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。     

船舶中央冷却水多段比值控制系统设计

针对目前国内船舶中央冷却水系统普遍存在能耗高的问题,提出一种依据三通阀开度变化的实时改变海水变频泵组转速的控制策略。将三通阀开度分为4个区段,每个区段对应1个比值函数,根据比值函数和三通阀开度计算出变频泵组对应的频率。此外,增加smith滞环比较器作为开关函数,避免变频器在安全温度界限附近频繁切换频率对系统产生冲击。试验证明,提出的控制策略不仅实现了海水泵变频节能控制,保证系统稳定、可靠运行,而且显著降低了系统能耗。     

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。     

实船主海水冷却泵变频控制的改造设计

为解决商业运输船舶在航行时海水冷却泵排量过剩的问题,对17.6万DWT散货船海水冷却泵进行变频控制改造。根据SHINKO公司提供的离心泵特性曲线,以最小二乘准则为判断依据,建立了离心泵的变频扬程-流量(H~Q)、效率-流量(η~Q)数学模型,建立了淡水冷却器淡水进出口温差与淡水冷却系统热负荷关系的数学模型,最后给出了船舶任何工况下根据淡水冷却器进出口温差和海水泵进出口温差进行海水泵功率、频率预测的数学模型。试验表明此方法能节约能源、提高经济效益。     

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。     

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”。     

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.     

船舶环状冷媒水系统冬季工况运行模拟分析

针对某船舶环状冷媒水系统冬季负荷特点,提出采用单泵及双泵供全船全年用户支路冬季运行2种模式。通过对该系统的仿真模拟,研究不同工况下,船舶在冬季运行模式下的全年用户支路的流量分配、水力平衡特性以及系统的水力稳定性。对单泵模式,任意1台水泵供水均能使全船各全年用户支路流量达到设计值的70%左右,支路最大不平衡率小于1%;在不同工况下,同一支路的流量最大偏差为7.27%～7.41%。对双泵模式,任意2台水泵联合供水均能使全船全年用户支路流量达到设计值的100%左右,且无水力失衡现象;在不同双泵联合运行工况下,同一支路的流量最大偏差小于5%。结果表明,对于船舶环状冷媒水系统单泵运行或者双泵运行可满足船舶部分负荷以及满负荷冬季工况需要,水力稳定性小于15%,满足工程需求。     

63500 t散货船海水泵节能设计及应用

针对船舶海水泵在常规设计中容量过剩和能耗偏高的问题,以63 500 t散货船海水冷却水系统为研究对象,提出了将海水泵改用变频控制的方案。通过对海水温度和冷却淡水温度的监测,基于监测信号控制电机变频,实现了对海水泵的自动平稳调控。使用变频节能方案后,一年可节省电能92 400 k Wh,EEDI指数下降0. 042 1。数据表明:该变频方案达到了节能环保、降低船员工作量、系统安全运行的目的,具有一定的工程应用参考价值。     

七〇四所变频换热机组助力船舶节能

<正>日前,七〇四所热工空调部在船舶机舱中央冷却系统方面研制出变频换热机组,该机组结合了热交换技术与自动控制技术,以撬块的形式集成了板式换热器、变频水泵、电控箱以及控制系统。该机组根据船舶机舱运行设备的实际负荷大小及海水的实际温度,实时调节海、淡水量大小,确保机舱设备温度保持在正常范围,达到降低海、淡水泵负荷,减少水泵能耗的目的。可自动根据机舱设定要求控制水泵水量,自动加减水泵台数,可在机组运行时记录下实时能耗数据。     

基于FEM/BEM的船用水泵流动诱发振动噪声计算分析

离心水泵是舰船上面重要的流体机械,广泛应用于船舶冷却系统、舱底压载系统、循环水系统及消防系统。同时离心泵也是舰船管路噪声源之一,影响着船舶运行环境舒适性与舰船的安全隐蔽性。本文利用fluent软件计算流场非定常过程中叶轮所受时域脉动压力,并提出优化方案。将其作为激励源加载到水泵电机有限元模型上,采用隐式有限元法计算泵组表面振动速度与机脚处加速度,估算泵组振动烈度。将有限元振动速度导入Virtual.Lab软件,采用声学边界元计算泵组的空气噪声辐射。计算结果表明,泵组出水口处与机脚处振动噪声较大,应采用相关的减振降噪技术。     

