船舶动力装置的基本类型及其特点
船舶动力装置
第一章 绪论一、 船舶动力装置的含义及组成船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊及船上人员正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。
船舶动力装置的任务是产生各种能量，并实现能量的转化和分配，以利于船舶正常航行和作业。
有船舶“心脏”之称。
船舶动力装置也称“轮机”，主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控及自动化组成。
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前进的一整套设备。
包括：1) 主机：指推动船舶航行的动力机。
2) 传动设备：包括离合器、减速齿轮箱、联轴器、电力推进专用设备。
3) 船舶轴系：包括传动轴、轴承、密封件。
4) 推进器：能量转化设备。
2. 辅助装置辅助装置：除供给推进船舶的能量之外，用以产生船舶上需要的其他各种能量的设备。
包括：1) 船舶电站：作用---供给辅助机械及全船所需要的电能。
组成---发电机组、配电板、其他电气设备。
发电机组主要由柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机组。
2) 辅助锅炉装置：作用---民用船舶用它产生低压蒸汽，以满足加热、取暖及其他生活需要。
组成---辅助锅炉及为其服务的燃油、给水、鼓风、送气设备及管路、阀件等。
3) 船舶管路系统：作用---用来连接各种机械设备，并传递有关工质。
组成---动力管路、船舶系统。
4) 船舶甲板机械：作用---保证船舶航向、停泊及装卸货物所需要的机械设备。
组成---锚泊机械设备（锚机，绞盘）、操舵机械设备（舵机及操纵机械、执行机构）、起重机械设备（起货机，吊艇机及吊杆）。
5) 机舱的机械设备遥控及自动化：组成---对主、辅机和有关机械设备等的远距离控制、调节、检测和报警系统。
二、船舶动力装置的类型及特点类型：柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、联合动力装置、核动力装置三、船舶动力装置的基本特性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。
船舶动力装置概述
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。
第一章 船舶动力装置概述
任务
提供能量 利用能量 转换能量
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船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
二、船舶动力装置的组成
推进装置 辅助装置 管路系统 甲板机械 自动化设备 防污染设备
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船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
1．推进装置 推进装置的作用：产生和提 供船舶推进动力的成套动力 设备，以满足船舶正常航行 需要。 组成：它由船舶主机、传动 设备、船舶轴系和推进器以 及为这些推进设备服务的辅 助设备、管路系统和仪表所 组成。如图1-1所示。
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船舶装置动力概论
第二节 船舶动力装置的类型及特点
一、蒸汽动力装置
2．蒸汽动力装置的主要特点
• 蒸汽动力装置的缺点： ➢ （1）结构复杂，重量尺寸大。蒸汽动力装置由于装备锅炉、冷凝
器以及辅机和设备，故整个动力装置比较复杂，装置重量尺寸大。 动力装置单位重量为24～26kg/kw，占去了船舶许多营运排水量。 ➢ （2）热效率较低,燃油消耗率大。蒸汽动力装置热效率较低，约为 25％～35％，燃油消耗率较高，一般为232～313g/KW·h，经济性 较差。 ➢ （3）机动性差。由于起动前要加热滑油冷凝器，主机暖机时蒸汽 参数达到规定值才能起动，故起动前准备时间大约为30～35 min， 缩短暖机过程后也需要10～15 min。另外从一种工况变换到另一种 工况的过渡时间也较柴油机长2～3倍。
一、蒸汽动力装置
2．蒸汽动力装置的主要特点
蒸汽动力装置的优点： ➢ （1）单机功率大。蒸汽轮机的转子在高温、高压、高速流动的蒸
汽作用下连续工作，转速较高（船舶推进主机一般为3×103～ 7×103r/min，汽轮发电机大多≥3×103r/min），而且可采用高压、 低压几级汽轮机，因此，单机功率很大。现代蒸汽轮机单机功率 可达1.2×103MW，因此，主机本身的单位重量尺寸指标优越。 ➢ （2）蒸汽轮机运行平稳，工作可靠。蒸汽轮机工作时，由于没有 周期性作用力，因此噪声和振动小，可靠性高，使用寿命长。蒸 汽轮机的使用期限高达105小时以上。 ➢ （3）蒸汽轮机对所采用燃料要求比较低，可使用劣质燃油。
