变频海水冷却系统的节能研究

为了验证变频海水冷却系统在实船上的节能效果,根据47 500 DWT散货船实际的航运数据,结合海水冷却系统的管网特性以及变频泵的运行原理,对该船进行实船仿真计算,获取在不同工况负荷下系统的运行数据,并进行能耗分析。研究结果表明,采用变频海水冷却系统可有效的降低船舶能耗,从而可以提高船舶运营的经济性。     

船舶中央冷却水系统变频水泵流量特性

针对船舶中央冷却水系统变频水泵切换效率低、能耗大及流量波动变化等问题,深入研究2350TEU集装箱船在各种负荷变化和海水环境温度变化时的变频泵调速流量特性,分析变频水泵在单泵、双泵2种状态切换时的流量特性、效率特性和功率特性,计算水泵变频切换时的最佳转速与流量。结果表明:实现单双泵无扰动切换,可减少切换时流量产生波动对止回阀的冲击,提高变频泵的工作效率,降低系统能耗,为船舶中央冷却水节能控制系统设计提供理论支持。     

变频海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的仿真分析

根据水泵运行的相似性原理,研究分析变频水泵的工作特性,并通过管网流体系统仿真软件Flowmaster的稳态计算及瞬态计算等功能,以某散货船为例,对船舶中央冷却系统中的海水冷却泵进行变频仿真,研究海水冷却泵在船舶中央冷却系统中的运行特性及变频范围。仿真结果为在船舶系统中变频海水冷却泵的选型提供一定的理论基础和参考依据。     

快速压排载系统空压机组的节能控制策略改造

针对半潜式起重拆解平台快速压排载系统中空压机组的控制方式简单,运行能耗过高的问题,对空压机组运行控制策略进行优化改造,挖掘节能潜力。提出部分工频空压机变频改造方案,设计变频空压机自适应模糊PID控制策略,并进行典型工况的仿真实验。仿真结果表明,该控制策略在时间约束下达到了良好的节能效果,能够在保证平台安全作业的同时实现节能运行。     

船舶反渗透海水淡化工艺研究

针对传统船舶反渗透海水淡化系统出现的能耗高、体积大、噪声高等缺点,研发设计一种新型船舶反渗透海水淡化工艺。新型工艺采用1台中压供料泵与三合一循环泵串联升压的膜进水流程,三合一循环泵可实现高压泵、能量回收和增压泵三重功能。该泵可有效回收利用反渗透过程中的余压能量,使系统能耗大幅度减低;设备采用小型化和集成化设计,可适应船舶狭小的空间要求;整个系统泵机较少,且循环泵为容积泵,其工作往复频率低,故系统噪声相对传统海水淡化系统的噪声较低。该工艺可充分满足船舶海水淡化设备小型化、节能化的要求。     

船舶海水管路系统振动特性计算与分析

为系统性地分析船舶海水管路系统的振动特性,采用有限元法建立泵组-隔振器-挠性接管-管段-支承-管路附件系统的频率域计算模型。以某海水管路系统为研究对象,通过数值仿真计算分析系统固有振动特性和振动传递特性。结果表明,挠性接管刚度对泵组-管段之间的振动传递比较关键,当其低于1/10的振源泵组隔振器刚度时,传递至管段的振动大幅衰减;优化管路附件、支承结构等可使管段弯曲振动频率避开泵组的低频激励频率,对抑制特定频段的振动传递比较有效。     

电源电压和频率变化对船舶电气设备的影响

船舶电气设备绝大多数是由感应电动机驱动泵和风机系统,其余是照明和航海设备。作者研究了电压和频率变化对这些设备特性的影响,指出如果测出额定电压和频率下的常数 K_m/K_o,就可以计算出变电压和变频下的转速。此常数 K_m/K_o 是与转速平方与负载转矩之比值成正比。所以测出这一常数,可以计算出变电压和变频下泵和风机的转速变化、流量、压头或全压以及输出功率,还介绍了变电压和变频下舵机和照明设备的性能。     

采用变频调速技术的船用海水泵能耗分析

介绍了变频调速技术的工作原理,给出了普通海水泵和恒压变频海水泵的功耗计算公式;基于现有欧亚航线上的20000TEU级集装箱船对海水冷却系统进行方案设定,给出了中央出冷却水系统和逻辑控制系统的设计方案;通过计算分析了普通海水泵变频和恒压变频海水泵能耗上的差异,验证了能耗计算的准确性。对船上应用变频调速控制系统的能耗和成本降低提供了计算方案。     

基于变频技术的泵阀联控船舶液压舵机系统

变频液压泵控舵机系统具有能耗低、寿命长和噪音小的优势,但动态响应慢,不能适应现代船舶快速操纵的要求;而阀控系统响应快,但效率不高。对此,提出泵阀联合控制的变频液压舵机系统。该系统较好地发挥了泵控与阀控两个系统的优势,能达到节能、可靠和响应快的性能要求。     

40000吨级绿色灵便型散货船海水冷却系统节能设计

40 000吨级绿色灵便型散货船采用中央冷却系统设计,配备3台冷却海水泵,1台为定速泵,2台为变速泵,可根据船舶动力装置的负荷、不同海域的海水温度和温控阀的开度,利用变频控制技术自动调节海水泵的转速、流量,从而达到有效降低船舶电能消耗及废气排放,在实现绿色环保的同时,也将改善海上运输效能.     

