,对核电站而言第三道屏障是安全壳。

第六章1.联合动力装置有什么优点?目前使用的联合动力装置主要有哪五种型式,它们的字母简写描述分别是什么?它们的特点分别是怎样的?解决了单一动力装置使用方面的困难,从而使舰船的性能大大改善。

1蒸汽轮机巡航,燃气轮机加速,也称为蒸燃联合动力装置.字母简写COSOG。

蒸汽轮机提供80%全速以下航行所需的功率;也可以是在更高航速时只使用燃气轮机而不使用蒸汽轮机。

2柴油机巡航燃气轮机加速的柴燃联合动力装置。

共同使用:CODAG交替使用:CODOG。

满足了舰船巡航经济型好,全航速功率大的要求,重量尺寸小,得到了广泛的应用。

3巡航燃气轮机和加速燃气轮机组成的燃燃联合动力装置,也分为共同使用和交替使用二大类,用COGAG和COGOG表示。

特点是功率大,重量尺寸小,经济型也想当好。

4多台柴油机并车的柴柴联合动力装置,可用CODAD表示。

特点是动力装置经济性好,最大功率适宜,也得到了广泛的应用。

5燃蒸联合动力装置(COGAS)特点是在燃气轮机排烟通道中加装余热锅炉,利用高温烟气的余热生产过热蒸汽推动一台蒸汽轮机。

构成了能量回收系统。

利用能量回收系统可以节约燃料25%,大大改善了经济性。

2.船舶电力推进装置的定义是什么?主要由哪几部分组成?指采用电动机械带动螺旋桨来推进船舶运动的装置。

由螺旋桨,电动机,发电机,原动机以及调节控制设备组成。

3.船舶齿轮箱的功能主要有那些?1减速和变速2采用并车和分车以组合或分配推进功率3离合与倒顺车,船舶齿轮箱中离合器是主要设备4自动同步切换工作主机5抵抗冲击和振动6满足主机布置要求4.弹性联轴器主要有那些功能?1由于柴油机间歇性喷油与燃烧,输出扭矩的不均匀性,在船舶推进装置常常会引起扭转振动,使轴系和传动设备产生附加应力,造成破坏而引起故障。

2由于传动齿轮对于柴油机不均匀扭矩极为敏感,在齿轮箱主动轴上变动扭矩幅值超过柴油机平均输出扭矩时,齿轮上会出现间隙性负扭矩,造成吃面“敲击”,这不仅增加噪声,严重时会产生齿面点蚀而使齿轮遭到破坏3利用弹性联轴器的弹性,补偿船体变形及安装误差对齿轮箱和轴系的影响,保证推进系统正常工作。

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