船舶动力装置.ppt

*,新型船用组合式进气滤清器性能研究,*,1,1,2,2,课程编号：,0903203,英文名称：,Introduction of Ship Power Plant,课程性质：必修,开课学期：,5,考核方式：闭卷考试,开课专业：热能与动力工程,学 时：,40,学 分：,2,一、课程基本信息,3,3,姓 名：王忠义,办 公 室：动力楼,1002,室,办公电话：,82519347,移动电话：,18645066313,二、任课教师基本信息,三、基本要求,课堂授课为主要讲授方法,听课时如有问题可随时提出来,课后仔细阅读教材,4,动力工程概论课程主要教材,刘兴永 主编,人民交通出版社出版,本书共分六章，主要内容包括：绪论；船舶轴系布置及设计；推进装置的设计；船舶管理系统；推进装置的特性与配合；船舶动力装置设计等方面的知识。,5,动力工程概论课程主要教材,第,1,章为总论；第,2,、,3,章介绍动力装置的组成与结构原理；第,4,、,5,章分析动力系统的配合特性、经济性问题；第,6,章研究动力装置的振动和噪声性能；第,7,章介绍动力装置设计的综合评估方法。,徐筱欣 主编,上海交通大学出版社,6,动力工程概论课程主要教材,作者,:,姚寿广、肖民。,出版：国防工业出版社。开本：,16,页数：,182,全书共分,9,章，主要包括：,绪论，船舶轴系，推进系统的传动装置，船舶动力管路系统，船舶管路系统，船、机、桨工况配合特性，船舶推进轴系的扭转振动与控制，船舶动力装置的经济性，机舱规划与设计布置。,7,动力工程概论课程主要教材,本书主要介绍船舶,(,军、民用,),动力装置系统的组成、结构、工作原理、性能及发展。其中包括船舶内燃机、燃气轮机、蒸汽锅炉及汽轮机、核动力、联合动力装置、轴系传动、特种动力装置等。,张志华 等编著,哈尔滨工程大学出版社,8,动力工程概论课程主要参考书,作 者：徐立华 主编,出版社：哈尔滨工程大学出版社,作 者：朱建元主编,出版社：人民交通出版社,9,动力工程概论课程主要参考书,作 者：牛利民李淑英,出版社：哈尔滨工程大学出版社,作 者：李孝堂 主编,出版社：航空工业出版社,10,动力工程概论课程主要参考书,作 者：樊泉桂 主编,出版社：中国电力出版社,作 者：黄树红主编,出版社：中国电力出版社,11,动力工程概论课程主要参考书,作 者,:,彭敏俊编著 出版社,:,哈尔滨工程大学出版社,作 者：彭敏俊编著,出版社：哈尔滨工程大学出版社,12,第一章 总论,1.1,船舶动力装置定义及其组成,1.2,船舶性能及对动力装置的要求,1.3,船舶动力装置的性能指标,1.4,典型动力装置,本节主要内容,13,第一章 总论,1.1,船舶动力装置定义及其组成,船舶动力装置,是指将燃料的化学能转化为热能、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。,船舶动力装置包括：推进装置,辅助装置,机舱自动化系统和船舶系统四大部分。,推进装置,包括主机,传动设备和推进器。,辅助装置,包括发电副机组,辅助锅炉,压缩空气系统。,机舱自动化系统,包括推进和辅助装置及系统的自动控制。,船舶系统,包括通风,照明,取暖,空调,供水,卫生,制淡,冷藏,;,防火,防爆,防水,防漏,;,舵,锚,装卸等。,14,第一章 总论,船舶对动力装置的要求取决于船舶的类型,例如军用船舶中航空母舰,驱逐舰,护卫舰,快艇,潜艇,补给舰等不同的舰船对动力装置有不同的要求,.,舰船的性能有以下九方面,:,(1),排水量,(,),是船舶的总重量,由空船重量和载重量所组成。,(2),容积,(),水面航行船舶水下部分的体积。,(3),航速,(v),舰船航行的速度,单位使用节,(kn),1kn=1,海里,/,小时,=1852,米,/,小时,.,地球赤道的周长为,21600,海里,沿着赤道船行走,60,海里对应赤道周长的,360,分之,1,。,1,海里对应,60,分之一度即一弧分。,军用舰船可分为全速,经济航速,最低航速,倒车航速。,1.2,船舶性能及对动力装置的要求,15,第一章 总论,(4),续航力,(S).,舰船在用尽全部燃料及其它消费品储量前,以恒速所航行过的距离,以海里计,.,(5),自给力,(T).,舰船在海上航行中途不补给任何备品所能持续活动的时间称为自给力,以天计,.,(6),生命力,.,舰船抵御破坏保持战斗能力的性能称为生命力,.,(7),机动性,.,舰船起锚开航,改变航速和航向的性能,.,(8),隐蔽性,.,在海上不被敌方发现的性能,.,(9),耐波性,.,舰船在不良天气条件下完成任务的性能,.,16,第一章 总论,功率足够大以满足船舶设计航速的要求。