柴油机电力增强推进系统

· 科技创新长廊 · 柴油机电力增强推进系统 德国西门子公司船舶工程部基于其先进的性能卓越的船舶 电力推进系统及主机轴带发电机系统技术 , 又开发出一种最具革新创意的柴油机电力增强推进系统 。 � � � 年 � 月 , 装备有输出功率为 !∀# 柴油机电 力增强推进系统的大型集装箱船投入了运行 。 目前 , 西门子公司船舶工程部能提供系列的输出功率 ∃ % �& ∀# 的柴油机电力增强推进系统 。 � 什么是电力增强推进系统 所谓柴油机电力增强推进系统 , 即根据船舶设计 , 在柴油机至螺旋桨的轴系上 ,安装一套同步 电动机 , 为 船舶提供所需的附加推进动力 。此推进电机或直接安装在柴油机推进轴系上 , 或通过齿轮箱联接到推进轴系 上 。 详如图 � 所示 。 推进电机把船舶电网的电能转换成推进动力 ,直接作用在柴油机的推进轴系上 。 电力增 强推进系统宛如柴油机的外部附加气缸 , 又像是一套 “ 自动齿轮装置 ” , 为柴油机的推进轴系提供无级调节的 额外推进功率 , 并改善柴油机的推进性能 。 在船舶正常航行时 , 以柴油机为主推进动力 , 螺旋桨转速取决于受控柴油机 。 柴油机电力增强推进系统 与柴油机并联工作 , 以提高船舶的航速 。 在柴油机启动 、 ∋中速范围(加速以及最大输出功率工况期间 , 电力增强推进系统作用在推进轴系上的附 加功率可以极大地改善柴油机运用工况 。 在港 口内或低速航行时 , 也可以把电力增强推进系统作为主推进动力 。 而此时 , 可视情况决定是否要把 柴油机从推进轴系上解脱 。 任任一袄』』 安装在轴系上的推进电机 %%% 堰驹驹 安装在柴油机自由端的推进电机 通过齿轮箱联接到柴油机自由端的推进电机 通过齿轮箱联接到轴系上的推进电机 图 � 柴油机电力增强推进系统的安装方式 ∃ 柴油机电力增强推进系统的组成 一个典型的柴油机电力增强推进系统组成如图 ∃ 所示 。 推进 电机 ) 是适于低速运行的采用空冷或水冷的普通同步电机 。 推进变频器 ) 应视电力增强推进系统在船舶上所起的作用 , 或选用 �∃ 脉冲 ∗+, 变频器 , 或选用 �∃ 脉冲 机电设备 ∃。。− 年第 ∃ 期 . / . ∗0 变频器 , 或选用 12 ∀ 变频器 。 如果把 电力增强推进系统用作船舶柴油机的应急备用动力装置 , 在 柴油机处于瘫痪状况下 , 驱动船舶 回港 , 需选用 + 3 +∗ 0 变频器 4如果把电力增强推进系统纯粹用作附加推 进功率 , 则可选用 ∗+, 变频器或 1# ∀ 变频器 。 各型变频器均采用无保险丝的直接水冷却的大功率晶闸管 元器件 。 推进变压器 ) 是普通 的空气冷却变压器 , 各相电压之间存在 5− 。的相移 。 控制系统 )是西门子公司 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化的闭环和开环数字控制系统 。 拥有所有必须的控制和监测功能 。 配备有 监测显示器 。 通过卫星通讯可以将装在船舶上控制系统与西 门子公司维修部 门建立数据联系 , 一旦出现故 障 , 无论何种运行方式和在何处 , 维修工程师都能在线监测并进而采取措施 。 船舶电网 接 目 卫星通信 电话线 主机车钟系统 主配电板 电站功率管理系统 报誉 、监视系统 推进电机 一一一 嘿嘿备 卜卜 一一、、、、、、、、、、、洲洲洲洲 6 一一 夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕 圃圃圃圃圈圈圈圈圈圈圈驱驱驱驱动权权权权权权二二二制制制制系统竺叮性性性性性二二二二二 777777777777777 二二二二二二二二二二二二二二8888888888888888888 二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二8888888888888888888 二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二丫丫丫丫丫丫丫丫丫丫 666 一一 图 ∃ 柴油机电力增强推进系统组成 5 柴油机电力增强推进系统的技术和经济优势 目前 ,船舶都朝着超大型 、特大型方向发展 , 柴油机亦朝着提高单缸容量的方向发展 。新柴油机的开发会 给船主带来经济上的负担 , 而新开发的柴油机又不可避免地存在着若干技术及性能方面的缺陷 。解决使用过 程中出现的技术问题又会给船主带来经济负担 。