船舶冷媒水系统网络化及控制优化技术探讨

本文介绍了船舶冷媒水系统所面临的问题,通过冷媒水系统的用户需求分析,提出了网络化控制技术,介绍了冷媒水系统的网络优化自动控制技术概念、作用和意义。表明全船冷媒水网络化优化管理技术在实船上将有良好的应用前景。     

船机余热在空调系统中的探索与利用

为更好地利用主机或发电机余热,论述一种用于空调冷媒水的新型船舶主机或发电机(简称:船机)余热利用系统。利用船机缸套水产生的多余热量加热空调冷媒水,摒弃传统锅炉或电加热冷媒水的方式,进而取消燃油热水锅炉及相关配件,减小燃油消耗和船舶电站的容量,降低船舶建造和营运成本,起节能环保作用,有效地解决了采用燃油锅炉或电加热冷媒水等传统方式存在的不足。     

舰船空调循环冷媒水系统处理技术发展及运用

本文介绍了舰船空调循环冷媒水系统的运行特点及围绕这些特点采用的两种水处理方案。通过方案比较，建议在舰船上推广定压换热装置，并提出了对冷媒水进行水质处理的必要性。     

大型舰船集成式冷媒水系统优化设计及试验

针对某大型舰船空调装置集成式冷媒水系统普通空调用户与特殊空调用户并联运行时存在流量分配困难的问题,提出支路双流量并联运行的优化设计方案,采用Flow Master软件计算系统的沿程阻力和流量,构建集成式冷媒水系统模拟试验平台,进行特殊空调用户低负荷运行与高负荷运行时管网的水力特性试验研究,比较采用支路双流量并联运行方案前后普通空调用户和特殊空调用户的流量分配情况。试验结果表明:采用优化方案后,特殊空调用户在高负荷和低负荷工况下运行时管网各用户可基本保持水力平衡,艏艉流量比较合理,满足用户需求;而在低负荷工况不采用双流量并联运行限流方案时,特殊空调用户支路流量远大于所需流量,艏部的普通空调用户支路流量均低于设计流量的50%。理论和试验研究结果说明,在特殊空调用户支路上采取双流量并联运行方案可有效解决大型舰船集成式冷媒水系统不同运行工况下的流量平衡问题,并且具有高效节能的特点。     

铺管船空调系统选型及冷媒水系统设计

以某深水铺管船为例,介绍了全空气系统和风机盘管加独立新风的2种空调系统方案,并对这2种方案进行比较,决定采用风机盘管加独立新风的系统方案。通过对冷媒水系统管路布置,水泵流量、扬程的计算,膨胀水箱、加药罐的选型,较为完整地介绍了水系统的设计。研究表明,该空调系统及冷媒水系统设计在对居住环境要求较高的海工项目中,具有广阔的应用前景。     

舰船集成冷媒水系统损害检测

舰船集中冷媒水系统配置方式可以集中为舰船电子设备冷却提供保障,克服电子设备因自带冷却系统产生的寿命周期费用高、可靠性水平低等问题,能减少资源消耗,简化设备配置,优化系统设计,实现冷却资源的综合利用。集中冷媒水系统的损害检测及管理是舰船损害管制的一项重要内容。在分析舰船冷媒水系统集成及舰船损害管制的基础上,进一步探讨采用主元分析法(PCA)对冷媒水系统测量传感器的损害进行检测与诊断,并在水系统的模拟平台上对传感器的损害检测与诊断进行验证。根据水系统在正常运行条件下的系统压力传感器的测量数据建立的主元模型可解释系统方差95%以上,置信限为1.639 4。在某压力传感器损害(即故障)条件下的运行数据的Q-统计超出这一置信限,说明有压力传感器发生故障,且从Q-分布图可以看出,故障压力传感器的测量贡献率最高,占45%~75%,从而实现了故障传感器的诊断。提出一种平时与战时相结合的集中冷媒水管网的损害检测与诊断流程。     

