船用烟气余热S-CO2布雷顿循环发电系统性能分析

开展船舶主机不同负荷工况下的S-CO₂布雷顿循环余热系统热力学特性和效能分析是其实现工程应用的必要环节。本文通过性能分析确定系统热力学参数对净输出功率和平准化能源成本的影响变化趋势,最佳运行参数范围以及系统关键热力学参数。通过主机典型负荷工况下的效能评估,分析集成S-CO₂再压缩布雷顿循环余热发电系统后的船舶节能减排效益。结果表明：主压缩机入口压力和压比对整个余热发电系统热力学性能和经济性影响最为显著,可调节这2个关键热力学参数以确保系统在船舶主机不同负荷下获得良好系统性能;集成该余热发电系统后,MAN8S90ME-C10.2型主机系统热效率最高可提高0.91%,燃油消耗量平均每年可减少51 t,NO₂和CO₂的排放量每年可分别减少2.28 t和760 t。     

船舶主机设备振动智能控制方法

为了避免振动对船舶安全稳定运行的消极影响,研究船舶主机设备振动智能控制方法。采用节点导入有限元建模方法构建主机设备有限元模型,获取主机设备运行情况以及振动详细数据,引入由互相对称的2组偏心质量块式电力作动机构形成的电力作动器,采用伺服三环控制对主机设备振动控制作动器进行环路设计,通过电机主动轮启动偏心质量块,同时调整偏心质量块的位置,实现消振力控制输出,完成主机设备振动智能控制。实验证明,该方法可以实现船舶主机设备模型的建立,可视化展现主机设备电磁性能、振动和热特性等,并有效控制船舶主机设备的振动幅度,其中控制后的船舶发电机的振动等级达到优等级。     

船舶主机热力参数监测与诊断技术研究

由于我国海洋贸易进入了飞速增长的时期,为了满足数量庞大的货物运输要求,必须设计动力足够强大的船舶主机,这样才能满足航运业的需求。但是船舶的主机工作环境恶劣,当主机由于过负荷运转出现性能衰退时,必须及时采取措施,调整必要的参数,使得船舶主机的热力状态恢复正常。本文基于上述实际需求,设计了船舶主机热力实时监测模型,并建立基于热力参数的诊断技术,通过对潜在的主机故障进行预测,能够显著提高船舶主机的各项性能。     

基于热力学的船舶柴油发电系统建模与分析

船舶柴油发电系统将化石燃料的能量转换为船载设备可用的电能,在柴油发电机的能量转换过程中会产生较大的能量损耗,目前常用的能量改善方法是建立余热锅炉发电装置,利用柴油主机的余热发电。本文的研究目标是提高船舶柴油发电机组的能量利用率,采用一种热力学分析和仿真方法,建立船舶柴油发电机组和余热锅炉的热力学模型,并进行了柴油发电机的仿真。     

双燃料主机缸套水冷却系统优化设计

基于WinGD W6X72DF双燃料主机,对其主机缸套水冷却系统进行了优化设计,通过2个温控三通阀自动控制主机缸套水出口温度和造水机,经验证,优化后的主机缸套水冷却系统既能够保证主机缸套水出口温度的稳定,也能够充分利用主机缸套水的热量,增加船舶的造水量,减少主机缸套水冷却器的热负荷。通过对主机缸套水冷却系统的各个设备进行热力数学模型分析,建立独立的Simulink仿真子模块,按照系统的控制逻辑及运行顺序将子模块搭建成完整的仿真模型,并进行仿真模拟。仿真结果表明,2个温控三通阀的控制逻辑能够满足主机不同负荷及负荷变化的工况,系统设计实现了主机缸套水温度和造水机的自动控制。     

船舶中央冷却系统热平衡计算及程序仿真设计

船舶轮机系统的热平衡计算关系到主机、发电机组、空调机组、制冷机组、空压机、中间轴承等诸多设备的正常运行以及冷却水泵和冷却器的设计选型。船舶中央冷却系统的热平衡计算过程繁琐,人工计算效率低、易出错。通过对船舶中央冷却系统的综合热平衡理论计算,按热力学基本原理编制开发了计算仿真程序。实践证明,该程序在辅助设计计算与设备选型中取得了良好效果。     

船舶主汽轮机撤汽管路系统撤汽性能分析

为提高船舶主汽轮机的机动性和热力系统汽水稳定循环特性,明晰船舶主机撤汽过程中撤汽系统性能,以某船主汽轮机撤汽管路系统为原型,基于船舶蒸汽动力系统设计经验分析主汽轮机撤汽系统运行机理,利用CFD数值模拟的方法计算主机撤汽管路系统压力场和流速场的稳态变化特性,结果表明,在主机撤汽过程内,撤汽流速逐渐增大,撤汽温度略有升高,撤汽湍动能和壁面剪切应力快速升高,撤汽压力不断降低,撤汽流量不断升高,由此判定船舶主机撤汽方法满足主汽轮机机动性和热力系统的性能要求,供实船蒸汽动力系统设计参考。     

面向精度的分段车间关键工序识别方法及应用

为了确定船舶分段车间生产过程中对分段精度尺寸影响最大的关键工序,依据过程管理思想,提出基于三重要素综合考量的船舶分段车间关键工序的识别方法。基于图论建立生产车间的工序模型,并从工序节点与分段产品尺寸精度的相关程度、工序节点对其他节点的影响程度、工序节点质量水平3个方面提出关键工序识别模型,并给出船舶分段车间工序节点关键度的概念和计算公式,衡量模型中工序节点的关键度。结合某船舶企业的平面分段生产车间,说明该方法的具体实现过程。结果表明,该方法能够有效识别车间生产过程中的关键工序,为通过分段车间的质量管理实现对工序的重点监控与改进提供可靠的支持。     

现场总线技术在船舶主机遥控系统的应用研究

当船舶操作人员离开机舱时,为了实现对船舶主机的远程控制,必须建立一个高效、稳定的船舶主机遥控系统。远程主机遥控系统不仅能够提高船舶的操作性能,改善工作人员的工作环境,还能提高船舶的可靠性,促进船舶机舱的自动化水平。本文以现场总线为遥控系统的通信网络基础,对船舶主机遥控系统的网络节点设计、总线分布、硬件电路设计和软件程序设计等模块进行系统研究。基于现场总线技术的船舶主机遥控系统在信号采集、传输和处理等方面,相对于传统的逻辑电路主机遥控系统具有速度快、精度高、不易失真等优点,具有重要的应用前景。     

船舶主机淡水预热系统研究

改善主机启动时的工作状况及减少主机启动时低负载运行所需的时间已经受到新建现代化船舶业主的重视。介绍船舶主机淡水预热系统的组成、热力参数的选择、装置的设计计算及自动控制原理等。采用该系统,可减少主机的磨损、油耗、排烟,延长主机的使用寿命。