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二、问答题1. 船舶动力装置的类型与各自的特点。
船舶动力装置往往以推进装置的发动机类型进行分类。
1）蒸汽动力装置蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种。
往复式蒸汽机最早应用于海船，但由于其经济性差，现在已被其它船用发动机所代替。
汽轮机单机功率大，运转平稳，磨损少，噪声小。
但装置的热效率低，重量尺寸较大，限制了它的使用。
资料表明，在油轮、液化气船上汽轮机动力装置的优越性更为突出。
2）燃气动力装置在燃气动力装置中有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种。
(1)柴油机动力装置柴油机是热效率最高的一种热机，具有起动迅速、部分负荷运转性能好、安全可靠、装置的重量较轻、功率范围大等一系列优点。
在中、大型商船上所使用的柴油机有大型低速和大功率中速两大类。
(2)燃气轮机动力装置它的优点是单位重量和尺寸小，单机功率大，机动性高，操纵管理简便，便于实现自动化。
但它的经济性差；进排气管道大、；低负荷运转性能差；工作寿命较短。
因此这种动力装置在商船上应用极少。
3）．核动力装置核动力装置的优点是所用燃料的重量极轻，船舶续航力很大。
核燃料燃烧不用空气助燃，不用设进排气系统。
但由于造价高，核分裂反应释放出大量放射性物质需要严加防护，操纵、管理、检查系统复杂，因此在商船上应用甚少。
2.简述余热利用的形式：a．废气锅炉利用主机排气的废热产生蒸汽，送至船舶供热系统。
b．废气锅炉产生的蒸汽，用于船舶供热和汽轮发电机发电。
c．同上，但主机冷却水的热量用作船舶供热系统。
d．废气锅炉的蒸汽用作汽轮发电机的高压级，主机冷却水热量产生的蒸汽用作汽轮发电机的低压级。
e．利用冷却水的低热能用作吸收式制冷装置的热源。
f．利用主机排热用作吸收式制冷装置的热源g．利用主机冷却水热量作为吸收式制冷喷射装置的热源。
h．利用主机冷却水的热量作为沸腾式制冷装置的热源。
3．采用调距桨的主要优点是：1) 对船舶航行条件的适应性强2) 动力装置的经济性好3) 船舶的机动性提高4) 有利于主机驱动辅助负荷5) 延长了发动机的寿命6) 便于实现遥控采用调距桨的主要缺点是：1) 调距桨和轴系的构造复杂。
什么是船舶动力装置1主推动装置包括主发动机，传动设备，轴系和螺旋桨等保证船舶正常航行的整套设备。
主发动机主发动机将化学能转变为机械能，通过传动设备，轴系，推进器转换为船舶推进动力，是动力装置最核心的设备。
主动类型有柴油机，蒸汽轮机，燃气轮机等。
传动设备传动设备的功能是脱开或接合主发动机传递给传动轴系和推进器的功率，同时可以达到减速，变速，反向和减振的目的。
它包括离合器，减速或变速齿轮箱，弹性联轴器等设备。
推进轴系推进轴系将由传动设备传递的主发动机的功率转传递给螺旋桨，从主机至推进器依次由推力轴，中间轴，艉轴及其支撑设备所组成。
推进器推进器是将轴系传递的主机功率转变为推进动力的设备，主要有定距浆或可调浆装置，喷漆推进装置等动力设备及管系为保证主推进装置能正常运行，还需要为主机提供燃料，冷却水和进排气系统等，统称为动力管路系统。
2辅助机械设备主要包括发电装置，供热装置，制冷装置和环保设备，提供除推进功率以外的各种能量以供航行和工作，生活需要，为保证上述个各种能量的输送，储存的设备和系统。
3 全船管路系统保证船舶生命力，安全稳定地航行和人员的正常生活需要，如防水，防火，通风，取暖，空调，照明，通信，供水等设备和系统以及环境保护方面的烟气治理，污水处理装置及系统4 其他机械及设备为保证船舶正常航行，停泊和装卸货物的需要，船舶还需要操舵装置，锚装置和装卸设备等，统称为甲板机械，对工程船舶应包括工程作业机械，对军舰来说还有相应的各种武器装备及其系统等。
5 自动检测和控制系统主要包括自动监测，自动调节，自动操纵和控制系统及故障诊断，专家系统等，有完整的自动监测和控制系统，以改善工作条件，提高生产效率及进行故障诊断等。
调速器的类型1 极限调速器只用于限制柴油机的最高转速不超过某规定值，而在转速低于此规定值时不起调节作用的调速器称为极限调速器。
2 定速调速器是在任何负荷下直接调节供油量以保持柴油机在预定转速下稳定运转的调速器3双制式调速器能维持柴油机的最低运转转速并可限制其最高转速的调节器称双制式调速器，中间转速由人工手动调节。
舰艇动力装置舰艇动力装置是舰艇上用于提供推进动力和提供能源的机械、设备和系统的总称，包括主动力装置和辅助动力装置两部分。
舰艇动力技术是为提高舰艇动力装置的性能所开发和应用的技术的总和。
[国外概况] 一、舰艇动力装置的分类和发展历程舰艇动力装置是舰艇上用于提供推进动力和提供能源的机械、设备和系统的总称。
不同类型的主机、不同形式的动力传动方式和推进器的组合产生了不同的动力装置。
由于核心部件是主机，因此一般根据主机的类型将动力装置划分为蒸汽轮机、燃气轮机、柴油机和核动力四种基本类型。
1、蒸汽轮机蒸汽轮机动力装置以蒸汽轮机作为推进主机，由锅炉产生的高温、高压蒸汽推动蒸汽轮机作功，蒸汽轮机所获机械功再通过减速齿轮箱等传给螺旋桨，从而完成推进使命。
其最主要的特点是在常规动力中，它的单机功率最大，且寿命长、可*性高，并可使用劣质燃料。