船用空调冷媒水管清洗和充注工艺

为保障船舶中央空调系统的长期稳定运行，对冷媒水管清洗串洗、除锈防锈和充注等技术要求和工艺流程进行分析，总结出适用于船用空调冷媒水系统的水管清洗和充注工艺。研究表明：该工艺可有效提高水管耐腐蚀性，防止系统内部结垢，避免换热效率降低。研究成果可为船用空调冷媒水管的清洗和充注提供一定参考。     

中央空调系统设计的若干问题

从主机选用配置、冷却水和冷媒水系统设计、变流量调节等方面,提出一些看法,总 结了中央空调系统设计经验。对中央空调系统的实用性和经济性作了一些探讨。     

大型舰船环状冷媒水系统运行模拟分析与试验

搭建了某舰船环状冷媒水系统的模拟仿真平台与试验平台,对该系统不同负荷需求下的运行模式进行模拟分析与试验研究,分析了舰船冷媒水系统在不同运行模式下用户的流量分配特性。结果表明,对于舰船夏季夜间与过渡季运行工况,系统双泵、三泵分别向全船所有用户供水时,用户流量分别约为设计流量的50%与70%,区间流量不平衡率小于15%,满足舰船用户不同负荷(50%或70%左右)下的流量需求;对于舰船冬季运行工况,系统单泵、双泵供全船全年支路冬季运行时,用户流量约为设计流量的70%与95%,其区间不平衡率均小于15%,满足舰船冬季满负荷(100%)部分负荷(70%)条件下用户的水量需求。通过模拟与试验结果对比,进一步分析实际舰船环状冷媒水系统的水力平衡特性。     

大型舰船环状冷媒水系统并网运行模拟分析

针对某大型舰船环状冷媒水系统形式及特点,利用Flow Master建立该环状冷媒水系统的模拟仿真平台。通过对环状冷媒水系统单泵、双泵、三泵以及四泵多种并网运行工况的模拟计算,分析不同运行工况下用户区内与区间的流量分配特性与水力失调情况。模拟结果表明,系统在并网运行时,各用户区内支路流量分配较均衡;单泵供全舰用户运行时,各区用户模拟流量为设计流量的26.7%~38.8%,区与区之间流量最大不平衡率为31.1%,出现明显水力失调现象;对于多泵联合供全船运行工况,各区用户模拟流量分别为设计流量的51.8%~58.4%、77.0%~76.2%、88.7%~90.8%,能适应舰船不同负荷需求,区与区之间流量最大不平衡率小于15%,流量分配较均匀,满足工程要求。     

LNG动力渔船冷能回收利用技术研究

绿色航运已成为发展趋势,开展LNG动力渔船上LNG冷能回收利用技术研究,对LNG动力渔船的加速推广和节能减排具有重大意义。结合某型号LNG动力渔船的特点和相关参数,提出了三种LNG冷能利用系统方案,即直接回收利用系统、两级冷媒循环的整体式冷能利用系统和两级冷媒循环的分布式冷能利用系统,并对三种系统进行了技术探讨和对比分析。利用冷量分析了回收LNG冷能用于渔船冷库的优越性和可行性,并对冷能进行了匹配计算。结果表明,LNG动力渔船蕴含的冷能完全可以满足渔船上冷库冷负荷的需求,两级冷媒循环的整体式回收LNG冷能具有明显优势,且系统中冷媒一和冷媒二应分别为R410A和浓度为68%的乙二醇水溶液。     

变风量空调系统的能耗建模与优化

针对变风量中央空调系统的节能优化问题,以冷媒水泵能耗与风机能耗总和最小为优化目标,建立冷媒水泵与风机能耗的半经验模型。基于支持向量回归方法建立空调机组表面冷却器的运行模型,以冷负荷需求为约束条件,以冷媒水流量和送风量为优化参数,提出一种改良的能耗优化模型。采用粒子群优化算法找到最佳匹配点,使总能量消耗最小,为中央空调系统节能优化运行提供参考。     

蒸汽动力系统在不同工况下的凝水分配协调性分析

[目的]为满足蒸汽动力系统在不同工况下的使用要求,需开展凝水分配协调性分析和管路优化设计.[方法]基于Flowmaster仿真计算软件,建立凝水系统的管网仿真模型,分析低工况和高工况下的凝水系统压力和流量分配情况,并相应提出降低水柜安装高度和调整系统管路连接方式这2种优化设计方案.[结果]计算结果表明:在低工况下,当凝...     