因此 , 在新开发的适于超大型船舶动力装置的大功率柴油机 仍处于进一步提高及完善技术性能的情况下 , 柴油机电力增强推进装置将带来不容置疑的技术和经济优势 。 柴油机 电力增强推进系统可以在整个速度范围提供较高的推进力矩 , 因此能使动力系统的负载曲线变 陡而不引起柴油机热过载 。 详见图 5 所示 。 在恶劣海况下 , 螺旋桨叶片易露出海面 。 由于螺旋桨负载力矩的突然减少 , 会造成柴油机 “飞车 ” 。 电力 增强推进系统以其良好的动态特性 , 可在瞬间补偿骤减的负载力矩 ,避免柴油机的“飞车 ”状况 4 当螺旋桨叶 片又完全沉入海中时 , 又可迅速减小已得补偿的负载力矩 。 明显平缓柴油机的瞬间转速变化 , 改善柴油机的 运行状况 。 推进功率面向负载的控制可以避免更大的速度偏差 。 由于种种因素引起船舶误期 , 船主往往被迫尽最大可能利用柴油机的功率 。这就意味着柴油机运行于热 极限工况下 , 效率降低 , 油耗增加以及长时间高磨损 。采用电力增强推进系统后 , 柴油机可以运行在 比较经济 的功率输出区域 ,减少 �− 9负载工况的运行时间 。 这样可以减小柴油机的机械部件磨损 ,提高柴油机的使用 寿命 。 柴油机电力增强推进系统可给船主带来更高的航行速度 。 由于电力增强推进系统的部件不必安装在特定的区域 , 如果在 已投入营运的船舶上增加电力增强推进 机电设备 ∃ − −。年第 ∃ 期 一 5 一 �− − − 7 − − 电力推进转矩∋: ; · < ( = − − 7 − − 丫77卫月>平2?7766⋯ 7∃巴裂澳尝−−−−−−−−电力推进功率 ∋∀# (�� !甘 亡∀」勺#渗芝∃曰铃解 % & & ∋ & & ( ) ∗ + 螺旋桨转速 # , − . /0 1 图 ( 典型的功率 −转矩特性曲线 系统 , 其机舱和其它舱室无需作大的修改变动 , 减少了船体改装费用及各部件的安装费用 。因此 , 柴油机电力 增强推进系统不仅吸引了 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 造船的船东 , 也吸引了那些想通过改造提高现有船舶功率达到较高航行速度 的船主 。 经验表明 , 电力增强推进系统输出功率至少可占到主机输出功率的 +& 2 。 部分在航船舶的电站通常含 有一部分功率储备 , 因此可不必增加为电力增强推进装置提供电能的柴油发电机组 。 对于新造船舶 , 只需增 加发电机组的额定功率容量而不需要增加发电机组的数量 。 西门子公司船舶工程部 址 /3 4 0 5 6 0 7 89 : ; % < ; == > > ? 9 . ≅ Α , Β 8 汉堡 德国 / ) > ) & 一 % Χ Χ> %+% Χ / ) > ) & 一 %ΧΧ > % Δ ( ) 话真 地传电 Ε 一. 9 48 / Φ = 8ΓΒ 9 0 Β ∋ ≅, 9 Α 0 Η Ι≅ Β ∋ ϑ 46 . 6 0 ϑ ∋ 5 6 西门子 #中国 1有限公司上海分公司 地 址 / 上海市浦东新区浦东大道 + 号上海船舶大厦 +& 楼 邮 编 / % & & + %& 电 话 / ΧΚ %+ 一 ∗ΧΧ Χ% & & & 一 %% ∗ & 传 真 / %Κ %+一 ∗ΧΔ > & % Κ ) Ε 一 . 9 48 / 3Α 7 40 Β ∋ Λ 46 Η ϑΙ 9 ∋ ϑ 4 6 . 6 0 ϑ ∋ 。= . ∋ 。0 活塞柱塞式伸缩液压油缸 活塞柱塞式伸缩液压油缸获 + >> Δ 年我国专利局实用新型专利技术 #Μ 3 > Κ % % > % ∗ ∋ Δ 1 。 此型液压油缸既有活塞 , 又有柱塞 。活塞杆为多节结构 , 各节均可由油液压力推出 , 又可由自身重力或油 液压力收 回 。具有工作油压低 、单双作用 、行程长 、平稳性好 、漏油及磨损小 、节能 # (& 2 1 、结构紧凑 、占用空间 小等特点 。 目前 , 可根据实际工作需要 , 设计成 /推力为 + 、 + ∋ ∗ 、 ( 、 ∗ 、 % & 、 + ∗ 、 Μ=: , 行程为 ( & & 、 ∗ & & 、 ∗ & & 、 ; & & & . . 等几 种规格 。 以推力 ∗: 液压油缸为例 , 工作油压仅为 >Χ Ν Β −Ο . Μ , 比普通油缸低 + −( , 最大长度 Κ ∗& . . ,缸径 + &∗ . . 。 有需要深入了解及应用此活塞柱塞式伸缩液压油缸专利技术者 , 欢迎与本部联系 。 一 ( Χ 一 机电设备 % &&& 年第 % 期