电力推进第一课ppt课件

1、The Introduction of Marine Electric Propulsion Technology (MEPT)第一课 开展概述 MEPS is a propulsion system in which propellers are driven by electric motorsEnergysources：FossilAtomicPropellersMotorGeneratorPrimeengine：DieselTurbine.Fuel CellOther loadsMechanicalEnergyElectricenergy 开展情况第一代电力推进第二代电力推进吊舱的诞生

2、与开展1920s: First Generation:Turbo-Electric MachineryElectrical Synchronous Propulsion MotorsVariable Generator FrequencyOne-to-One Generator - Propulsion1980s: Second GenerationDiesel-Electric Power Plant, later also Turbo-ElectricFixed frequency Electric Power DistributionAC/DC and AC/AC Power Conve

3、rsion1990s: Breakthrough for Electric PropulsionDominating in Cruise, Ice breakers, Offshore Oil ExplorationPodded Propulsion15 19世纪末期，在德国和俄国最先开场了开展许多以蓄电池为能量源的电力推进运用实验，以后第一代电力推进1920年代投入运用，结果在减小客船横渡大西洋时间上效果明显。第一代电力推进 20世纪初期，电力推进曾一度成为舰船动力的新潮方案。从20世纪初至20世纪40年代，各国建造了大量电力推进舰船，从民用的客轮、货轮、油轮到军用舰艇，都有采用电力推进系统

4、的。二战期间战功卓著的美国海军“列克星敦级大型航空母舰，采用的就是蒸汽轮机-发电机-电力推进系统。 电力推进系统能在电力推进系统能在2020世纪初期迎来世纪初期迎来“第一次浪潮，第一次浪潮，主要缘由是当时的舰船日益大型化。在主要缘由是当时的舰船日益大型化。在2 2万吨甚至万吨甚至3 3万多万多吨的战舰上，假设采用传统推进安装，长达近百米的主吨的战舰上，假设采用传统推进安装，长达近百米的主轴和大型机械减速安装在制造上相当有难度，而采用电轴和大型机械减速安装在制造上相当有难度，而采用电力推进系统可以绕过这一难题。力推进系统可以绕过这一难题。 16第一代电力推进兴起的主要缘由 随着技术的提高，主要海

5、军大国曾经可以研制消费满足大型战舰要求的超长主轴和大型齿轮减速安装，而电力推进安装由于增多了能量变换环节，带来了设备昂贵、传动效率低、维护保养任务量大等一系列缺陷，故大型舰船又重新回到了采用传统轴系的直接推进技术。17第一代电力推进衰落的主要缘由 20世纪70年代后，电力部件向大功率方向飞速开展，功率一体积比不断提高。以开关技术为根底的功率电子技术不但不断提高了开关的频率，而且朝着智能化、模块化方向开展，具有代表性的几种功率电子器件首先在陆上电网得到了运用，然后又逐渐运用到了舰艇上，功率电子技术彻底改动了舰艇能量变换的容颜。80年代以后，进入适用阶段的永磁电机可以给舰艇电力推进设备带来更小的体

6、积和分量，加上大功率、低油耗的新型燃气轮机面世，这使得电力推进的“复辟有了技术上的可行性。18第二代电力推进兴起的主要缘由19第二代电力推进兴起的主要缘由 电力推进是一个能满足不同需求的领域。胜利的电力推进处理方案被运用于基于建筑、操作、经济性等方面思索的海军舰船、液压及推进工程、电力工程等方面。 电力推进采用蒸汽透平或柴油机带动发电机，采用不同的配置方式，已运用于数以千计的各种船型。 此外在潜艇和水面舰只中，电力推进系统也有不少潜在的装机容量。 随AZIMUTH侧推器和吊舱式推进安装的引入，电力推进系统的配置运用在不同的船型中以满足运输、机动、定位等目的。 目前，电力推进主要运用在以下船型：

7、游轮、渡轮、动力定位的钻井船、侧推辅助定位锚泊的消费设备，油轮，布缆船，铺管船，破冰船，其它冰区航行船舶，供应船，战舰。在已存在和新的运用领域中新造船舶中适用电力推进的研讨和评价任务正在进展。 吊舱推进器扩展了电力推进的适用范围吊舱推进器扩展了电力推进的适用范围Electric PropulsionConventional Propulsion 原动机与推进器机械衔接的系统在很多场所曾经不能满足船东对船舶功能及目的的需求 大型主机及其轴系占据了宏大空间，其刚性的衔接，制约了全船的布置，例如小水线面船、滚装船、奢华邮轮等都不能接受这种系统。集装箱船会因此而损失装箱空间，而舰艇那么需求更多的武器弹

8、药空间。 +Improved life cycle cost by reduced fuel consumption and maintenance, especially where there is a large variation in load demand, e.g. in DP vessels+Reduced vulnerability to single failure in the system and possibility to optimize loading of prime movers+Light high/medium speed diesel engines+

9、Less space consuming and more flexible utilization of the on-board space increase the payload of the vessel+Flexibility in location of thruster devices+Improved maneuverability+Less propulsion noise and vibrations-Increased investment costs-Additional components between prime mover and propeller inc

