16VPA6STC柴油机改用MIXPC涡轮增压系统研究

介绍了最新开发的1＋2MIXPC涡轮增压系统及其排气管系的结构。该系统应用于16VPA6STC船用中速机上、代替原MPC增压系统。性能模拟和试验结果表明，只要能合理选择MIXPC涡轮增压系统排气管系的结构参数，即可保证各气缸头排温差不超标，还可以使气缸头及涡轮前排温降低，同时使油耗率下降。因此，16VPA6STC柴油机改用1＋2MIXPC涡轮增压系统代替原MPC增压系统是成功的。     

相继增压柴油机控制系统及实验研究

相继增压是改善高增压柴油机低工况性能的有效方法。本文以MWMTBD234V8柴油机为试验机型。将其常规的涡轮增压系统改装为相继增压,对进、排气控制阀进行了设计及试验研究,开发了MWMTBD234V8柴油机采用相继增压系统的实验数据采集及进、排气阀的控制系统,并对该机进行了性能试验,试验结果表明MWMTBD234V8型柴油机采用相继增压后其低工况的动力性能和经济性能均得到了明显的提高。     

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:     

三菱重工推出混合动力涡轮增压器

[据中国船舶在线2010年8月30日报道]日本三菱重工已经为船用推进柴油机开发出了发电机集成混合动力涡轮增压器。该增压器不仅能利用柴油机废气驱动增压器，而且能够发电。     

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%。     

三菱重工推出混合动力涡轮增压器

<正>日本三菱重工已经为船用推进柴油机开发出了发电机集成混合动力涡轮增压器。该增压器不仅能利用柴油机废气驱动增压器,而且能够发电。三菱重工推出的MET83MAG混合动力涡轮增压器,不仅能为在海上进行正常航行的船舶提供所需的电力,而且还能减少燃油耗和二氧化碳(CO_2)排放。     

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。     

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。     

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。     

再论船舶柴油机的喘振

本文对纯涡轮增压二冲程柴油机增压系统各环节进行分析，建立了由孔板组成的通流能力当量系统。指出：任一环节前气体温度升高均会造成该环节的质量流量通流能力减小；涡轮是纯涡轮增压二冲程柴油机增压系统的“瓶颈“处，其中喷咀环压降又比叶轮的大，它们质量流量通流能力变小往往是引起喘振的直接原因；空气冷却器污阻对质量流量通流能力的影响是双重的，也应特别关注。     

水下航行器对转涡轮机系统建模与仿真（英文）

The structure of a counter-rotating turbine of an underwater vehicle is designed by adding the counter-rotating second-stage turbine disk to the conventional single-stage turbine. The available kinetic energy and the absorption power of the auxiliary system are calculated at different working conditions, and the results show that the power of the main engine and auxiliary system at the counter-rotating turbine system matches well with each other. The technology scheme of the counter-rotating turbine system is proposed, then the experimental simulation of the lubricating oil loop, fuel loop, and seawater loop is completed. The simulation results indicate that the hydraulic transmission system can satisfy the requirements for an underwater vehicle running at a steady sailing or variable working conditions.     

Modeling and simulation of a counter-rotating turbine system for underwater vehicles

The structure of a counter-rotating turbine of an underwater vehicle is designed by adding the counter-rotating second-stage turbine disk after the conventional single-stage turbine. The available kinetic energy and the absorption power of the auxiliary system are calculated at different working conditions, and the results show that the power of the main engine and auxiliary system at the counter-rotating turbine system matches well with each other. The experimental simulation of the lubricating oil loop, fuel loop, and seawater loop are completed right before the technology scheme of the counter-rotating turbine system is proposed. The simulation results indicate that the hydraulic transmission system can satisfy the requirements for an underwater vehicle running at a steady sailing or variable working conditions.     

Analysis of Efficiency of the Ship Propulsion System with Thermochemical Recuperation of Waste Heat

One of the basic ways to reduce polluting emissions of ship power plants is application of innovative devices for on-board energy generation by means of secondary energy resources. The combined gas turbine and diesel engine plant with thermochemical recuperation of the heat of secondary energy resources has been considered. It is suggested to conduct the study with the help of mathematical modeling methods. The model takes into account basic physical correlations, material and thermal balances, phase equilibrium, and heat and mass transfer processes. The paper provides the results of mathematical modeling of the processes in a gas turbine and diesel engine power plant with thermochemical recuperation of the gas turbine exhaust gas heat by converting a hydrocarbon fuel. In such a plant, it is possible to reduce the specific fuel consumption of the diesel engine by 20%. The waste heat potential in a gas turbine can provide efficient hydrocarbon fuel conversion at the ratio of powers of the diesel and gas turbine engines being up to 6. When the diesel engine and gas turbine operate simultaneously with the use of the LNG vapor conversion products, the efficiency coefficient of the plant increases by 4%–5%.     

