主推进装置(三)

1、第三篇 船舶推进动力装置 第一章第一章 船舶动力装置概述船舶动力装置概述 第二章第二章 轴系轴系 第三章第三章 螺旋桨螺旋桨 第四章第四章 柴油机及推进轴系的振动和平衡柴油机及推进轴系的振动和平衡 第五章第五章 船舶推进装置的工况配合特性船舶推进装置的工况配合特性 第一章 船舶动力装置概述 船舶动力的来源有几种？船舶动力的来源有几种？ 人人 力力 第一节第一节 船舶动力装置的组成、类型和发展船舶动力装置的组成、类型和发展 风风 力力 第一章 船舶动力装置概述 船舶动力的来源有几种？船舶动力的来源有几种？ 机机 械械 第一章 船舶动力装置概述 船舶动力的来源有几种？船舶动力的来源有几种？ 机械风

2、力人力 船舶动力的来源 第一章 船舶动力装置概述 太阳能呢？太阳能呢？ 明轮船明轮船 第一章 船舶动力装置概述 船舶动力装置的定义船舶动力装置的定义：为了满足船舶航行，各种作业，人员的生活，为了满足船舶航行，各种作业，人员的生活， 人员和人员和 财产的安全需要所设置的全部机械、财产的安全需要所设置的全部机械、 设设 备和系统的统称备和系统的统称。 轮机轮机 Engineer 第一章 船舶动力装置概述 船舶常用术语船舶常用术语 主机 副机 辅锅炉 辅机 保证推进力的原动机 保证供电的原动机 保证供汽的锅炉 船上甲板机械及其他机械 第一章 船舶动力装置概述 第一章 船舶动力装置概述 一一 船舶动力

3、装置的组成船舶动力装置的组成 1 推推 进进 装装 置置 2 辅辅 助助 装装 置置 3 管管 路路 系系 统统 4 甲甲 板板 机机 械械 5 防污防污 染设染设 备备 6 自动自动 化设化设 备备 第一章 船舶动力装置概述 1 1.推进装置：推进船舶航行的装置，包括主机、传动设备、轴系和推进器。推进装置：推进船舶航行的装置，包括主机、传动设备、轴系和推进器。 第一章 船舶动力装置概述 2 2.辅助装置：除了推进装置以外的其他产生能量的装置，包括船舶电站、辅助装置：除了推进装置以外的其他产生能量的装置，包括船舶电站、 辅锅炉、辅锅炉、 液压泵站和空气压缩机。液压泵站和空气压缩机。 第一章 船

4、舶动力装置概述 2 2.辅助装置：除了推进装置以外的其他产生能量的装置，包括船舶电站、辅助装置：除了推进装置以外的其他产生能量的装置，包括船舶电站、 辅锅炉、辅锅炉、 液压泵站和空气压缩机。液压泵站和空气压缩机。 第一章 船舶动力装置概述 3 3.管路系统：由各种阀件、管路系统：由各种阀件、 管路、管路、 泵、泵、 滤器和热交换器等组成，用以输滤器和热交换器等组成，用以输 送各种流体工质，以维持船舶的各种机械正常运转。送各种流体工质，以维持船舶的各种机械正常运转。 管路系统管路系统 （按用途分类）（按用途分类） 动力系统动力系统：为推进装置和辅：为推进装置和辅 助装置服务的管助装置服务的管 路

5、系统。路系统。 辅助系统辅助系统：为船舶平衡、稳：为船舶平衡、稳 性、人员生活和性、人员生活和 安全服务的管路安全服务的管路 系统。系统。 第一章 船舶动力装置概述 4 4甲板机械：为保证船舶航向、甲板机械：为保证船舶航向、 锚泊靠泊、锚泊靠泊、 装卸货物以及起落自身设备所装卸货物以及起落自身设备所 设置的机械统称。设置的机械统称。 锚泊跟靠泊有什么区别？锚泊跟靠泊有什么区别？ 第一章 船舶动力装置概述 4. 4.甲板机械：为保证船舶航向、甲板机械：为保证船舶航向、 锚泊靠泊、锚泊靠泊、 装卸货物以及起落自身设备装卸货物以及起落自身设备 所设置的机械统称。所设置的机械统称。 舵机的作用舵机的作

6、用？ 第一章 船舶动力装置概述 5 5.防污染设备：用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的防污染设备：用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的 设备。包括油水分离装置、生活污水处理装置及焚烧炉等。设备。包括油水分离装置、生活污水处理装置及焚烧炉等。 油水分离装置为什么油水分离装置为什么 要装设排油监控设备要装设排油监控设备？ 15PPM ?15PPM ? 第一章 船舶动力装置概述 5 5.防污染设备：用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的防污染设备：用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的 设备。包括油水分离装置、生活污水处理装置及焚烧炉等。设备。包