船舶在使用一个阶段后，船体被海生物污染，船体阻力增大，动力装置效率也有所降低，故动力装置的设计功率要增大,5%-10%,。,重量轻、尺寸小，能保证船舶有大的载货重量和容积。,经济性好、耗油率低，能降低船舶的运行经济费用，增大舰船的续航力。,除以上三项主要的要求外，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。,船舶对动力装置的要求,17,第一章 总论,(1),功率指标,(2),重量指标,干重,(,包括主机,副机,管路,轴系,电站及锅炉,),湿重,(,干重,加上内部的工质及消耗品,不包括消耗品的存储量,),总重,(,湿重加上消耗品存储量,),是常用的重量指标。,(3),尺寸指标,机舱面积和容积的饱和度。,1.3,船舶动力装置的性能指标,一、技术指标,18,第一章 总论,(1),动力装置的燃料消耗率,b,z,=B,z,/P,ez,B,z,动力装置每小时燃油消耗量,包括主机,副机和锅炉的消耗量,.,(2),主机燃料消耗率,b,E,=B,E,/P,e,B,E,主机燃料消耗量,.,(3),动力装置每海里航程燃料消耗量,b,m,=B,z,/v (,公斤,/,海里,),(4),动力装置有效热效率,ez,=3600P,ez,/(B,z,Q,w,)Q,w,燃料的低发热值,(5),动力装置的建造、运行和维修的经济性,二、经济指标,19,第一章 总论,1.4,典型动力装置,柴油机动力装置,蒸汽轮机动力装置,燃气轮机动力装置,联合动力装置,核动力装置,特种动力装置,20,第一章 总论,1.4.1,柴油机动力装置,21,第一章 总论,22,第一章 总论,优点,:,(1),具有较高的经济性,耗油率可达到,150,克,/,千瓦小时；,(2),重量较轻,比蒸汽轮机动力装置轻得多；,(3),具有较好的机动性。,缺点,:,(1),单机功率较低,比蒸汽轮机和燃气轮机低；,(2),工作过程中振动和噪声大；,(3),大修期较短；,(4),在低速工作时稳定性较差；,(5),滑油消耗量较大。,柴油机动力装置的特点,23,第一章 总论,1.4.2,汽轮机动力装置,24,第一章 总论,水蒸汽,蒸汽,凝水,锅炉给水,25,第一章 总论,汽轮机动力装置的特点,优点,:,(1),单机功率大，,陆用机组可达,1200MW,，船用可达,75MW,；,(2),工作平稳振动噪声小；,(3),大修期长；,(4),可使用劣质燃油，滑油消耗率低。,缺点,:,(1),结构复杂尺寸重量大；,(2),燃料消耗量大,经济性差；,(3),机动性差,启动变负荷需很长时间。,26,第一章 总论,1.4.3,燃气轮机动力装置,27,第一章 总论,燃气轮机动力装置的特点,优点,:,(1),重量轻尺寸小功率大；,(2),机动性能良好；,(3),经济性比蒸汽轮机装置好，比柴油机差。,缺点,:,(1),主机本身不能反转；,(2),耗油率较高；,(3),进排气装置尺寸重量大；,(4),大修期较短。,28,第一章 总论,1.4.4,联合动力装置,单一种类动力装置各有优缺点,军用舰船以提高战斗力为主要目标,尽可能提高航速和机动性,增大功率的同时还要减少装置所占据的排水量以提高续航力。舰体全速航行时要求的功率相当大,但是全速航行的时间仅占总航行时间的,2%,左右。舰船绝大多数时间处于巡航工况,要求经济性高,提高续航力。,为解决全速大功率与巡航经济性的矛盾,可采用联合动力装置。,全电力推进也可视为一种联合动力装置,各种原动机发电,电动机推进，这是未来推进系统的发展方向。,29,第一章 总论,目前使用的联合动力装置有五种型式,1,、蒸燃联合动力装置（,COSAG,或,COSOG,）,2,、柴燃联合动力装置（,CODAG,或,CODOG,）,3,、燃燃联合动力装置（,COGAG,或,COGOG,）,4,、柴柴联合动力装置（,CODAD,）,5,、燃蒸联合动力装置（,COGAS,）,30,第一章 总论,优点,:,(1),在保证足够大功率的前提下,尺寸小重量轻,.,(2),机动性好。,(3),可靠性好。,缺点：,装置复杂，建造成本高，维护成本高。,联合动力装置的特点,电力推进是特殊的联合动力装置,主机发电，电动机推进。,机动性好，低速性好，布置灵活，,但尺寸过大，中间损耗大，初投资大，人员水平要求高。,31,总结,1.1,船舶动力装置定义,(1),及其组成,(4),1.2,船舶性能,(9),及对动力装置的要求,1.3,船舶动力装置的性能指标,(2),1.4,典型动力装置,柴油机,、汽轮机、燃气轮机、联合动力,（优缺点及相互比较）,