舰船岸接供水运行模式的水力平衡试验

针对岸接泵直接供水运行时,舰船各区用户流量分配不均,存在明显的水力失调问题。提出在冷媒水管网系统中增设动态流量平衡阀、增压泵及分流跨接管3种水力平衡措施以改善系统水力失调。试验结果表明,采用增压泵和分流跨接管2种措施的效果更好,能使各区用户的流量分配更均匀。     

船用水源热泵系统优化措施分析

从配电系统、蒸发器技术、冷凝器技术、冷媒水进水温度控制和冷却水余热回收等五个方面介绍了船用水源热泵系统的优化措施。通过目标内河船和海船实船案例分析比较,依托某两型客船的研究、设计与建造,从船型需求入手,充分了解这两型船的营运区域、舒适度要求等,并从设计原理、控制逻辑、供热系统等几个方面展开了分析。同时,对比同型船常规供热系统的设计方案,分析比较节能效果,确定了冷却水余热回收的节能方式。     

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。     

850客位客渡船自动水喷淋系统的设计及优化

根据850客位客渡船需要满足船舶安全航行的有关规定,对客渡船配置的自动水喷淋系统进行实际讨论分析。论文以某单位设计建造的该系统为例,论述了该客渡船自动水喷淋系统的原理,通过对系统选型计算和优化设计的方法,降低了船舶建造成本,为相关设计、建造单位提供参考。     

美研制出无润滑油离心式冷水机组

美国特灵公司研制出不用润滑油的S系列离心式冷水机组。该机组能效高，可减少冷媒泄漏，大大降低用户使用费用。机组关键技术是采用了混合陶瓷轴承与低压HCFC－123冷媒。混合陶瓷轴承具有自恢复特性，有助于避免轴承磨损和损坏，在冷水机组内采用HCFC－123为机组提供润滑，这种简化设计可以使冷水机组零部件总量减少大约40％。 S系列冷水机组采用直联驱动设计，取消了齿轮对润滑油的需求；由于没有油对冷媒的污染，大大提高了冷水机组效率；机组完全封闭，只需一次充灌冷媒；取消了润滑油检验和过滤器、润滑油、油槽加热器与冷媒的更…     

38000DWT化学品船液货辅助冷却系统设计

全球化学品运输市场中存在低沸点化学品的运载需求。该类化学品在37.8℃时其饱和蒸气压力不超过0.28 MPa,需要充分考虑装载此类高挥发性化学品的货损和安全问题。一种做法是配备成套的液货冷却装置系统,但是其价格昂贵,船东难以接受。为此介绍了一种新型的液货辅助冷却系统,配备冷水机组,利用液货舱加热盘管将冷媒水与低沸点液货进行热交换,从而实现液货冷却的目的。该系统能将液货维持在安全温度,降低液货温升带来的液货舱蒸气压力增大的风险。     

基于机器学习的翼型水动力性能优化设计

基于机器学习的翼型几何优化设计方法可有效避免复杂的计算流体力学数值求解过程,具有更高的计算效率。对翼型进行参数化表示,构建机器学习模型与优化算法进行学习和预测,能极大地减少翼型优化设计时间。论文开展了基于机器学习的翼型水动力性能预测和优化设计研究。运用CST方法对翼型进行参数化表示;采用XGBoost建立翼型水动力特性快速预报模型;结合机器学习方法和遗传算法,综合考虑升力系数、阻力系数和翼型表面压力系数建立优化模型,完成了某翼型的优化设计与水动力性能分析。结果表明：提出的翼型优化设计方法可获取优良翼型,对船用螺旋桨叶剖面设计优化具有重要意义。