摘要:從電力推進(jìn)與柴油機(jī)推進(jìn)的比較、電力推進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)、電力推進(jìn)系統(tǒng)的組成等方面綜述了船舶綜合電力推進(jìn)系統(tǒng),并較為全面地闡述了電力推進(jìn)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備:大功率變頻器、推進(jìn)電動(dòng)機(jī)、吊艙式推進(jìn)裝置、電站管理及監(jiān)控系統(tǒng)等。指出隨著技術(shù)進(jìn)步,電力推進(jìn)優(yōu)越性日益凸顯,21世紀(jì)將是船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)展的黃金時(shí)代。
關(guān)鍵詞:船舶;電力推進(jìn)系統(tǒng);設(shè)備;監(jiān)控
1 概述
電力推進(jìn)作為船舶的新型推進(jìn)動(dòng)力,世界各國都在進(jìn)行深入的研究。國外已經(jīng)開發(fā)了多種類型的電力推進(jìn)系統(tǒng),并在多型船舶上應(yīng)用。國內(nèi)在此領(lǐng)域的研究則剛剛起步。
作為船舶主動(dòng)力系統(tǒng)的電力推進(jìn)系統(tǒng),由于其高效率、高可靠性、高自動(dòng)化以及低維護(hù),正成為新世紀(jì)大型水面船舶青睞的主推進(jìn)系統(tǒng),目前,發(fā)達(dá)國家新造船舶的30%已采用電力推進(jìn)系統(tǒng)。
本文將電力推進(jìn)與柴油機(jī)推進(jìn)作了比較,介紹其特點(diǎn)、系統(tǒng)組成、電站管理及監(jiān)控系統(tǒng),并分析了應(yīng)用情況與前景。
2 電力推進(jìn)與柴油機(jī)推進(jìn)的比較
以柴油機(jī)和汽輪機(jī)為主的傳統(tǒng)型船舶動(dòng)力裝置,曾對(duì)船舶及航運(yùn)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn),然而這類動(dòng)力裝置也因其一些固有的缺陷阻礙了進(jìn)一步發(fā)展,例如:占據(jù)空間過大,以柴油機(jī)和汽輪機(jī)為主機(jī)的船舶,其機(jī)艙空間都被體積龐大的發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置、減速器和軸系等占據(jù),艙室空間利用率大大降低,有效載荷減小。工作環(huán)境差,以柴油機(jī)或汽輪機(jī)為主機(jī)的機(jī)艙內(nèi),不僅振動(dòng)大、噪聲高,而且油污多,廢氣排放影響空氣質(zhì)量,衛(wèi)生條件差。主機(jī)大而高,系統(tǒng)復(fù)雜,增加維護(hù)難度,加重維護(hù)工作量(輪機(jī)人員往往占船員的30%~45%)。船舶采用電力推進(jìn)系統(tǒng)后,提高了柴油機(jī)效率約10%~15%,節(jié)約了維修保養(yǎng)費(fèi),顯著地增加了船體可利用空間,同時(shí)船型優(yōu)化,提供了安靜的推進(jìn)方式,并且通過柴油機(jī)在大于40%的負(fù)載勻速運(yùn)轉(zhuǎn)來減少污染(減少了N0x和S0x的排放)。除此之外,電力推進(jìn)系統(tǒng)還將提高船舶的機(jī)動(dòng)性、可靠性和電站的可利用率。
通過表1和表2的一艘高速集裝箱船的船體、主機(jī)的參數(shù)將柴油機(jī)直接推進(jìn)和柴油發(fā)電機(jī)電力推進(jìn)進(jìn)行對(duì)比:
下表是計(jì)算所要求的推進(jìn)功率參數(shù)
3 電力推進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)
如果將電力推進(jìn)系統(tǒng)作為船舶主推進(jìn)系統(tǒng),則上述柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的缺陷將被克服或改觀,它具有下列優(yōu)點(diǎn):
3.1優(yōu)化機(jī)艙
采用電力推進(jìn)系統(tǒng)后,機(jī)械噪聲大幅度下降,振動(dòng)減少,工作區(qū)整潔,減少廢氣排放,機(jī)艙內(nèi)空氣新鮮,環(huán)境質(zhì)量得到改善。
[b]3.2維護(hù)減輕
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實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控,能很快發(fā)現(xiàn)問題,排除故障,可進(jìn)行有針對(duì)性的適情和適時(shí)維護(hù),既提高了適航性又減輕了工作量。原編制人員可減少50%-75%。
3.3性能提升
采用電力推進(jìn)系統(tǒng)后,操縱控制方便,起動(dòng)加速性好,過渡過程延時(shí)短,制動(dòng)快,正反車速度切換快,可極大地提升船舶的操縱性,發(fā)揮出最佳的使用技術(shù)性能或戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能。
3.4實(shí)現(xiàn)自控
船舶采用電力推進(jìn)系統(tǒng)后,有利于進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理,有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制,全面提升船舶信息化、智能化、自動(dòng)化水準(zhǔn),大中型水面艦艇采用電力推進(jìn)系統(tǒng)后,以高性能換來高機(jī)動(dòng)性,以低噪聲換來聲學(xué)隱身效果,以單一的平臺(tái)替代傳統(tǒng)的動(dòng)力與電力二大系統(tǒng),為發(fā)展高能武器創(chuàng)造條件。以最少的人員編制達(dá)到常規(guī)艦船的滿員效果,以最小的機(jī)艙換來更大的武器艙,增強(qiáng)戰(zhàn)斗力。
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船舶綜合電力推進(jìn)系統(tǒng)綜述[/align][/b]