新型船舶动力装置基本情况和发展趋势
船舶动力装置是船舶的核心设备，船舶动力装置只有正常运行，才能够为 船舶的正常运行以及船员的日常生活提供保障。船舶动力装置由主动力装置、 辅助动力装置和辅机及其设备共同组成,三大部分的相互协调共同为船舶提供源 源不断的动力。在船舶动力装置中,主动力装置是提供推进动力的装置,其主要 有蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机、电动机和混合动力机几种主要类型，但新型 船舶动力装置包括燃气轮机推进，喷水推进，吊舱推进，表面浆推进，超导磁 推进，AIP 系统等。
高。
4、超导磁流体推进装置是根据电磁原理设计的。在潜艇上安装电磁铁，通 电后，海水中就会有磁力线，同时产生方向与磁力垂直的电流，在磁场和电流 相互作用下，由于潜艇与海水之间产生大小相等方向相反的反作用力，潜艇将 获得向前运动的推力，推力的大小与磁场强度和电流大小的乘积成正比。磁流 体推进技术已在一些国家获得应用，但它的磁场还不能满足潜艇的要求。
(8) 减小螺旋桨等机械振动和噪声、环境更好
船舶电力系统和船舶电力推进系统一体化供电的船舶综合电力系统是未来发 展的新趋势，该系统将船舶的电力系统和推进系统有机的组合在一起，把动力 机械能源转换为电力，提供给推进设备和船上的其他设备使用，使得船舶日用 供电和推进供电一体化，实现电力的综合利用和统一管理。并且伴随着船舶事 业不断推进发展，这样的技能必定会得到更为广泛的应用。
4.船桨匹配适应性强：表面桨推进系统船舶航行时可以通过调节其桨面浸没状 态来达到相当于改变全浸没螺旋桨直径大小的相同效果，也类似于可调桨调节 桨距的效果。这样就允许船舶在选择螺旋桨时存在较大的公差，换句话说同样 型号的表面桨系统可适应多种船舶的航行工况，再加上使用转舵油缸直接操作 螺旋桨轴系，改变螺旋桨推力与船体运动方向之间夹角，产生侧向推力，替代 船舵操作船舶航行方向，能大大提高船舶的机动性。
船舶动力知识点总结
船舶动力知识点总结船舶动力是船舶工程中最重要的组成部分之一，它直接影响着船舶的速度、承载能力和航行效率。
船舶动力系统通常由发动机、传动装置及相关的控制系统组成，而这些部件则受到多种因素的影响。
本文将对船舶动力系统的知识点进行总结，包括船舶动力系统的类型、主要的发动机技术、传动装置以及控制系统等内容。
船舶动力系统的类型船舶动力系统通常分为蒸汽动力系统、柴油动力系统和涡轮动力系统。
蒸汽动力系统是船舶动力系统的最早形式之一，它使用蒸汽发动机来产生动力。
然而，由于燃煤和燃油价格的上涨，蒸汽动力系统的使用逐渐减少。
柴油动力系统则成为了船舶动力系统的主流类型，它使用柴油机来产生动力，并且提供了更高的效率和更低的运行成本。
最后，涡轮动力系统则是最新的船舶动力系统类型，它使用涡轮发动机来产生动力，并且在大型船舶中得到了广泛的应用。
主要的发动机技术船舶动力系统中的发动机通常包括柴油机、涡轮机和汽轮机等类型。
柴油机是船舶动力系统中最常见的发动机类型，它使用柴油作为燃料，并且可以提供较高的功率和效率。
涡轮机则是一种高速旋转的发动机，它使用旋转的涡轮叶片来产生动力，并且在一些需要高动力输出的船舶中得到了广泛的应用。
汽轮机使用蒸汽来产生动力，并且主要用于蒸汽动力系统中。
传动装置船舶动力系统的传动装置通常包括传动轴、齿轮箱、螺旋桨、舵机和螺旋桨轴等部件。
传动轴是将发动机产生的动力传递到螺旋桨的装置，它通常由金属制成，可以承受高扭矩和高速旋转。
齿轮箱则是用于控制螺旋桨转速和方向的装置，它通常包括多个齿轮和离合器，可以提供多种不同的速度和方向选择。
螺旋桨是船舶动力系统中最重要的组成部分之一，它由多个螺旋形的叶片组成，可以将发动机产生的动力转化为推进力。
舵机则是用于控制船舶航向的装置，它通常由液压系统控制，可以提供灵活的操纵能力。
最后，螺旋桨轴则是用于连接传动轴和螺旋桨的装置，可以在高速旋转下承受巨大的载荷。
控制系统船舶动力系统的控制系统通常包括发动机控制系统、传动装置控制系统和舵机控制系统等部件。
海运船舶的船舶动力与推进系统
海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分，它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。
本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统，介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。
一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。
发动机是船舶动力系统的核心，其作用是将能源（如燃油、天然气等）转化为机械能，进而驱动船舶前进。
传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置，常用的传动装置包括液力传动和机械传动。
