关于船舶综合电力推进系统的研究

2009-12-10 21:41:47  作者:ICAD1  来源:智造网—助力中国制造业创新—idnovo.com.cn

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船舶采用电力推进系统后,有利于进行计算机网络管理,有助于实现系统的自动控制,全面提升船舶信息化、智能化、自动化水准,大中型水面舰艇采用电力推进系统后,以高性能换来高机动性,以低噪声换来声学隐身效果,以单一的平台替代传统的动力与电力二大系统,为发展高能武器创造条件。以最少的人员编制达到常规舰船的满员效果,以最小的机舱换来更大的武器舱,增强战斗力。

摘要:从电力推进与柴油机推进的比较、电力推进的优点、电力推进系统的组成等方面综述了船舶综合电力推进系统,并较为全面地阐述了电力推进系统的关键设备:大功率变频器、推进电动机、吊舱式推进装置、电站管理及监控系统等。指出随着技术进步,电力推进优越性日益凸显,21世纪将是船舶电力推进系统发展的黄金时代。

1 概述

电力推进作为船舶的新型推进动力,世界各国都在进行深入的研究。国外已经开发了多种类型的电力推进系统,并在多型船舶上应用。国内在此领域的研究则刚刚起步。

作为船舶主动力系统的电力推进系统,由于其高效率、高可靠性、高自动化以及低维护,正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统,目前,发达国家新造船舶的30%已采用电力推进系统。

本文将电力推进与柴油机推进作了比较,介绍其特点、系统组成、电站管理及监控系统,并分析了应用情况与前景。

2 电力推进与柴油机推进的比较

以柴油机和汽轮机为主的传统型船舶动力装置,曾对船舶及航运的发展作出了重要贡献,然而这类动力装置也因其一些固有的缺陷阻碍了进一步发展,例如:占据空间过大,以柴油机和汽轮机为主机的船舶,其机舱空间都被体积庞大的发动机、机械传动装置、减速器和轴系等占据,舱室空间利用率大大降低,有效载荷减小。工作环境差,以柴油机或汽轮机为主机的机舱内,不仅振动大、噪声高,而且油污多,废气排放影响空气质量,卫生条件差。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%)。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,显著地增加了船体可利用空间,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污染(减少了N0x和S0x的排放)。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。

通过表1和表2的一艘高速集装箱船的船体、主机的参数将柴油机直接推进和柴油发电机电力推进进行对比:

下表是计算所要求的推进功率参数

3 电力推进的优点

如果将电力推进系统作为船舶主推进系统,则上述柴油机推进系统的缺陷将被克服或改观,它具有下列优点:

3.1优化机舱

采用电力推进系统后,机械噪声大幅度下降,振动减少,工作区整洁,减少废气排放,机舱内空气新鲜,环境质量得到改善。

3.2维护减轻

实现自动化监控,能很快发现问题,排除故障,可进行有针对性的适情和适时维护,既提高了适航性又减轻了工作量。原编制人员可减少50%-75%。

3.3性能提升

采用电力推进系统后,操纵控制方便,起动加速性好,过渡过程延时短,制动快,正反车速度切换快,可极大地提升船舶的操纵性,发挥出最佳的使用技术性能或战术技术性能。

3.4实现自控

船舶采用电力推进系统后,有利于进行计算机网络管理,有助于实现系统的自动控制,全面提升船舶信息化、智能化、自动化水准,大中型水面舰艇采用电力推进系统后,以高性能换来高机动性,以低噪声换来声学隐身效果,以单一的平台替代传统的动力与电力二大系统,为发展高能武器创造条件。以最少的人员编制达到常规舰船的满员效果,以最小的机舱换来更大的武器舱,增强战斗力。

2009-12-10 21:41:47  作者:ICAD1  来源:智造网—助力中国制造业创新—idnovo.com.cn

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船舶采用电力推进系统后,有利于进行计算机网络管理,有助于实现系统的自动控制,全面提升船舶信息化、智能化、自动化水准,大中型水面舰艇采用电力推进系统后,以高性能换来高机动性,以低噪声换来声学隐身效果,以单一的平台替代传统的动力与电力二大系统,为发展高能武器创造条件。以最少的人员编制达到常规舰船的满员效果,以最小的机舱换来更大的武器舱,增强战斗力。

摘要:从电力推进与柴油机推进的比较、电力推进的优点、电力推进系统的组成等方面综述了船舶综合电力推进系统,并较为全面地阐述了电力推进系统的关键设备:大功率变频器、推进电动机、吊舱式推进装置、电站管理及监控系统等。指出随着技术进步,电力推进优越性日益凸显,21世纪将是船舶电力推进系统发展的黄金时代。

1 概述

电力推进作为船舶的新型推进动力,世界各国都在进行深入的研究。国外已经开发了多种类型的电力推进系统,并在多型船舶上应用。国内在此领域的研究则刚刚起步。

作为船舶主动力系统的电力推进系统,由于其高效率、高可靠性、高自动化以及低维护,正成为新世纪大型水面船舶青睐的主推进系统,目前,发达国家新造船舶的30%已采用电力推进系统。

本文将电力推进与柴油机推进作了比较,介绍其特点、系统组成、电站管理及监控系统,并分析了应用情况与前景。

2 电力推进与柴油机推进的比较

以柴油机和汽轮机为主的传统型船舶动力装置,曾对船舶及航运的发展作出了重要贡献,然而这类动力装置也因其一些固有的缺陷阻碍了进一步发展,例如:占据空间过大,以柴油机和汽轮机为主机的船舶,其机舱空间都被体积庞大的发动机、机械传动装置、减速器和轴系等占据,舱室空间利用率大大降低,有效载荷减小。工作环境差,以柴油机或汽轮机为主机的机舱内,不仅振动大、噪声高,而且油污多,废气排放影响空气质量,卫生条件差。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%)。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,显著地增加了船体可利用空间,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污染(减少了N0x和S0x的排放)。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。

通过表1和表2的一艘高速集装箱船的船体、主机的参数将柴油机直接推进和柴油发电机电力推进进行对比:

下表是计算所要求的推进功率参数

3 电力推进的优点

如果将电力推进系统作为船舶主推进系统,则上述柴油机推进系统的缺陷将被克服或改观,它具有下列优点:

3.1优化机舱

采用电力推进系统后,机械噪声大幅度下降,振动减少,工作区整洁,减少废气排放,机舱内空气新鲜,环境质量得到改善。

3.2维护减轻

实现自动化监控,能很快发现问题,排除故障,可进行有针对性的适情和适时维护,既提高了适航性又减轻了工作量。原编制人员可减少50%-75%。

3.3性能提升

采用电力推进系统后,操纵控制方便,起动加速性好,过渡过程延时短,制动快,正反车速度切换快,可极大地提升船舶的操纵性,发挥出最佳的使用技术性能或战术技术性能。

3.4实现自控

船舶采用电力推进系统后,有利于进行计算机网络管理,有助于实现系统的自动控制,全面提升船舶信息化、智能化、自动化水准,大中型水面舰艇采用电力推进系统后,以高性能换来高机动性,以低噪声换来声学隐身效果,以单一的平台替代传统的动力与电力二大系统,为发展高能武器创造条件。以最少的人员编制达到常规舰船的满员效果,以最小的机舱换来更大的武器舱,增强战斗力。


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