1、船舶動力系統現狀及發展趨勢摘要：船舶的動力系統類型主要有柴油機動力系統、 燃汽輪機動力系統、電推進動力系統和混合動力系統等。在經濟快速發展的現代船舶動力 系統的性能關系到整個國家船舶運輸效率的高低，船舶動力系統的研究也成為了整個造船行 業技術研究的重點。關鍵詞：船舶動力系統；現狀；發展趨勢 中圖分類號：f407. 474文獻標識碼：a一、船舶常規動力系統的現狀1、柴油機動力系統柴油機作為內燃機，具有啟動迅速、部分負荷運轉性能 好、安全可靠、功率范圍大、效率高、技術成熟等優點。船舶主機和船舶電站多采用柴 油機。自20世紀60年代起，柴油機全面取代往復式蒸汽機和蒸汽輪機，成為最主要的船舶 動力。根

2、據二沖程柴油機和四沖程柴油機轉速的不同，柴油機動力系統又分為柴油機直接驅動和柴油機齒輪傳動。由于二沖程柴油機轉速低，可以直接驅動螺旋槳，實現機槳匹配，主要應用在大中型遠洋運輸船舶上。四沖程柴油機由于轉速 高，需經過齒輪箱降速，再驅動軸系和螺旋槳，它主要由中速柴油機（單機驅動或多機驅 動）、齒輪箱、軸系和螺旋槳（可調槳）組成，主要應用在中小型貨船、客船、滾裝船、豪華游船、 海洋工程輔助船和軍船上。目前以柴油機為動力的船舶占世界商船隊的95%以上，其中， 柴油機直接驅動占55%,柴油機齒輪傳動占39%o此外，柴油機還是船舶燃氣輪機推進系 統和電力推進系統的主要設備。從全球柴油機產品市場占有率來看，

3、以man公司和 wartsila公司為代表的歐洲老牌柴油機制造商占據了大部分市場份額。近年來，man 公司通過向日本、韓國、中國的柴油機生產廠轉讓生產許可證，得到了迅速發展。除此之 外，man和瓦錫蘭具備整體提供主機、齒輪箱、軸系和螺旋槳的能力，具備很強的系統集 成設計實力和市場競爭優勢。我國船舶柴油機通過技術合作、專利或許可證引進及自主開發 研制，在國內已經形成了較強的生產能力。盡管近幾年我國船舶柴油機生產已有較快發展，但我國造機企業與世界前三名造機企業的差距還非常大，企業綜合競爭能力仍較弱。2、燃氣輪機動力系統與柴油機相比，燃氣輪機的不足之處是其較低的燃油經 濟性，尤其在部分工況下。不僅燃

4、氣輪機油耗高，還要燃用干凈清潔、價格昂貴的蒸館 油，這很難被大多數航運公司所接受，因而也是未被廣泛采用的重要原因之一。但是，燃氣輪 機質量輕功率大、動力響應性好，如再配上柴油機組成聯合動力裝置(codag)可以克服低工 況油耗高的缺點，是高速船最合適的動力裝置，實踐還表明燃氣輪機機組可靠性達99. 5%, 具備96. 5%可使用性，熱效率已達39%加上其特有的低排污，特別適應渡船的使用環境。二、船舶動力系統的發展趨勢1、柴油機動力系統發展趨勢a) 常規柴油機的發展趨勢作為供給船舶推進動力的主要動力來源，在將來的發展 趨勢為越來越大的單缸輸出功率、低排放、低污染和高可靠性。同時，柴油機的工作形式

5、越 來越趨于智能化，并具有高綜合經濟效益。b) 常規柴油動力系統集成供貨被船廠、船東和設計院廣泛接受國外主要船舶配套廠家，如manb&w公司、warts訂a公 司等公司，根據船東的要求和船舶的基本參數，采用模塊化設計方法，提供主推進系統 完整解決方案，由廠家集成制造出船舶主推進系統，使設計、制造、安裝調試和維修服務等集成化，大大提高了主推進系統的總體技術性能、可靠性和船舶的生命力。國內部分研究所和設備廠家也陸續開始進行動力系統集成設計和供貨，但是，由于國內部分研究所和設備廠 家不設計生產船舶動力系統的主要關鍵設備或未實現主機、齒輪箱、軸系和螺旋槳等全套動 力系統的自主設計和供貨，因此動