推进装置是船舶的“动力发射器”，它将能源转化为推进力，驱动船舶在水中运行。
二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一，其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。
柴油机具有功率大、效率高的特点，常用于大型远洋船舶；而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。
传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式，螺旋桨是目前最常用的推进装置，通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。
2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统，它将柴油发电机和电动机相结合，通过电力传输实现船舶的推进。
涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点，在环保节能方面具有较大的潜力。
3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。
它采用了先进的涡轮技术，将风能转化为动力，并通过转子驱动船舶前进。
涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖，具有环保节能的特点，是未来船舶发展的一种趋势。
三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升，船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。
首先，船舶动力系统将更加注重能源的利用效率，提高动力装置的效率，减少能源的浪费和环境污染。
其次，船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展，以提升船舶的航行性能和舒适性。
此外，随着新能源技术的不断成熟和应用，如太阳能、风能等，未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源，并实现多能源混合驱动。
船舶动力装置
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12.5系统的功能试验
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12.6DGS8800e数字调速系统的工作原理及调整
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12.7SSU8810主机安全保护系统的工作原理及调整
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13现场总线型主机遥控系统（以AC C20型遥控系统为例）
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13.1AC C20主机遥控系统的硬件结构及其网络结构
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13.2分布式处理单元（DPU）的种类及其功能
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3. 2.3拉缸的应急处理
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3. 2.4敲缸的原因及处理
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3. 2.5扫气箱着火的原因及处理
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3. 2.6曲轴箱爆炸的原因及处理
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3. 2.7烟囱冒火原因及处理
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3. 2.8紧急刹车的操作和注意事项
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4轮机技术的应用
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4.1主机PMI测试系统的应用及管理
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4.2带LCD执行器的气缸注油系统、气缸油电子喷射系统的管理