基于变频调速的恒压供水控制系统

介绍了一种恒压供水系统的构成及设计原理.系统采用变频器和智能供水控制器,无级调节水泵的转速,并能根据设定的水压确定循环软启动水泵的数量,从而使水压维持恒定.运行结果表明,循环软启动的平稳切换能有效地减小系统的机械、电气冲击,切换时压力波动很小;而且丰富的功能指令和自动报警保护措施显著延长了水泵机组等和元器件的寿命.     

蜗壳截面形状对舰用离心泵性能特性的影响

为研究蜗壳截面形状对舰用离心泵性能的影响作为后续研究舰用离心泵噪声振动特性的理论依据，在蜗壳基圆、各断面面积、隔舌螺旋角、隔舌安放角和蜗壳出口面积相同的情况下，改变蜗壳截面形状，分别设计A型、B型和C型蜗壳。对3种蜗壳型式离心泵进行数值计算。结果表明，3种型式蜗壳离心泵的外特性变化趋势基本一致。小流量工况的A型蜗壳离心泵效率略小，大流量工况的B型和C型蜗壳离心泵效率小。随着流量的增大，B型和C型蜗壳离心泵效率下降幅度较大。3种型式蜗壳离心泵在相同工况条件下，压力场、速度场、湍动能和空化现象的变化趋势大致相同。3种型式蜗壳离心泵流场特性在隔舌流道和蜗壳流道处均不相同，表明改变蜗壳截面形状主要影响叶轮靠近隔舌流道和蜗壳流道内的流场。     

绞吸挖泥船泥泵组合及转速匹配

对于相同的输送工况，泥泵的数量及各泵之间不同转速组合可能对泥泵效率、燃油成本产生影响，这种情况对于转速调节范围更大的变频电机驱动泥泵尤为明显。针对此问题，分析泥泵的相关特性以及泥泵组合和转速匹配原理，并以燃油消耗率为参考基准，对特定工况条件下泥泵组合和转速匹配案例进行深入研究。结果表明，在某特定工况条件下，必然存在一种最佳的泥泵数量和泥泵转速组合方案，可达到节省燃油的目的。     

船用锅炉蒸汽余热吸附式空调的试验研究

吸附空调系统船用的关键是其供冷量能否适应船舶空调舱室热负荷的变化。在实验室中建立了由锅炉低压蒸汽驱动的五吸附床,制冷系统使用氨-复合吸附剂。根据夏季典型空调工况下计算的热负荷,实验研究了制冷系统供冷量与空调负荷变化之间的适配性。结果表明:系统供冷量除受循环冷却水和蒸汽的流量、温度的影响外,还受吸附床加热和冷却时间的影响;必须通过优化吸附床结构、调整吸附床的吸脱附时间,才能使蒸汽驱动的吸附制冷系统实用化。     

对船舶中央冷却系统进行流阻及传热分析暨有效的节能措施

作者对船舶中央冷却系统进行流阻及传热分析，得出主海水泵耗功应按冷却所需热负荷和海水温度的变化而自动增减，以取得有效的节能效果。     

基于流体-结构耦合振动的液压脉动滤波器试验研究

分析了船上泵源液压系统压力脉动产生的原因及频率成分。根据气体消声器的原理,结合液压系统高压、大流量等工作特点,设计和制造了一种基于流体-结构(fluid-structure)耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,并推导出其波动衰减的传递矩阵模型。通过调整液压泵转速来改变压力脉动频率,在液压系统压力脉动试验平台上进行了三组对比试验。试验表明,当滤波器的结构振动体固有共振频率与系统频率接近时,系统的脉动能量得到有效衰减,系统的压力波动幅度和脉动率大幅降低。试验结果验证了结构共振式液压脉动滤波器的使用效能和存在的不足,它为液压系统振动控制提供了新的技术手段。