船舶柴油机注汽涡轮增压系统

为了改善涡轮增压柴油机在低工况运行时,会出现增压压力不足、燃烧过量空气系数小和废气排温较高等固有特性,提出了一种利用增压器废气余热产生水蒸汽,并注入涡轮来提高增压器的压比和空气量的新方法。这种新方法可以改善涡轮增压器与柴油机的匹配,从而可提高柴油机的性能。试验结果证实了该方法的有效性。     

环境温度对船舶主机涡轮增压器特性的影响研究

了解环境温度对涡轮增压器的影响,采取何种措施保证柴油机安全可靠地运行,同时又满足使用要求,这是柴油机制造者及用户历来关心的问题。本文以6210ZLC-3型船用主柴油机(配VTR201-2N型废气涡轮增压器)为例,用软件模拟计算环境条件的变化对船用柴油机及其涡轮增压器特性的影响。提出了非设计工况下增压系统的管理对策。     

涡轮增压柴油机瞬态特性的改善

1 涡轮增压柴油机瞬态特性分析 涡轮增压柴油机瞬态特性问题从20世纪60年代后期就已经引起关注,人们发现涡轮增压柴油机不能像非增压柴油机那样很快地响应负荷和速度的突然变化,而今随着柴油机的增压程度进一步提高,瞬态特性愈加恶化,使得涡轮增压柴油机在一些场合的应用中产生了困难,主要有:     

涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真与试验研究

基于管内一维非定常流动和缸内容积法,搭建了废气涡轮增压柴油机仿真平台,其中包括气缸模型、进排气管路模型、涡轮增压模型、中冷器模型及喷油控制模型。进行了脉冲负载下废气涡轮增压柴油机瞬态工作过程模拟计算,结果显示,仿真值与试验数据有较好的一致性。同时,得到了涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态工作特性,并提出了一些脉冲负载下改进涡轮增压器和柴油机匹配的措施。     

国外科技

181 船用动力涡轮发电机 Marine PowerTurbine Generator现代化高效率的 BBC VTR..4E 型涡轮增压器达到高于柴油机增压所需的效率。因此,可转移一些排出废气,用于 BBC动力涡轮发出附加电力。不需把大量的机械负荷强加于发动机。可获得较高的有用功率,而联合装置的燃油耗得到改善。此外,当柴油机在部分负荷时断开动力涡轮的情况下运行时,发动机的性能得到显著改善。     

可变截面涡轮增压瞬态性能仿真研究

为研究可变截面涡轮喷嘴开度对发动机的性能影响,建立GT-power和MATLB/Simulink联合仿真模型。采用GT-power软件建立的TBD234V12可变截面涡轮增压柴油机仿真模型研究发动机稳态性能,联合MATLB/Simulink软件建立的可变截面涡轮增压柴油机控制模型,对发动机瞬态性能进行仿真计算。结果表明:在发动机瞬态工况下,可变截面涡轮增压系统可以明显改善常规增压柴油机的动力性、经济性和动态响应特性,并且有效降低增压柴油机的时滞性,涡轮迟滞时间的降幅约为30%。     

通过增加喷嘴环叶栅改善柴油机低负荷运行工况的探讨

针对船舶涡轮增压柴油机在低负荷工况运行时,出现增压压力不足,燃烧过量空气系数过小的特性,提出了一种通过增加增压器喷嘴叶栅数来提高增压器的压比和空气量的新方法,以改善增压器与柴油机的匹配与柴油机低负荷工况运行的性能。     

涡轮平面叶栅的理论研究与试验分析

本文利用平面叶栅理论,按实用的流道法以及水电比拟法对燃气涡轮、蒸汽轮机及柴油机增压器废气涡轮的叶片的性能进行了理论计算,并运用附面层理论来处理气流的粘性——估算涡轮平面叶栅的损失及分析沿叶型表面速度分布形式的影响。 在理论分析的基础上,针对涡轮叶栅稠度大、安装角大及气流转折角大的特点,运用“通道”概念进行分析,选择几个有效的准则来处理大量叶栅试验数据,最终得出了计算涡轮叶栅气动特性的几个比较精确的半经验公式。     

二次进气预膨胀涡轮增压系统

文中介绍了二次进气预膨胀涡轮增压系统，该系统能降低燃油消耗率、机械负荷和热负荷，曾在6PA6L280柴油机上进行了性能模拟及试验研究，试验结果与理论预测很一致。若涡轮增压器总效率大于65％时，该系统能回收剩余废气功而不用动力涡轮，在结构上也大大简化，可减少不用动力涡轮系统的附加投资。为了验证这一特性，对6MANL58／64柴油机进行了模拟计算，与一般增压系统比较，结果令人鼓舞。     

船舶柴油机轴系运动仿真和结构振动分析

以船用PA6-280柴油机为背景,通过柴油机主要运动部件以及轴系的建模与运动仿真,探索了柴油机隔振装置以及轴系在各种支承条件下的动力学特性;分析了船体结构在柴油机振动激励下的响应与受力;得到了柴油机的振动沿主轴承以及隔振装置向船体结构的传递特性。     