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8.1.2船舶发电机的外部短路、过载、欠压和逆功率保护参数的 调整
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8.1.3电网绝缘监视系统的工作原理及参数的调整
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8.1.4船舶岸电接用的操作注意事项
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8.2船舶自动化电站
8. 2.1船舶自动化电站的基本功能
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8. 2.2船舶发电机的自动起动与停机
8. 2.2.1备用机组的自动起动
9. 2.3电力推进系统的变频装置
知识点2船舶动力装置的类型.
二、船舶动力装置的类型
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蒸汽动力装置
燃气动力装置
核动力装置
1、蒸汽动力装置
往复式蒸汽机 优点；结构简单、运转 可靠、管理方便及噪声 小 缺点：经济性差、体积 和重量大
燃气轮机动力装置 优点：单位功率的重 量尺寸较小、机组功 率也较大 、良好的机 动性、启动时间短 缺点：自身不能反转 须设置专门的变向设 备 、必须借助其它启 动机械启动 、叶片材 料价格昂贵 、甲板上 有较大的管道通过切 口，影响船体强度 、 燃油消耗率较高
3、核动力装置
优点；少量的核燃料释放出巨大的 能量故航行距离很远、可在有限的 舱室空间内发出巨大的能量、不需 要进排气装置 缺点：重量尺寸较大 、操纵管理检 查系统比较复杂 、造价昂贵
汽轮机 优点：单机功率大、振 动小、噪声低 、工作 可靠、可使用劣质燃油， 滑油消耗率低。 缺点：装置的总重量和 尺寸大、燃油消耗大、 装置效率低、机动性差、 备车时间和变工况时间 较长。
2、燃气动力装置
柴油机动力装置 优点；具有较高的 经济性 、重量轻 、 具有良好的机动性 缺点：单机组功率 受到限制 、噪声和 振动较大 、中、高 速柴油机的运转部 件磨损较严重 、低 转速时稳定性差 、 过载能力也较差
船舶动力装置的基本类型及其特点
船舶动力装置的基本类型及其特点近代舰船上动力装置的型式按主推进装置发动机的类型来分，有柴油机装置、蒸汽轮机装置、燃气轮机装置、联合装置和原子能装置。
一、柴油机动力装置柴油机动力装置常根据主机功率传递方式的不同，分为直接传动螺旋桨、通过离合器- 减速齿轮机组驱动桨的间接传动和通过发动机、电动机-驱动桨的电力传动，以及不采用桨的喷水推进装置等几种型式。
柴油机的动力装置有如下几个方面的优点：（1）有较高的经济性。
它的油耗率（kg/(Kw*H)）比蒸汽、燃气动力装置低得多，高速柴油机油耗率为0.21~0.245，中速（300~800r/min ）机为0.166~0.190；低速（300r/min 以下）机为0.160！0.176，一般蒸汽轮机装置 油耗率要0.245~0.47。
燃气轮机装置油耗率则更大，为0.27~0.47（kg/(Kw*H)）。
这一优点使柴油机的续航力大大提高，换句话说，一定续航力所需之燃油储带量较少，从而使营运排水量相应增加。
（2）质量轻。
柴油机动力装置中除主机和传动组外，不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道，所以辅助机械和设备相应较少，布置简单，因此单位质量指标较小。
（3）有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速。
一般正常启动到全负荷只需10~30 min ，紧急时仅需3~10 min 。
虽然比燃气轮机差些，但它不需像燃气轮机装置那样一套复杂的启动和倒车设备。
柴油机装置停车只需2~5 min ，主机本身停车只要几秒钟即可。
柴油机装置存在如下几个缺点：（1）由于柴油机的尺寸和质量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，低速柴油机也达6* 410 Kw 左右，中速机2*410Kw 左右，而高速机仅在8* 310 K 或更小，这就限制了它在大功率船上使用的可能性，大功率舰艇常希望有3* 410~3* 510Kw ，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1~5 kh 。
轮机概论 (第二章)
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
船舶主推进动力装置课件
03
船舶主推进动力装置的维护 与保养
船舶主推进动力装置的日常维护
每日检查
检查船舶主推进动力装置的外观、油位、冷却液位等是否正常。
运行监控
在船舶运行过程中，密切关注船舶主推进动力装置的运行状态，如 出现异常声音或振动，应及时停机检查。
紧固件检查
定期检查船舶主推进动力装置的紧固件，确保无松动现象。