6、力系統的集成設計能力與國外主要動力系統配套廠家還 有一定差距。2、電力推進系統a）常規電力推進系統常用船舶電力推進裝置一般由下述幾部分組成：原動 機、發電機、電動機、變頻器、推進變壓器和推進器以及控制調節設備等組成。電力推進 系統根據推進器的不同，可分為常規的軸槳推進，如可調槳和定距槳。同時對操縱性要求高 的船舶，特別是要求動力定位的海工船，推進器通常采用全回轉推進器。電力推進相對柴油 機推進具有經濟性好、操縱性優良、節省空間、噪聲低和節能環保等優勢。特別是對于一些 多工況特種船舶如海洋工程船等，在低航速和低負荷工作時，可以合理選擇柴油發電機組的 臺數和負荷，有效提高船舶的經濟性。相同推進功率

7、的船舶電力推進要比柴油機推進油耗減 少10%左右。b）吊艙式電力推進系統吊艙式電力推進系統是當今備受推崇的一種推進方式。它是一種全方位轉動的裝置，電動機位于吊艙內，直接驅動螺旋槳。該系統的操縱性能 和推進效率非常好，而且由于不需要軸系、舵及助推器，節省了大量的空間，減輕了自身質 量，降低了噪聲和振動，機動性能更佳，安裝也更方便。目前在全球電力推進系統市場上，abb集團、科孚德公 司和西門子集團是最主要的供貨商。此前，這種系統主要應用在科考船、豪華游船以 及軍船領域。然而，近年來，abb集團azipod吊艙式電推系統開始在鉆井船、近海工程船、 破冰船及液化天然氣(lng)船上大量應用。在開拓市場

8、的同時，abb還對該系統的設計方 案進行了更新。在操控方面，新一代系統完全采用電動機操舵，其控制系統也經過了升 級，采用操縱桿和舵輪來控制整個吊艙。c) 電力推進系統的發展趨勢隨著技術的進步，交流變頻調速技術得到迅速發展，從 而使得電力推進系統具有布置方便、工作噪聲低、節能、易于實現自動控制等優點，在 船舶電力推進系統中得到越來越廣泛的應用。船舶電力系統和船舶電力推進系統一體化供電的船舶 綜合電力系統是未來發展的新趨勢，該系統將船舶的電力系統和推進系統有機的組合在 一起，把動力機械能源轉換為電力，提供給推進設備和船上的其他設備使用，使得船舶日用 供電和推進供電一體化，實現電力的綜合利用和統一管

9、理。3、混合動力系統混合動力系統主要包括柴-電推進系統、柴-燃推進系 統、柴-電/燃氣輪機推進系統等，主要用于軍用船舶。然而，近幾年來商用船舶也逐漸開始采 用混合動力系統。最簡單的混合動力系統是具有pth功能(takemehome)的柴油機動力系統， 該系統在常規柴油機動力系統的基礎上，采用軸帶發電機和可調槳配置。主推進柴油機 故障停車的情況下，軸帶發電機作為電動機驅動螺旋槳低速航行，該系統目前越來越多地運 用在單機單槳系統的船舶，如集裝箱、多用途貨船和化學品船等商用船舶上，從而大大提高了 系統的可靠性。目前最先進的混合動力系統一般運用在多工況工程船上，如ustein集團建 造的多用途海洋工程

10、船“奧利匹克赫拉”號交付船東，該船既可由柴油機直接推進，也可由 柴-電推進系統提供動力，成為海事界的關注焦點。4、特種推進裝置的發展和應用a)可調槳推進系統可調槳推進系統具有節能環保，操縱性好等優點，目前 國外中速柴油機推進系統普遍配置可調槳和軸帶發動機。一些大型船舶采用低速柴油機也開 始配置可調槳和軸帶發動機，充分發揮主機的功率，實現更好的機槳匹配，達到節能降耗的 目的。由于低速機普遍推進功率大，因此可調槳朝著大功率大型號的方向發展。man公司最 大型號的可調槳為vbs2150,可配套50000kw的主機。此外，為滿足特種船舶的作業要求, 特別是一些船舶作業時需動力定位和多工況運行，可調槳也得到廣泛的應用。b）海洋工程高的發展對大功率的全回轉推進器和側推 需求量增加隨著海洋工程由近海向遠海的轉移，深水工作船和平臺 需求的日益增長。在深水中工作的船舶必須配置動力定位系統和大功率的全回轉推進器和 側推，從而滿足船舶在作業時的操縱性和定位要求。三、結束語在特種船舶和海