船用核汽轮机转速串级前馈-反馈模糊PID控制

在船用核汽轮机装置中,其转速控制效果直接关系到机组安全性和经济性。以船用核汽轮机为研究对象,首先,建立了船用核汽轮机各个模块的数学模型,在此基础上设计了核汽轮机转速的串级前馈-反馈PID控制系统;然后,基于模糊控制原理,采用串级前馈-反馈模糊PID控制对串级前馈-反馈PID算法进行改进;最后,在不同扰动下进行了仿真实验,仿真结果表明了模糊算法在改进前馈-反馈PID控制效果方面起了显著地作用,体现了智能算法与传统算法相结合的控制思想在船用核汽轮机转速控制方面的应用前景。     

基于变频控制的自升式风电平台机舱通风系统设计与研究

机舱通风系统是自升式风电平台重要的动力辅助系统。本文研究了具有自升式风电平台特色的机舱通风系统,对机械进风自然排风与机械进排风两种通风方式进行分析比较,并提出了先进的变频控制机舱通风系统设计理念。通过正在建造中的项目实例,详细介绍了基于变频控制的机舱通风系统的核心设计思路,展现了该系统智能、节能和安全可靠等诸多优势,对今后自升式风电平台机舱通风系统设计具有重要的指导意义。     

PA6-280柴油机的变工况多目标配气正时优化计算

建立了柴油机废气涡轮前的燃气能量和燃油消耗率的综合评价函数，采用多目标优化的方法，对PA6-280柴油机的进排气正时进行了优化计算，分析了配气正时的调控对柴油机性能的影响。     

米勒循环结合可变涡轮增压优化柴油机性能的仿真与试验研究

在开发一款机车柴油机过程中,利用AVL BOOST软件对柴油机工作过程进行了仿真计算,计算了不同米勒强度和不同喷油正时条件下柴油机的性能参数。根据计算结果,排除了弱米勒的方案。针对强米勒和中米勒,开展了试验研究,通过调整喷油定时、增压压力设定、共轨喷射压力,进行了多方案试验研究,试验结果表明,强米勒方案虽然可以有效降低Nox排放,但是带来PM排放升高和涡轮前排气温度升高的问题,中米勒虽然降低Nox排放的效果弱于强米勒,但是能获得比较满意的PM排放,且涡轮前排气温度远低于强米勒,综合各方面性能参数的比较结果,在满足排放要求的前提下,中米勒为优选方案。     

船用燃气轮机建模技术研究

建立燃气轮机数学模型是船舶动力及其控制系统研制的重要手段,建模的关键在于提高精度和收敛速度.为解决缺少部件实验特性数据的问题,本文基于相似理论提出了运用转速相似、流量相似和几何相似参数,对已知机组特性数据进行变换,从而获得具有相似关系的待建模机组的特性数据.考虑到两个机组的非绝对相似性,对特性数据进行修正,以提高建模精度.采用传统N-R法与有限域搜索法相结合的方法有效地提高了收敛速度.上述方法业已成功地应用于某型三轴燃气轮机的建模中.     

对发展大功率船用燃气轮机的新思考

提出利用成熟的简单循环船用燃气轮机将其派生为一型间冷循环大功率船用燃气轮机的新构想,并且原发动机燃气发生器的通流部分和结构大部分保持不变,以继承原机的可靠性。用1台实际发动机作为案例进行的分析研究表明,采用间冷循环,并精心匹配,在燃气轮机的功率显著增加(约28%)的同时,其效率也可略有提升(约3%),具有工程实施价值。     

船舶推进轴系扭矩非接触式监测系统研究

柴油机是船舶动力的核心,船舶推进轴系的状态决定了机桨传动的效率.由于以接触式方法测量与计算轴功率和扭矩很不方便,因此需要更方便、更灵活的非接触式测量方法.提出一种新的基于光电技术的非接触式轴工况监测系统.两个编码盘和光电开关用来检测一定长度内轴的扭转角度,轴的扭转角度可根据计数器频率和叶片中心角,通过现场可编程门阵列（FPGA）量化,轴功率与扭矩可在计算机上显示出来.实验结果表明,该方法适用于量化轴的扭转角,去除了可能导致在线监测系统危险的冗余光纤.该监测系统的设计为船舶推进轴系的监测与故障诊断提供了一种思路.