船舶主推进动力装置的定期保养
详细描述：豪华游艇通常注重舒适性，因此 船舶主推进动力装置需要具备良好的静音性 能。这意味着设备需要采用低噪音设计和隔 音材料，以减少噪音对船上乘客的影响。此 外，为了提高舒适性，船舶主推进动力装置
还需要与船体的减震和减噪设计相配合。
船舶主推进动力装置在科考船上的应用
总结词：高可靠性
详细描述：科考船通常需要在各种复杂的环境下进行 长时间的科学考察任务，因此船舶主推进动力装置需 要具备高可靠性的特点。这意味着设备需要经过严格 的质量控制和耐久性测试，以确保在各种恶劣环境下 都能够正常工作。此外，为了确保设备的可靠性，还 需要定期进行维护和保养。
环保要求
随着环保意识的不断提高，船舶主推进动力装置的排放标 准和能效要求也越来越严格，推动了绿色能源和清洁燃烧 技术的发展。
02
船舶主推进动力装置的工作 原理
船舶主推进动力装置的工作流程
启动
船舶主推进动力装置在启动阶段，需要完 成润滑系统、冷却系统、燃油系统的准备 工作，确保各系统正常工作。
停车
总结词：高可靠性
详细描述：大型货船通常在海上长时间航行，因此船舶主推进动力装置需要具备高可靠性。这意味着设备需要经过严格的质 量控制和耐久性测试，以确保在各种恶劣环境下都能够正常工作。此外，为了确保设备的可靠性，还需要定期进行维护和保 养。
简述船舶推进装置的几种方式
简述船舶推进装置的几种方式船舶推进装置是指用于提供船舶运动动力的设备。
根据不同的技术原理和应用领域，船舶推进装置可以分为多种类型。
本文将从以下几个方面对船舶推进装置进行详细介绍。
一、螺旋桨推进螺旋桨是目前最常见的一种船舶推进装置，其工作原理是将功率转化为水流动能，从而产生向后的推力。
根据螺旋桨的结构形式和安装位置，可以将其分为固定式、可调式和缩水式三种类型。
1. 固定式螺旋桨：这种螺旋桨的叶片角度无法调整，在安装时需要根据预先计算好的设计参数进行固定。
由于受到水流阻力等因素影响较大，因此其效率相对较低。
2. 可调式螺旋桨：这种螺旋桨可以通过调整叶片角度来改变推力大小和方向。
相比固定式螺旋桨，可调式螺旋桨具有更高的效率和灵活性。
3. 缩水式螺旋桨：这种螺旋桨在停泊或航行时可以将叶片缩回船体内部，从而减少水阻和噪声。
当需要推进时，叶片会自动展开。
二、水喷推进水喷推进是一种通过向后喷出高速水流来产生推力的船舶推进方式。
它主要应用于速度较快的高速艇和游艇上。
根据喷嘴结构和排列方式的不同，可以将其分为单个喷嘴、多个聚流式喷嘴和环形喷嘴三种类型。
1. 单个喷嘴：这种水喷推进方式只有一个向后喷射的喷嘴，通过调整其角度来改变推力方向。
2. 多个聚流式喷嘴：这种水喷推进方式有多个小型聚流式喷嘴组成，可以产生更大的推力。
3. 环形喷嘴：这种水喷推进方式是在船体周围安装环形的多个小型聚流式喷嘴，可以实现全向运动。
三、气浮式推进气浮式推进是一种通过向后排放压缩空气来产生推力的船舶推进方式。
它主要应用于低速平底船和浅水船上。
根据气浮装置的结构形式和排列方式，可以将其分为气垫式、气囊式和喷气式三种类型。
1. 气垫式：这种气浮推进方式是在船体底部安装多个小型喷嘴，通过向下喷射压缩空气来产生气垫，从而减少水阻和摩擦力。
2. 气囊式：这种气浮推进方式是在船体两侧安装多个充气的橡胶气囊，通过调整充气量来控制推力大小和方向。
3. 喷气式：这种气浮推进方式是在船体底部安装一个大型喷嘴，通过向后喷射压缩空气来产生推力。
船舶轮机知识
船舶轮机知识船舶轮机是指船舶上的动力装置，用于驱动船舶前进和提供电力供应。
船舶轮机包括主机、辅机和配套设备等部分，是船舶的核心动力系统。
一、主机主机是船舶轮机中最重要的部分，通常由内燃机或蒸汽机构成。
内燃机主要有柴油机和涡轮增压器，而蒸汽机则分为蒸汽轮机和蒸汽往复式机。
1. 柴油机柴油机是船舶轮机中最常见的主机类型，其工作原理是通过压缩空气使燃油燃烧，产生高温高压气体驱动活塞运动。
柴油机具有功率大、效率高和运行稳定等优点，广泛应用于商船和海军舰艇。
2. 涡轮增压器涡轮增压器是一种通过废气能量驱动的设备，主要用于提高柴油机的进气压力和增加燃烧室内的空气密度，从而提高柴油机的功率输出。
涡轮增压器可有效提高柴油机的燃烧效率和动力性能。
3. 蒸汽轮机蒸汽轮机利用蒸汽的热能转化为机械能，是船舶轮机中较为传统的主机类型。
蒸汽轮机具有功率大、扭矩大和可靠性高的特点，适用于大型商船和军舰。
4. 蒸汽往复式机蒸汽往复式机是一种以蒸汽压力驱动活塞往复运动的主机，适用于小型商船和内河船舶。
蒸汽往复式机具有结构简单、维护方便和启停快速的优点，但功率和效率较低。
二、辅机辅机是船舶轮机中的附属设备，包括发电机、空调设备、压缩机、冷却器等。
辅机主要用于船舶的电力供应、空气处理和冷却系统。
1. 发电机发电机是船舶轮机中的重要辅机，用于产生电能供应给船舶的各个系统和设备。
发电机通常由柴油机或蒸汽轮机驱动，具有功率大、稳定性好和可调性强的特点。
2. 空调设备船舶中的空调设备主要用于调节船舱内的温度和湿度，提供舒适的工作和生活环境。
空调设备通常采用冷却剂循环制冷的原理，通过压缩、膨胀和换热等过程实现空气的冷却和除湿。
