船用電控柴油機 - 1課件

1、船舶電控柴油機一、動力裝置發(fā)展動向一、動力裝置發(fā)展動向1、柴油機動力裝置在民用船繼續(xù)、柴油機動力裝置在民用船繼續(xù) 一統(tǒng)天下并不斷發(fā)展一統(tǒng)天下并不斷發(fā)展2、大功率高速船的發(fā)展為燃氣輪、大功率高速船的發(fā)展為燃氣輪 機動力裝置帶來生機機動力裝置帶來生機3、柴油機、柴油機-電力推進的發(fā)展方興未電力推進的發(fā)展方興未 艾艾4、環(huán)境保護呼吁更安全、更低排、環(huán)境保護呼吁更安全、更低排 放的船舶動力裝置放的船舶動力裝置 柴油機廢氣排放控制柴油機廢氣排放控制 人類對保護環(huán)境質(zhì)量要求日益嚴格，使船用柴油機廢氣人類對保護環(huán)境質(zhì)量要求日益嚴格，使船用柴油機廢氣排放對大氣污染的影響受到了密切的關(guān)注。船用燃料每排放對大氣污

2、染的影響受到了密切的關(guān)注。船用燃料每年耗用年耗用1.41.4億噸，僅占全球燃料耗量的億噸，僅占全球燃料耗量的4 4，但專家估計，但專家估計船用柴油機有害廢氣排放占的比例卻高得多。船用柴油機有害廢氣排放占的比例卻高得多。其中最受關(guān)注的是：其中最受關(guān)注的是： 氮氧化物氮氧化物(NOx)(NOx)占占1414 硫氧化物硫氧化物(SOx)(SOx)占占 8 8 由于大氣污染超越國由于大氣污染超越國界影響界影響, ,因此全球?qū)刂埔虼巳驅(qū)刂拼貌裼蜋C排放十分關(guān)注。船用柴油機排放十分關(guān)注。 IMOIMO已在已在19971997年年9 9月頒布的月頒布的MARPOL73MARPOL737878公約附則公

3、約附則條例條例1313中對中對130kw130kw以上柴油機以上柴油機NOxNOx的排放作出規(guī)定。的排放作出規(guī)定。 現(xiàn)代船舶柴油機主機的發(fā)展方向現(xiàn)代船舶柴油機主機的發(fā)展方向 1、提高運行可靠性和制造簡單性、提高運行可靠性和制造簡單性 2、在提高燃燒指標(biāo)的同時改善燃燒室、在提高燃燒指標(biāo)的同時改善燃燒室 部件的工作狀況部件的工作狀況 3、降低柴油機制造成本、降低柴油機制造成本 4、延長檢修間隔時間、延長檢修間隔時間 5、向智能型發(fā)展、向智能型發(fā)展 二、智能柴油機的開發(fā)及應(yīng)用二、智能柴油機的開發(fā)及應(yīng)用1 1、智能柴油機的基本概念、智能柴油機的基本概念 所謂所謂“智能柴油機智能柴油機”亦稱亦稱“電控柴

4、油機電控柴油機”或或“電噴柴油電噴柴油機機”，意指將電子設(shè)備及軟件應(yīng)用于船用柴油機并成為，意指將電子設(shè)備及軟件應(yīng)用于船用柴油機并成為其基本組成部分。亦即：其基本組成部分。亦即： 電控智能系統(tǒng)將普通二沖程十字頭低速柴油機變成電控智能系統(tǒng)將普通二沖程十字頭低速柴油機變成由計算機控制的柴油機。由計算機控制的柴油機。 智能柴油機通過控制智能柴油機通過控制燃油噴射燃油噴射( (定時、噴油量、噴射速率、定時、噴油量、噴射速率、噴射壓力噴射壓力) )、排氣閥的定時、起動定時、排氣閥的定時、起動定時，有效地實現(xiàn)柴油有效地實現(xiàn)柴油機在全工況范圍的性能最優(yōu)化，在滿足排放要求的條件機在全工況范圍的性能最優(yōu)化，在滿足

5、排放要求的條件下，具有較高的燃油經(jīng)濟性、靈活可靠的操縱性和更長下，具有較高的燃油經(jīng)濟性、靈活可靠的操縱性和更長的壽命周期。的壽命周期。 受智能控制在工業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展的影響，受智能控制在工業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展的影響，20世紀世紀80年代末，船舶智能柴油機的概念應(yīng)運而生。年代末，船舶智能柴油機的概念應(yīng)運而生。 90年代，隨著人們對年代，隨著人們對船舶可靠性、經(jīng)濟性和廢氣排船舶可靠性、經(jīng)濟性和廢氣排放控制放控制的日益關(guān)注的日益關(guān)注，船舶智能柴油機進入了實質(zhì)性，船舶智能柴油機進入了實質(zhì)性研究與開發(fā)階段。研究與開發(fā)階段。MAN-B&W和和WARTSILA等企業(yè)等企業(yè)相繼在實驗室中開始了智能柴油機的研究