10、reases the transmission losses at full load-A higher number and new type of equipment requires different operation, manning, and maintenance strategy优越性：经过减少油耗？和维修量，改善生命周期本钱。特别是负荷变化较大的船舶，比如许多动力定位的船舶，他们的操作图谱中，运输和定位操作的时间几乎均等。经过添加冗余，添加系统对某单个缺点的抵抗性；中、高速机分量轻；占用空间少，添加仓储容量；推进安装布置灵敏，推进器供电采用电缆；布置独立于原动机的布置；采用

11、AZIMUTH和吊舱推进器，机动性好；噪音小，震动小，由于轴系变短，原动机转速固定，采用拖曳式桨伴流均匀，空泡少，减小气蚀。 DP (Dynamic Positioning)Pipe laying vesselGeological surveyROV operationsCable laying vesselVibration controlof marine risersHeavy lift operationsPosition mooringPipe and cable laying缺乏： 初投资添加。然而，事物在不断开展，总安装数不断添加，本钱会逐渐下降。 额外添加的部件电力设备-发电机

12、，变压器，推进器及电机，在原动机和螺旋桨间添加了损耗。谐波问题必需面对。对新涉足身手域的人来说，大量的新型设备需求掌握不同的操作、管理及维护战略。 PoutPinGeneratorSwitchboardTrans-formerFrequencyconverterElectricMotorPoutPinPower lossesP O W E R F L O WlossesoutoutinoutPPPPP+0.960.9990.9950.9850.960.90 能量流分析对每个部件，电效率可以计算出来，在满载时，效率的典型值是发电机效率0.950.97，配电板0.999，变压器0.99-0.995

13、，变频器0.98-0.99,电机0.95-0.97。柴油机-电力推进系统的效率，从柴油机轴到推进电动机轴，满负荷时正常情况下在0.88-0.92。效率随系统负载而变。 能量流分析原动机到推进轴系中添加了额外的设备，导致差不多10%的损耗，电力推进系统的节能潜力并不是由于采用电力设备部件。节能? 电力推进节能缘由分析节能缘由一、 可调速的定距桨比定速可调螺距桨的水动力效率高。节能缘由二、 电力推进系统的发电柴油机任务在定速和高负荷区对应的燃油效率较高而机械推进系统原动机燃油效率随负载变化差别很大等。差别在较低推力的时候，比如DP和机动航行非常明显。 留意：对于绝大多数时间任务在设计工况的船舶来讲

14、，电力推进是不节能的，除非有其他方面特殊需求，否那么决不会采用。 节能分析 节能分析柴油机最大的燃油效率在负荷的60%-100%之间，这就呵斥了传统机械推进和柴油机电力推进在功率耗费上的最大差别。在柴油机电力推进系统中，电站由多台小功率的柴油发电机组组成，总的运转台数可以选择使得每台运转机负载最优。总的额定功率也可以调整到适宜船舶的能够的运转工况，使得针对多数的运转方式和时间内都能够找到一个优化的配置。 节能分析 节能分析直接跟驱动柴油机相连的可调螺距桨与可变速调理的定距桨相比，水动力效率损失随工况不同差别明显。在低负荷工况下，尤其明显。零负荷下，CPP的水动力损失约15%。而可调速的定距桨损

15、失近似0。在多数的CPP配制中，桨速要求为定速，转速普通较高。即使是在推力为0时也如此。对于FPP可变速驱动器允许零推力时对应0转速。CPP的优越性是螺距比在很大的转速范围内水动力效率还算不错的。 vs.AB 水动力性能分析船尾型线得以改善，提升船尾流场质量，使得推进器在比较理想的伴流中任务，可使船体流体性能充分改良，提高水动力性能。据测算，经过优化后的船型效率比运用常规桨可提高15%左右，优化设计后的POD推进器可使推进器的流体性能比常规桨提高约4%；POD的螺旋桨比常规螺旋桨小，产生空泡景象的临界速度高，可改善振动与噪声性能；POD推进器可以在船体灵敏布置，以获取最正确的推进性能。 项目机

16、械推进常规电力推进POD推进回转直径120%100%75%零航速回转180度所需时间118%100%41%全速回转180度所需时间145%100%42%全速到停止所需时间280%100%42%零航速至全速所需时间210%100%90%Vessel LoadsPropulsion AuxilliariesBy platform / ROV, 11 %Transit, 11-12 knots 40 %Standby40 %Anchor handling, 6 %At quay, 6 %vs.AB 包括核动力在内的新一代军用舰船将大量采用电力推进及综合电力系统。美国会曾经经过听证，赞同弗吉尼亚级核潜

17、艇采用综合电力系统。 美海军部长美海军部长Danzig说：说：“Changes in propulsion systems are fundamental and offundamental importance. Thus, we are moving forward to embrace a technology, electric drive technology, and . the integrated power system that comes with it, to drive Navy ships. This is a very fundamental step. Were taking it because weve judged that the technology is ripe enough to reach it. 油价的高企能够使电力推进迅速用于新的领域 将广泛运用于滚装船、邮轮、化学品及LNG船、高速船、离岸任务船钻井船等.玛丽女王二号玛丽女王二号破冰船破冰船海洋平台半潜船 现代电力电子技术曾经彻底改动