3. 压缩机压缩机是船舶轮机中的关键设备，用于将气体压缩成高压气体，提供动力和压力支持。
压缩机广泛应用于船舶的空气系统、冷冻系统和液压系统等。
4. 冷却器船舶中的冷却器主要用于散热和降温，保持轮机和船舶其他设备的正常工作温度。
船舶动力装置
总重 GE ：机器及管系和管子里的工质及贮备重量
相对指标：
每千瓦重
y
Gy Pe
gy
Gy D
kg / kw kg /T
每吨重
通常用 0.1gy %来表示相对重量。
3、尺寸指标
绝对尺寸：机舱长、面积、容积
相对尺寸：相对长度：机舱长度与船长之比
面积饱和度：单位机舱面积的有功功率
容积饱和度：单位机舱容积的有功功率
联合装置解决了船舶巡航时的经济性与战斗时的加速性的矛盾及较大续航能力与加速性的
矛盾。主要用于大型水面舰艇。
五、核动力装置
❖ 优点：
❖ 1）功率大，续航能力高；
❖ 2）不消耗空气，可水下航行。
❖ 缺点：
❖ 1）尺寸重量大，危险性大
❖ 2）操纵复杂
❖ 3）造价高，运营费用高（燃料价高）。
§1-3 船舶动力装置的技术、经济及性能指标
§1-1 船舶动力装置的含义(definition)及组成(composition) 一、含义：船上所有机械设备及系统的总称 任务：提供各种能量并通过应用这些能量以保证船舶的正常航行、生活和作业。 二 、组成 1、主推进装置 主机组：原动机及为其服务的设备和系统。 原动机有：柴油机（DIESEL）、汽轮机（STEAM TURBINE）、燃气轮机（GAS TURBINE） 其它设备如锅炉、推进器、传动装置等。 2、辅助设备 电能：用于证明及电器设备，有柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机 组。 热能：用于加热、取暖等。有辅助锅炉或余热锅炉。 压缩空气 ：用于柴油机启动、换向、舰艇鱼雷发射、潜艇沉浮及船上其它作业。有压缩机、 空气瓶及管件等。 3、全船系统：保证船舶正常工作和生活，安全航行的系统。如通风、空调、照明冷藏、制 淡等。 4、甲板机械：舵机、锚机、装卸设备及吊艇设备等 5、机舱自动化设备 §1-2 船舶动力装置的基本类型和特点 一、柴油机动力装置 优点： 1、较高的经济性，耗油率低 2、质量轻 3、机动性好，操作简单，起动快，正倒车迅速 4、功率范围大 1—80000 千瓦 缺点： 1、单机功率小 2、噪声振动大 3、寿命短（大修期），高强载机只有 1—5Kh 二、蒸汽轮机动力装置 优点： 1、单机功率大 2、噪声振动小 3、寿命长，10 万小时以上 4、可用劣质燃料 缺点： 1、尺寸重量大 2、效率低 3、机动性差 三、燃气轮机动力装置 优点： 1、质量尺寸小 2、单机功率大 3、机动性好
船舶动力装置概述
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
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
乏
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..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
船舶动力装置分类
船舶动力装置分类一、动力装置的基本概念说到船舶动力装置，咱们得从头说起。
船舶嘛，最重要的是什么？当然是能走得了，动力不能少。
简单来说，船舶的动力装置就是提供推动力的“大脑”和“心脏”。
没有它，船就像一个失去方向的木筏，随风漂流，啥也干不成。
你想想，如果你坐船的时候，船老是停在那不走，那得多尴尬呀。
动力装置就是负责让船走起来的关键！说白了，它就是把燃料或电能转化成推进力的“马达”，让船不再只是漂浮在水面上，而是能像一匹骏马一样，在波涛中驰骋。
船舶动力装置可分为两类：一种是传统的内燃机，另一种是电动机或其他新型动力。
我们现在就来聊聊这两种装置到底有啥不同。
二、内燃机——船舶动力的“老炮儿”咱们从最常见的内燃机说起，内燃机就是那种老一辈的动力装置，长期以来都是船舶动力的主力军。
你要说它有多牛，想想看，航运业的几十年风雨，基本上都是它撑起的。
说到内燃机，它分个高低，最常见的就是柴油机了。
柴油机的好处？嗯，简单、可靠、功率大！可以说，是船舶动力装置中的“老司机”。
柴油机它运行起来稳定，油耗还不算太高，啥时候想上航都能稳稳地启动。
尤其是对于那种大吨位的货船，柴油机的推力就像个“铁牛”，稳稳地把船推向前方。
内燃机也有缺点。
它的污染问题，嘿谁都知道，虽然改进了很多次，可它对环境的影响还是不小。
说白了，这个“老炮儿”一开起来，空气中就弥漫着柴油味，尤其是在港口，烟雾弥漫得跟个大火炉似的，真让人有点头疼。
再加上油价的不稳定，内燃机有时也会让船东心疼钱包。
大家伙虽然有力气，但有时确实有点“脾气不太好”，需要时刻保养，免得出个小故障，船主哭都来不及。
三、电动机——新兴的“绿色卫士”再说说现在有点“新鲜”的电动机。
你要说电动机在船舶动力装置里的发展，最近这几年可是风头正劲。