6、。相繼在實驗室中開始了智能柴油機的研究。 傳統(tǒng)柴油機的控制方式逐步被電子控制方式代替，傳統(tǒng)柴油機的控制方式逐步被電子控制方式代替，如電子注油器取代機械式注油器，如電子注油器取代機械式注油器，電子調(diào)速器電子調(diào)速器取代取代機械式、液壓式調(diào)速器，機械式、液壓式調(diào)速器，燃油電子噴射燃油電子噴射取代傳統(tǒng)機取代傳統(tǒng)機械傳動式噴射等。械傳動式噴射等。2 2、實船應(yīng)用、實船應(yīng)用1 1） 1993年，年，MAN-B&W公司在試驗機上進行了試公司在試驗機上進行了試運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)。1998年，首臺智能柴油機在挪威的年，首臺智能柴油機在挪威的Bow Cecil輪裝船。輪裝船。2000年年11月使用智能系統(tǒng)試航，并

7、月使用智能系統(tǒng)試航，并通過了通過了DNV等船級社的認可。等船級社的認可。 目前，目前，MAN-B&W公司擁有公司擁有ME系列共計約系列共計約15種種型號的智能柴油機。型號的智能柴油機。 K系列已擁有系列已擁有14K108ME-C，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速：94r/mim 功率功率： 97300KW 推出推出ME/ME-C/ME-GI雙燃料智能柴油機。雙燃料智能柴油機。1998年，年，MAN-B&W公司的首臺公司的首臺7S50MEC 智能柴油機在挪威的智能柴油機在挪威的Bow Cecil輪裝船。輪裝船。 雙燃料（雙燃料（Dual fuel DF）內(nèi)燃機）內(nèi)燃機 LNG船舶傳統(tǒng)上多采用蒸汽輪機。

8、近年來，雙燃料船舶傳統(tǒng)上多采用蒸汽輪機。近年來，雙燃料內(nèi)燃機越來越多地應(yīng)用于內(nèi)燃機越來越多地應(yīng)用于LNG船舶。船舶。 MAN B&W公司在公司在ME的基礎(chǔ)上推出了二沖程雙燃的基礎(chǔ)上推出了二沖程雙燃料智能型內(nèi)燃機料智能型內(nèi)燃機ME-GI。 WRTSIL公司推出了四沖程雙燃料智能型內(nèi)燃機公司推出了四沖程雙燃料智能型內(nèi)燃機WRTSIL 50DF 。 DFDF內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理DF內(nèi)燃機以天然氣和柴油作為燃料，正常情況下使用99的天然氣和1燃油混合燃料，故障情況下自動切換至燃油模式。2）2001年，中波公司同上海船廠簽訂了建造四艘年，中波公司同上海船廠簽訂了建造四艘載重噸為載重噸

9、為3萬噸的多用途重吊船的協(xié)議。在這些萬噸的多用途重吊船的協(xié)議。在這些船上采用了船上采用了SULZER 7RT-flex60C共軌式柴油機，共軌式柴油機，中波公司是世界范圍內(nèi)第二家選用這種型號柴油中波公司是世界范圍內(nèi)第二家選用這種型號柴油機的船東。在韓國建造的機的船東。在韓國建造的中海日照、中海威海中海日照、中海威海輪輪使用使用SULZER 8RT-flex96C柴油機柴油機。 2006年投入使用的年投入使用的11000TEU集裝箱船集裝箱船“艾艾瑪瑪.馬士基馬士基”, 主機使用主機使用WARTSILA 14RT-flex96C智能柴油機。該型柴油機是目前世界最大的智能智能柴油機。該型柴油機是目

10、前世界最大的智能柴油機。柴油機。3 3）滬東重機于滬東重機于2005年年5月制造出國內(nèi)首臺月制造出國內(nèi)首臺7RT-flex60C智能型柴油機，并研制了我國第一臺智能型柴油機，并研制了我國第一臺ME柴油機。柴油機。4）2006年年11月，中海油運公司采用月，中海油運公司采用7RT-flex50C共共軌式柴油機的軌式柴油機的“譚譚”字型船舶投入海上航行（目字型船舶投入海上航行（目前已有前已有4艘）。艘）。5）2008年，中遠集團采用年，中遠集團采用ME智能柴油機主機的智能柴油機主機的10000TEU投入使用。投入使用。6 6）2010年年10月，江南船廠為中海集運公司建月，江南船廠為中海集運公司建

11、造的造的8艘艘4700TEU船舶在長興島開工，這些船舶在長興島開工，這些船舶采用船舶采用RT-flex68C智能型柴油機；中海智能型柴油機；中海集運在韓國建造的幾艘集運在韓國建造的幾艘13000TEU船舶采用船舶采用ME智能柴油機主機。智能柴油機主機。7）中海貨運公司的新造大型貨輪（）中海貨運公司的新造大型貨輪（76000T)采用采用RT-flex智能型柴油機。智能型柴油機。船用柴油機電噴技術(shù)的主要內(nèi)容船用柴油機電噴技術(shù)的主要內(nèi)容 噴油定時及噴油量的控制；噴油定時及噴油量的控制； 排氣閥開與關(guān)的定時控制；排氣閥開與關(guān)的定時控制； 各缸起動閥的控制；各缸起動閥的控制； 主機正、倒車的控制；主機正、倒車的控制； 設(shè)置雙套運行中可轉(zhuǎn)換系設(shè)置雙套運行中可轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)，確保運行可靠性統(tǒng)，確保運行可靠性。智能控制系統(tǒng)的組成智能控制系統(tǒng)