高经济型船舶电站有新进展

所谓高经济型船舶电站是日本石川岛播磨重工业株式会社五年前开发的一种节能型电站.它的主要特征是把废气涡轮发电机组通过功率传递装置或离合器与主柴油机直接相联结,这样就可使废气涡轮发电机组与主柴油机相互间可实现功率传递.也就是当废气涡轮的输出功率超过船内     

三菱重工开发出利用船舶废气发电装置

<正>三菱重工近日宣布,该公司开发出利用船舶用柴油机排放的废气进行发电的装置。利用该装置可以在船舶航行中为船员的生活和船舶的控制等提供所有必要的电力,可以节约3%左右的耗油量。该装置称为增压器,装入发电机后有助于燃烧,可以提高发动机效率,在此基础上利用废气的风力转动涡轮发电。     

绞吸式挖泥船泥泵装置特性分析

分析泥泵特性,柴油机特性,管路特性与泥泵装置工作点及范围等,合理确定泥泵与柴油机,泥泵装置与管路的匹配工况。     

低速柴油机变流量冷却方法的研究

根据低速柴油机的输出功率,采用变冷却水流量的方法对气缸套进行冷却可有效控制气缸壁内表面的温度,从而改善低速柴油机的工作性能.研究了实现变流量冷却的具体方法,并通过水力计算和实验对所提出的方法进行了验证.其结果表明:目前大多数低速柴油机缸套冷却水系统的设计违背了变流量冷却的宗旨;采用合适的节流装置以及合适特性的三通阀可实现变流量冷却;采用等百分比特性的三通阀和合适的节流装置是实现变流量冷却的较好方法.     

船舶柴油机-调距桨控制系统的设计及仿真研究

推进系统是船舶的动力来源,决定了船舶的动力特性,随着海洋运输行业的迅猛发展,对船舶推进技术的要求也变得越来越高。为了提升船舶的动力特性,适应复杂的航行环境和货物负载,柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置被成功研发出来,并获得了较大的装机量。柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置可以根据船舶的负载、速度、载荷等工况调节螺旋桨的螺距角,改善推进作用力、推进效率和机动性,具有重要的市场应用价值。本文介绍了柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置的结构与数学模型,设计了柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置的控制系统,并采用AMESim软件对该控制系统进行仿真试验。     

增压柴油机推进系统仿真研究

首先建立了增压柴油机一系列平衡点的综合函数,它综合有关部件的静态特性,经过离线的迭代运算,事先求得;然后建立发动机本体、涡轮增压器、调速器及船桨运动微分方程;在Matlab Simulink下建立增压柴油机准稳态非线性仿真模型,研究静态平衡条件受到破坏时,具有代表意义参数的动态过程.仿真结果表明,准稳态非线性的建模方法符合大扰动下仿真的实时性和精度.     

船用超级涡轮发电装置

日本三菱重工业最近研制出划时代的船用超级涡轮发电装置,它是通过最大限度地利用船用柴油机排出的残气来供应通常在海上航行的船舶内部用电。三菱重工业除了在其建造的大型船舶上安装这套装置外,还将积极向外销售。这套船用超级涡轮发电装置采用了新型增压器.能用主发动机排出的废气直接带动燃气轮机发电。由于充分地利用了这些废气,因此这套装置的发电量比     

某船用柴油机增压器涡轮叶片断裂故障分析

针对某船舶电站用柴油机增压器涡轮叶片断裂导致柴油发电机组无法正常运行的故障,开展增压器涡轮叶片断裂故障原因分析。对可能导致涡轮叶片断裂的各种因素进行分析排查,结果表明:涡轮浇铸温度趋近于上限,导致晶粒偏大,使涡轮叶片抗疲劳能力下降;增压器运行过程中,涡轮叶片受长期交变应力作用,粗大结晶区萌生裂纹,裂纹以疲劳方式扩展,最终导致涡轮叶片断裂。根据分析结果可知,减小涡轮浇铸温度控制范围,避免浇铸温度趋近上、下限值,按照改进浇铸温度后生产的涡轮增压器经过3 000 h的验证,未发生涡轮叶片裂纹、断裂故障。对柴油机零部件国产化过程中关键工艺参数确定需注意的问题具有借鉴意义。     

船用柴油机与涡轮增压系统匹配及性能研究

利用AVL BOOST软件建立了4190ZL C-2型船用中速四冲程增压柴油机的仿真模型,利用BOOST模型进行柴油机推进特性和负荷特性工况的计算,通过与实验数据对比,验证模型的正确性.利用BOOST软件对4190ZL C-2型船用中速柴油机与现有增压器联合运行规律进行研究,得到柴油机与涡轮增压器匹配特性.结果表明,4190ZLC-2型柴油机与压气机联合运行性能很好符合增压器匹配的要求.     

可变截面涡轮增压器在船舶柴油机上的应用前景

日前，某些车用柴油机采用可变截面涡轮增压器，改善了车用发动机的动态性能，降低了油耗率。阐述了可变截面涡轮增压器在船舶上应用的限制，指出其应用前景。