基于变频控制的船舶中央冷却水系统优化设计

船舶中央冷却水系统中的主要耗能设备为冷却海水泵。文章通过分析传统中央冷却水系统的能耗,从节约电能的角度介绍海水泵采用变频技术结合温度控制器(PID)和微机原理控制两种方式后对中央冷却水系统产生的影响,并将两种系统进行对比之后选出更加符合实际应用要求的中央冷却水系统,验证了对海水泵采用变频技术在降低船舶营运能耗和提高经济性方面的重要意义。     

船舶冷却海水泵变频控制模式应用研究

现有的船舶中央冷却海水泵变频控制技术属于闭式控制系统,其操作总是滞后于系统的实际变化,给船舶冷却水系统带来负面影响。以热交换器原理为突破口,研发了两种带前端控制的海水泵控制模式,即直接计算的控制模式和基于数据库的控制模式。这两种优化的系统控制模式可以使海水冷却系统更“智能”。     

船舶泵阀移水系统水锤抑制方法研究

通过Flowmaster瞬态仿真分析,对船舶泵阀移水系统水锤抑制方法进行研究。结果表明,阀快速关闭时,系统中存在明显的水锤现象;延长阀关闭时间和采用两阶段关闭的策略,可以有效地抑制系统水锤冲击;阀离泵组越近,对水锤抑制效果越好;管路中加装蓄能元件也能有效抑制水锤。     

快速排载系统空压机组节能控制策略仿真

半潜式起重平台的快速排载系统中空压机组为工频和阶梯式集群运行方式,对其进行变频改造和集群控制策略的仿真优化研究,挖掘节能潜力,具有重要意义。在对快速排载系统的工作原理进行介绍并建立其数学模型的基础上,提出空压机自适应模糊PID变频控制策略和工-变频联合的集群控制方案,建立快速排载系统仿真模型并设计了典型工况仿真实验。仿真结果表明在保证平台安全作业的时间约束前提下,所提出的控制策略能够实现快速排载系统节能运行。     

船舶综合电力系统的能量管理控制系统与全数字仿真研究

近年来，电能逐渐取代传统动力成为船舶的主要推进能源。作为船舶综合电力系统的核心部分之一，船舶综合电力系统的能量管理控制策略设计及其仿真研究得到越来越多的关注。首先，本文从经济性的角度，设计了船舶能量管理系统的控制策略；其次，本文引入储能单元，利用其灵活性强和响应速度快等优点并结合能量管理控制策略减小负荷波动对电网的影响；最后，为验证能量管理控制策略的功能与有效性，建立综合电力系统简化模型。仿真结果表明，采用本文提出的能量管理控制策略可以使机组运行在最佳油耗范围内，并且提出的简化仿真模型可以验证能量管理系统控制策略的功能。     

基于燃油计量阀的高压油泵动态特性仿真分析

以某型基于燃油计量阀的高压油泵为研究对象,在介绍其工作原理的基础上,利用AMESim软件建立高压油泵及共轨管的仿真模型,并通过高压油泵性能试验验证仿真模型的准确性,最后利用模型分析燃油计量阀控制信号的频率和占空比以及驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响.结果表明:燃油计量阀控制信号的频率对高压油泵动态特性的影响较小,而燃油计量阀控制信号的占空比和驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响较大.随着燃油计量阀控制信号占空比的减小以及驱动轴转速的增大,高压油泵输出高压燃油的响应加快,泵油能力增强.     

船用液控蝶阀节流调速系统的数字仿真(英文)

Hydraulic butterfly valves have been widely applied in marine engineering because of their large switching torque, low pressure loss and suitability for large and medium diameter pipelines. Due to control problems resulting from switching angular speeds of the hydraulic butterfly valve, a throttle-governing control mode has been widely adopted, and detailed analysis has been carried out worldwide on the structural principle concerning speed-regulation and the load torque on the shaft while opening or closing a hydraulic butterfly valve. However relevant reports have yet been published on the change law, the error and the influencing factors of the rotational angular velocity of the hydraulic butterfly valve while opening and closing. In this article, research was based on some common specifications of a hydraulic butterfly valve with a symmetrical valve flap existing in a marine environment. The throttle governing system supplied by the accumulator to achieve the switching of the hydraulic control valve was adopted, and the mathematical models of the system were established in the actual conditions while the numerical simulations took place. The simulation results and analysis show that the rotational angular velocity and the error of the hydraulic butterfly valve while switching is influenced greatly by the drainage amount of the accumulator, resulting in pressure loss in the pipeline, the temperature of hydraulic medium and the load of the hydraulic butterfly valve. The simulation results and analysis provide a theoretical basis for the choice of the total capacity of the accumulator and pipeline diameters in a throttle governing system with a hydraulic butterfly valve. It also determines the type and specification of the hydraulic butterfly valve and the design of motion parameters of the transported fluid.     

海水循环泵自流特性仿真研究

利用船舶前进时海水进水口“自流”特性,在船舶达到一定航速时关闭循环泵汽轮机,可以达到节能的目的.结合循环泵汽轮机的热力计算、配汽计算、循环泵水力特性计算的结果,建立基于AMESim软件的海水循环泵及其控制系统仿真模型,考虑船体及主机的惯性,通过稳态工况仿真与试验数据对比验证了模型的有效性,其相对误差小于3.4％.利用所...