7、括油水分离装置、生活污水处理装置及焚烧炉等。 生活污水需要经生活污水需要经 过什么处理？过什么处理？ 第一章 船舶动力装置概述 5 5.防污染设备：用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的防污染设备：用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的 设备。包括油水分离装置、生活污水处理装置及焚烧炉等。设备。包括油水分离装置、生活污水处理装置及焚烧炉等。 焚烧炉可以焚烧 哪些东西？ 第一章 船舶动力装置概述 6 6.自动化设备：为改善船员的工作条件、自动化设备：为改善船员的工作条件、 减轻船员的劳动强度和维护工作减轻船员的劳动强度和维护工作 量、量、 提高工作效率以及减少人为操作失误

8、所设置的设备。提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。 自动化设备包括 那些？ 第一章 船舶动力装置概述 二二 船舶动力装置的类型船舶动力装置的类型 1 柴油柴油 机动机动 力装力装 置置 2 蒸汽蒸汽 动力动力 装置装置 3 燃气燃气 轮机轮机 动力动力 装置装置 4 核核 动动 力力 装装 置置 5 综合综合 电力电力 推进推进 系统系统 6 燃料燃料 电池电池 动力动力 装置装置 第一章 船舶动力装置概述 1 1.柴油机动力装置柴油机动力装置 高速柴高速柴 油机油机 中速柴中速柴 油机油机 低速柴低速柴 油机油机 转速转速(RPM) N300 300N1000 N1000 小 中

9、大 柴油机的优缺点柴油机的优缺点：热效率高，启动迅速可靠，机动性强，部分载：热效率高，启动迅速可靠，机动性强，部分载 荷运转性能好，可靠性高，单位功率重量较轻，荷运转性能好，可靠性高，单位功率重量较轻， 功功 率覆盖范围广；但是振动和噪音大，工作温度高，率覆盖范围广；但是振动和噪音大，工作温度高， 受力复杂。受力复杂。 第一章 船舶动力装置概述 看图看图 柴油机工作原理柴油机工作原理 120 第一章 船舶动力装置概述 2. 2.蒸汽蒸汽动力装置动力装置 第一章 船舶动力装置概述 往复式蒸汽机工作原理往复式蒸汽机工作原理：是靠蒸汽的膨胀作用来作功的，用锅炉产生的过：是靠蒸汽的膨胀作用来作功的，用

10、锅炉产生的过 热蒸汽，进入蒸汽机膨胀作功，推动汽机活塞往复运热蒸汽，进入蒸汽机膨胀作功，推动汽机活塞往复运 动，动， 活塞通过活塞通过 连杆，将往复直线运动变为圆周运动，带动连杆，将往复直线运动变为圆周运动，带动 螺螺 旋桨旋转，从而使船舶获得动力。旋桨旋转，从而使船舶获得动力。 第一章 船舶动力装置概述 往复式蒸汽机工作优缺点往复式蒸汽机工作优缺点：结构简单，运转可靠，管理方便及噪音小。但：结构简单，运转可靠，管理方便及噪音小。但 是经济性差，体积和重量大，现已退出船是经济性差，体积和重量大，现已退出船 舶动舶动 力机械领域。力机械领域。 第一章 船舶动力装置概述 旋转式汽轮机工作原理旋转式

11、汽轮机工作原理：利用蒸汽进入汽轮机喷嘴膨胀降压增加流速按一：利用蒸汽进入汽轮机喷嘴膨胀降压增加流速按一 定的方向喷射出来，进入叶片推动叶轮旋转，从而使连接轴转到。定的方向喷射出来，进入叶片推动叶轮旋转，从而使连接轴转到。 第一章 船舶动力装置概述 旋转式汽轮机工作优缺点旋转式汽轮机工作优缺点：单机功率大，运转平稳，摩擦磨损小，振动轻，：单机功率大，运转平稳，摩擦磨损小，振动轻， 噪声小，但是装置热效率低，要配置较大笨重的辅助设备，应用范围较窄。噪声小，但是装置热效率低，要配置较大笨重的辅助设备，应用范围较窄。 120 第一章 船舶动力装置概述 3. 3.燃汽轮机燃汽轮机动力装置动力装置 第一章

12、 船舶动力装置概述 燃气轮机工作原理燃气轮机工作原理：利用压气机：利用压气机(即压缩机即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其连续地从大气中吸入空气并将其 压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气， 随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热 后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动压气机的同时，尚有后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动压气机的同时，尚有 余功作为燃气轮机的输出机械功。燃

13、气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋 转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。 120 第一章 船舶动力装置概述 4. 4.核核动力装置动力装置 第一章 船舶动力装置概述 核动力装置工作原理核动力装置工作原理：是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力、热量：是利用可控核反应来获取能量，从而得到动力、热量 和电能。核能在反应堆中被转化为热能，热能将水变为蒸汽推动汽轮发电机组和电能。核能在反应堆中被转化为热能，热能将水变为蒸汽推动汽轮发电机组 发电或作为推进动力。发电或作为推进动力。 120