尤其是环保日益受到重视的今天，电动机成了不少船东的“心头好”。
想想看，电动船一开出来，那环境污染就少了很多。
没有烟雾，没噪音，简直就是“低调奢华有内涵”的代表。
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船舶动力装置的基本类型及其特点
近代舰船上动力装置的型式按主推进装置发动机的类型来分，有柴油机装置、蒸汽轮机装置、燃气轮机装置、联合装置和原子能装置。
一、柴油机动力装置
柴油机动力装置常根据主机功率传递方式的不同，分为直接传动螺旋桨、通过离合器- 减速齿轮机组驱动桨的间接传动和通过发动机、电动机-驱动桨的电力传动，以及不采用桨的喷水推进装置等几种型式。
柴油机的动力装置有如下几个方面的优点：
（1）有较高的经济性。
它的油耗率（kg/(Kw*H)）比蒸汽、燃气动力装置低得多，高速柴油机油耗率为0.21~0.245，中速（300~800r/min ）机为0.166~0.190；低速（300r/min 以下）机为0.160！0.176，一般蒸汽轮机装置 油耗率要0.245~0.47。
燃气轮机装置油耗率则更大，为0.27~0.47（kg/(Kw*H)）。
这一优点使柴油机的续航力大大提高，换句话说，一定续航力所需之燃油储带量较少，从而使营运排水量相应增加。
（2）质量轻。
柴油机动力装置中除主机和传动组外，不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道，所以辅助机械和设备相应较少，布置简单，因此单位质量指标较小。
（3）有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速。
一般正常启动到全负荷只需10~30 min ，紧急时仅需3~10 min 。
虽然比燃气轮机差些，但它不需像燃气轮机装置那样一套复杂的启动和倒车设备。
柴油机装置停车只需2~5 min ，主机本身停车只要几秒钟即可。
柴油机装置存在如下几个缺点：
（1）由于柴油机的尺寸和质量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，低速柴
油机也达6* 410 Kw 左右，中速机2*4
10Kw 左右，而高速机仅在8* 310 K 或更小，这就限制了它在大功率船上使用的可能性，大功率舰艇常希望有3* 4
10~3* 510Kw ，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1~5 kh 。
（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差，在超负荷10%时，一般仅能运行1h 。
二、蒸汽轮机动力装置
蒸汽轮机以锅炉产生的蒸汽为工质通过齿轮箱减速机组传递功率到螺旋桨，也有采用蒸 汽轮机发电，使用电力推进方式。
蒸汽轮机动力装置有如下几个主要的优点：
（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工作轮，因此单机功率远比活塞式发动机大。
现代舰用蒸汽轮机的单机功率已达7.5*4
10Kw 以上，若不受推进器尺寸和制造的影响，像陆用电站蒸汽轮机一样可做成60万~100万Kw 的巨型动力装置。
正由于此。
主机本身的单位质量尺寸指标优越。
（2）汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动小，噪音小。
（3）磨损部件少，工作可靠性大，使用期限可高达10万h以上。
（4）可使用劣质燃料油，润滑油消耗率也很低，仅0.1~0.5 g/(Kw*H)（柴油机的润滑油消耗率要3~10 g/(Kw*H)）。
汽轮机动力装置存在下列一些缺点：
（1）装置总质量尺寸大，因为它配置了主锅炉，以及为其服务的辅助机械和设备，占去了船体许多营运排水量。
（2）燃油消耗率大，装置效率较差，额定经济性仅为柴油机装置的2/3~1/2，部分工况下，甚至为2/5~1/3，在相同燃料储备下续航力降低。
（3）机动性差，起动前准备时间大约30~35min，紧急情况下，缩短暖机过程后也需要10~20 min，在舰艇上为保证立即起锚的要求，就以暖机状态停泊，从而增加了停泊时的燃料消耗。
另外从一个工况变换到另一个工况的过渡时间也较柴油机装置长2~2倍。
三、燃气轮机装置
燃气轮机通过多级减速齿轮机组传递功率给桨以推动船舶，这是近年来发展很快的较新的装置，它能满足近代舰艇对动力装置提出的高速、高机动和极低的单位质量之战术技术要求。
舰用燃气轮机装置由高、低压压气机，高、低压燃轮机、燃烧室、中间冷却器和回热器等组成。
燃气轮机装置优点：
（1）机组的质量尺寸指标小。
加速燃气轮机装置功率的质量可达0.65~1.3 kg/Kw，全工况用燃气机装置2~4 kg/Kw，机组功率也较大，复杂线路的燃气轮机装置（有中间冷却，
10Kw。
中间加热和回热措施）机组功率可达6* 4
（2）良好的机动性，从冷态启动至全负荷时间，一般为1~2min，大功率复杂线路的燃气轮机装置只需3~5min.
