船舶動力裝置發展新趨勢探討

楊勝國 孫 慧

（煙臺中集來福士海洋工程有限公司 山東省煙臺市 264670）

船舶動力裝置發展新趨勢探討

楊勝國 孫 慧

（煙臺中集來福士海洋工程有限公司 山東省煙臺市 264670）

各種能源控制技術對于船舶動力系統的影響非常大，從最原始的蒸汽動力到電力推進，船舶的動力轉換效率也越來越高，安全系數也得到了質的改善。但隨著船舶動力需求的快速增長，人們需要對大功率的主機系統和動力傳送系統進行最大限度的優化，從經濟和效率上達到最高。人工神經網絡技術的出現，在一定程度上為人們找到了最優的配置方法并提供了技術支持。故在本文中主要對船舶動力裝置發展新趨勢進行了簡單的分析。

船舶；動力裝置；發展新趨勢

1 船舶動力裝置的含義

船舶動力裝置是在船舶營運過程中為其提供動力以及能量的重要設備。一般情況下，船舶動力裝置主要包含了主動力裝置、輔助動力裝置與其他的動力設備等。在技術演化的過程中，船舶動力經歷了蒸汽動力、內燃動力以及燃氣動力、混合動力等幾種不同的類型。隨著社會經濟的快速發展以及船舶運輸行業各種新需求的不斷出現，船舶動力裝置的技術研發、設備革新以及制造等領域的發展也非常的迅速。但是目前使用范圍最廣的動力裝置主要是綜合電力推進系統、混合動力系統、船舶燃氣輪機以及最近興起的特種推進裝置等不同的類型。

2 船舶常規動力裝置的類型

2.1 柴油機動力裝置

柴油機動力裝置是以柴油為燃料的內燃機，其優點在于啟動速度快、運行狀態可靠和功率大等。柴油機動力裝置是目前應用最為普遍的船舶動力裝置，因此其技術成熟度也相對更高。柴油機動力裝置在20世紀60年代開始全面取代了蒸汽輪機，成為最主流的船舶動力裝置。

2.2 燃氣輪機動力裝置

燃氣輪機動力裝置其突出的特點在于裝置體積較少、重量輕、加速性能強，且燃氣輪機動力裝置運行過程中所產生的污染物遠遠少于柴油機動力裝置。但是，燃氣輪機動力裝置也存在著較多的缺點和不足，如燃氣輪機的燃料——蒸餾油價格非常昂貴、燃氣輪機油耗較高、經濟性不高等，因此很難在船舶當中得到普及。

2.3 電力推進裝置

電力推進裝置工藝較柴油機動力裝置要更為復雜，目前多數的電力推進裝置還需要配備柴油機或者燃氣輪機產生電力能源，為電動機提供能源。電力推進裝置的特點在于安全性較高、可操作性強，船舶運行更為穩定，并且經濟環保。

2.4 混合動力裝置

混合動力裝置中，軸帶電機工作模式為電動機，負責為船舶提供輔助動力。這類船舶當中柴油機為主要動力裝置，但是由于電動組提供必要的輔助推力，因此柴油機可選擇功率較小的型號，以降低柴油油耗，并節省大量的機艙內部空間。隨著科學技術的不斷發展，混合動力裝置的運行狀況更加穩定，很大程度上保證了兩大動力能源的穩定并車，這也使混合動力裝置的應用越來越廣泛，在許多船舶上都能夠發現混合動力裝置的身影。

3 船舶動力裝置發展趨勢

3.1 柴油機動力裝置的發展趨勢

①柴油機具有相對龐大的體積，占用了大量船艙內部空間。而柴油機多缸運作也使得燃料需求過高。②柴油機將會向著低排放、低污染的方向發展。柴油機工作中產生大量的廢氣，對生態環境造成重大影響。隨著社會的不斷發展，環境污染問題和能源危機問題日趨嚴重，柴油機必然會順應可持續發展戰略，不斷優化裝置的作業功率，提升燃油效率。此外，柴油機動力裝置還會安裝用于廢氣處理的先進技術和設備，以降低廢氣的環境污染問題。

3.2 電力推進裝置的發展趨勢

常電力推進系統在運轉靈活性、經濟性以及可靠性等方面的技術優勢，但同樣也有一定的不足。同時，電力推進裝置在高效工作的前提下，需要大量的原動力裝置，一定程度上增加了經濟成本。如果這些問題可以得到解決的話，電力系統的應用前景會更加廣闊。在未來，電力推進系統更加注重各個設備的優化布置、減少振動和噪音、提高能源利用效率。同時加大交流變頻技術的應用、在有效結合電力系統與推進系統的前提下實現系統的一體化供電也是未來主要的研究趨勢。

3.3 混合動力裝置的發展趨勢

混合動力裝置主要有柴－電推進裝置、柴－燃推進裝置以及柴－電－燃氣推進裝置。混合動力裝置的特點在于綜合了各類電力推進裝置的部分優點，保證動力裝置功率的同時，又能減少動力裝置對環境的污染。混合動力裝置目前主要在軍事艦船上應用，近年來混合動力裝置也開始逐步應用于商用船舶上。

從混合動力裝置的特點來看，混合動力裝置屬于船舶動力裝置的過渡機型。混合動力裝置的設計和研發，主要是從柴油機動力裝置的缺陷出發，試圖通過集成其他動力裝置的優點以提升柴油機動力裝置的性能。但是，隨著科學技術的不斷發展，混合動力裝置將面臨更多的技術難題和發展任務。首先，混合動力裝置必須要在原有的基礎上，進一步弱化柴油機動力裝置的主動性，甚至是從混合動力裝置中去除柴油機設備，從而提升裝置的環保性和可再生性。

同時，混合動力裝置必須要加強對全新能源的尋求和探索，為動力裝置提供源源不斷的能源。比如，太陽能作為當前重要的能源研究方向，混合動力裝置中可以嘗試將太陽能與動力裝置相結合，或者是加強對風能和海洋能的利用，以最大化地保持混合動力裝置的使用效果，為混合動力裝置的使用提供更為可靠的保障。

3.4 特種推進裝置的發展趨勢

特種推進裝置主要是在一些特種船舶的動力系統中使用，但是隨著社會經濟的發展，在某些經濟領域也出現了特殊的需要，通過特種船舶就能夠解決一些技術上的難題，例如：遠洋勘探船以及海洋工程船等，這類的船舶通常對推進設備的性能要求比較高，所以特種推進裝置的發展方向也在不斷的提高動力系統的各種性能指標。與此同時，特種推進裝置的研究也會逐漸的注重大功率推進系統的設計與研發，在滿足高速度、高功率以及高效率等新的船舶發展需求的同時，通過系統間的優化設計與良好配合實現動力裝置一體化發展的目標。

總之，隨著科學技術的快速發展，船舶動力裝置種類顯著增加，從柴油機動力裝置到混合動力裝置，其各自都具備一定的優點，為船舶的運行提供相關保障。隨著環境污染問題的加劇，未來船舶動力裝置將朝向清潔、環保和高效的方向發展，動力裝置的智能化水平也將不斷地提升，以滿足不同類型船舶的實際需求，為水路運輸和海洋軍事活動提供更為可靠的技術支持。

[1]李強.基于船舶動力裝置發展的新趨勢分析[J].中國水運（下半月），2014，07：139～140.

[2]陳重萬.船舶動力裝置發展的新趨勢[J].電子世界，2013，18：228.

[3]徐匯濤.船舶動力裝置發展研究[J].機電技術，2015，02：70～71+75.

U664.1

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1004-7344（2016）29-0238-01

2016-9-26