14、 第一章 船舶动力装置概述 5. 5.综合电力推进系统综合电力推进系统 吊舱式推进器 第一章 船舶动力装置概述 综合电力推进系统工作原理综合电力推进系统工作原理：是利用电动机驱动螺旋桨来推进船舶运行。：是利用电动机驱动螺旋桨来推进船舶运行。 120 第一章 船舶动力装置概述 6. 6.燃料电池推进装置：与电力推进系统差不多，只是产生电能的方式不一样。燃料电池推进装置：与电力推进系统差不多，只是产生电能的方式不一样。 120 第一章 船舶动力装置概述 知识拓展与巩固知识拓展与巩固 包含有哪些具体的动力应用？包含有哪些具体的动力应用？ 航运业（Shipping） 一个长盛不衰、欣欣向荣的行业 世界

15、和中国都需要大规模的航运。中国对外 贸易1.15亿USD，其中90%通过远洋航运实现。 石油进口1.2亿吨，居世界第二。每天都有以千 万吨计的油轮正在为中国运送石油 矿石进口，去年我国进口铁矿石20799万吨， 铜矿石进口288万吨，居世界第一。矿石绝大部 分自澳大利亚、南非、南美进口 最大的贴牌生产国 最大的轻工业、纺织业出口国 世界集装箱运输量的1/3在中国。世界前10位集 装箱港口中，中国的香港、上海、深圳分别名列第 一、第三、四位。（2010年世界集装箱港口排名） 保障航运的安全和畅通才能保障国防和社会生 活的安全运行。中国的航运业将会继续高速发展。 船舶动力装置 船舶的心脏 航运的硬

16、件平台是船舶船舶和港口港口。 港口港口是航运的起点和终点。它需要能让大 型船舶停泊（深水），并有高效的装卸设 备和大面积的堆场。 船舶船舶是航运的主体，穿梭于港口之间，其 前进和操纵的能力来自于其推进装置。船 舶也相当于有人居住的水上岛屿，需要有 完整的循环系统来保障生产和生活环境， 如供电、供水、供暖（冷）、治污等。 船舶动力系统的类型 船舶动力系统通常有两种类型。 一、原动机与推进器机械联接构成独立的推进 装置，另有船舶电站，负责供应所有辅助机械及生 活系统。推进用的原动机又称为主机（Main Engine） 现有的船舶80%以上，采用这类系统。 原动机原动机（Prime Motor）是将

17、燃料的化学能（或 原子能）转化为机械能的机器。原动机常用的为柴 油机、燃气轮机、蒸汽涡轮（常规或原子锅炉）。 推进器推进器（Propeller）通常为螺旋桨（螺距固定 或可控），在小型高速船舶中也有用喷水推进 （Water Jet Propulsion）的。 原动机的分类及用途 汽油机 Gasoline Engine 柴油机 Diesel Engine 蒸汽涡轮装置 Steam Turbine 燃气涡轮装置 Gas Turbine 热效率较低， 功率小于200 千瓦，大量用 于汽车，仅游 艇等小型船舶 使用。 热效率最高， 低速柴油机 可与螺旋桨 直联。80% 以上的民用 商船采用柴 油机为主

18、机， 通常小于10 万千瓦 由涡轮和锅炉组 成，热效率较柴 油机低。功率可 很大，以煤为燃 料的装置常用于 发电厂，在船舶 上常用于核动力 船及液化天然气 船 重量轻而功率 大，常用于航 空发动机，船 舶中主要用于 军舰 电力推进的船舶动力装置（Marine Electric Propulsion） 电力推进船舶有一个集中的中央电站，向全船 供应动力，包括推进动力在内。 电力推进船舶目前大约只占1/6，但未来将会 成倍增长。 迄今为止，柴油机仍然是热效率最高， 应用最广泛的发动机。在船舶动力及大功 率车辆的应用上占有绝对的优势。 船用柴油机技术现状 自从柴油机诞生以来，技术性能已经发生 了极大

19、的变化： 效率已经从25%提高到50%，在近十年来，每 年提高1%。这意味着用同样的油现在可以产生一 倍以上的马力 平均压力从0.50.6MPa提高到2.5MPa，这意味 着同样大小的柴油机现在可以产生四倍的马力 新的技术和方法 New Technologies & Solutions 高新技术正在改变着传统柴油机的面貌。 电子控制及IT技术 常规的机械控制装置被取代 各种芯片、传感器、控制器、执行器成为 发动机运行的灵魂 遥控、无人机舱、一人船桥（One Man Bridge） 第一章 船舶动力装置概述 一一 船舶的特殊性船舶的特殊性 第二节第二节 船舶动力装置的可靠性船舶动力装置的可靠性 二二 可靠性在船舶动力装置中的应用可靠性在船舶动力装置中的应用 三三 船舶各种机械的故障比例船舶各种机械的故障比例 第一章 船舶动力装置概述 一一 船舶的特殊性船舶的特殊性 1.船用机械制造台数少：母型机得不到充分试验，可靠性得不到充分保障。 2.主机机型更新换代快：各方面缺陷得不到及时纠正，可靠性得不到充分保障。 3.设备使用坏境十分苛刻：船舶的不稳定性，使设备受力复杂，可靠性降低。 第一章 船舶动力装置概述 一一 船舶的特殊性船舶的特殊性 4.在发生故障时需要船员自行处理，技术、工具、备件、材料等受限，可 靠性得不到充分保障。 5.发生故障时，由于客观环境复杂，可能会导致严重后果