（3）燃料消耗量比柴油机高，但也能达0.27~0.47 kg/(Kw*H)，低负荷时经济性的恶化比蒸汽轮机影响为小。
燃气轮机装置目前尚有下列缺点：
（1）主机没有反转性能，必须设置专门的倒车设备。
（2）必须借助于启动马达或其他启动机械启动。
（3）由于燃气的高温，叶片材料用的合金钢昂贵，工作可靠性较差，寿命短，如燃气初温在750℃以上的燃气轮机，寿命仅500~1000 h。
（4）由于燃气轮机工作时空气流量很大，一般为16~23 kg/(Kw*H)（柴油机——约5 kg/(Kw*H)，蒸汽轮机——0.5kg/(Kw*H)）因此进、排气管道尺寸较大，舱内布置困难，甲板上较大的管道通过切口，影响船体强度。
上述三类最常见的动力装置的主要优缺点见表1-5.
四、联合装置
上述各类动力装置无论在质量尺寸、最大功率、装置经济性、操作运转机动性等方面都存在某些不足，这对船商来说，除经济性之外，其他问题都可适当调整解决，但对军用舰艇来说，一种类型的装置只能适应某一功率范围以及某种使用目的舰艇，但是从提高战斗力
观点要求应尽可能提高航速和机动能力。
因此要在增大功率的同时还要减少装置所占排水量，提高续航力，这就不是单一型式的装置所能胜任，如汽轮机装置的功率范围很大，但它的单位质量和经济指标都较低；高速柴油机装置恰相反，它仅限于小功率范围内有利；燃气轮机具用质量尺寸小的特点，但寿命短，经济性不好，功率也不如汽轮机那样广泛。
因此大力改善单一动力装置的性能是舰艇动力动力装置设计的重要任务。
任何舰艇在全速时要求装置发足全功率，但它在舰艇总航行时间中仅占2%还不到，为此它要花费足够的排水量安置全功率的机械质量；而舰艇巡航时间极长，要求经济性高，以求提高续航力。
为解决全速时之大功率和巡航时的经济性，就出现了两类发动机联合工作的装置。
联合动力装置的应用解决了单一动力装置在舰艇使用方面的大难题，在某些舰上，它使质量降低20%，燃料经济性提高，从而使续航力提高25%。
目前有三种联合方式：蒸汽轮机+加速燃气轮机联合（COSOG或COSAG）；柴油机装置+加速燃气轮机联合（CODOG或CODAG）；燃气轮机装置+加速燃气轮机联合（COGAG）。
下面简单介绍它们的特点：
1．蒸汽轮机动力装置带燃气轮机加速装置
此种装置由于蒸汽轮机装置的一系列优点，与燃气装置联合后，能适用于功率较大的轻型舰艇，蒸汽装置保证80%全速以下航行所需的功率（即全功率约50%左右），以使经济及质量尺寸指标为最有利。
2．全工况恶气轮机装置带加速燃气轮机装置
这种装置中，巡航燃气轮机装置可以采用复式线路（带中间冷却器及回热）工作的开式燃气轮机或按闭式循环工作的燃气轮机。
前者具用蒸-燃联合装置的大部分优点，燃料消耗和质量尺寸都可减小，后者在巡航时能保证较高的热效率，部分负荷时性能良好。
3．柴油机与燃气轮机联合
这类装置中，柴油机做巡航机，与燃气轮机两者都通过离合器与主减速器相联，采用倒顺离合器或调距桨实现倒车。
这类装置常被小型舰艇使用，它的常用功率一般小于全功率的50%，全功率仅占整个服役时间的2%左右。
这类联合装置的优点：①质量尺寸小；一定排水量下可提高航速或增加配置功率；②操纵方便，备车迅速；紧急情况下可用燃气轮机立即开车，用变距桨或倒顺离合器实现倒车；
③由巡航到全速工况加速迅速，可立即发出全功率；④两个机组共同使用一个减速器，具有多种机组并车的可靠性；⑤管理与检修费较低。
由于两种机型联合，因此有下列不足之处：①必须配合适用不同机种的燃料及相应的管路及储存设备，不同类燃料的储存比例会影响舰艇战术性能；②共同使用一个主减速器，小齿轮数目多，机构复杂；③两种不同类型机组在减速器周围布置上有一定难度。