经过近百年的发展，蒸汽轮机动力装置技术已经相当成熟，目前主要用于大中型水面舰。
蒸汽轮机动力装置的缺点是：装置复杂、附属设备多、初建费用高、热效率低、耗油率高、经济性差、起动速度慢、机动性较差等。
2、燃气轮机燃气轮机动力装置的工作原理是将燃气轮机的压力机送出的压缩空气在燃烧室中与燃油混合燃烧，生成高温、高压燃气，该燃气对动力涡轮作功，动力涡轮通过减速齿轮箱等传动设备驱动螺旋桨。
它具有机动性好、全负荷时燃油消耗低、结构紧凑、重量轻、辅机及系统简单、操纵方便、维修性好等优点，已日益广泛地应用于大中型水面舰艇。
燃气轮机按使用方式可分为全工况燃气轮机、巡航燃气轮机和加速燃气轮机。
后者用于舰艇联合动力装置。
当前世界各国海军使用的舰用燃气轮机中有三种型号发动机用得最多，其性能也最令人注目，它们是美国的LM2500型、俄罗斯的ГТД15000型和英国的"斯贝"SMIC型。
燃气轮机动力装置的主要缺点有低负荷时燃料消耗率高、进排气装置尺寸大、需配置复杂的倒车齿轮系统或变螺距螺旋桨、造价高等。
一、船舶动力装置的组成现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成。
1．推进装置推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速航行的设备。
它是船舶动力装置中最重要的组成部分，包括：（1）主机。
主机是指提供推动船舶航行动力的机械。
如柴油机、汽轮机、燃气轮机等。
（2）传动设备。
传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的。
其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等。
（3）轴系。
轴系是用来将主机的功率传递给推进器。
它包括传动轴、轴承和密封件等。
（4）推进器。
推进器是能量转换设备，它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。
它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等。
2．辅助装置辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备。
主要包括：（1）船舶电站。
（2）辅锅炉装置。
（3）压缩空气系统。
3．管路系统管路系统是用来连接各种机械设备，并输送相关流体的管系。
由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成，它包括：（1）动力系统。
为推进装置和辅助装置服务的管路系统。
主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等。
（2）辅助系统。
为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统。
主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等。
4．甲板机械为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备。
它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等。
5．防污染设备用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备。
它包括油水分离装置（附设有排油监控设备）、生活污水处理装置及焚烧炉等。
6．自动化设备为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。
动力定位DP-3系统介绍动力定位(Dynamic Positioning，DP)系统是指在风、浪、流的干扰情况下，不借助锚泊系统，利用自身的推进器系统使海上浮动装置保持一定的位置和艏[1]向，或者按预定运动轨迹运行的闭环控制系统。
根据动力定位的不同冗余度，DP-3要求在出现故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失)后，可[2]在规定的环境条件下，在规定的作业围内自动保持船舶的位置和艏向。
动力定位系统是自上个世界六十年代开始，国外海洋工程为了深水海域的开发而研制出来的自动控制船舶位置的系统。
动力定位船可以根据实时测得的海域环境条件，通过控制船舶的推进器系统，自动保持船舶的位置按照预先设定的轨迹运动。
在国内海洋工程领域，该定位系统越来越成为深水海洋工程船舶的标准配置。
同时，随着中国造船行业的迅猛发展，越来越多的动力定位船在国内船厂建造。
DP-3动力定位控制系统介绍DP-3动力定位控制系统是中央控制系统(Integrated Control System，ICS)中最重要的核心系统之一。
其主要的工作原理为图1所示。
动力定位控制系统的工作原理是:根据位置参照系统测得的船位信息与DP传感器系统测得的环境信息，经滤波后得到估算值，根据估算值与期望值进行比较和运算，然后经推进器分配模块计算后发出对各推进器的指令。
在DP控制系统中，艏向和位置由操作者设定，然后由DP控制器通过发出控制信号到推进器系统，DP控制系统通过推进器控制系统的分配，发布命令到任何一个在使用的推进器，通过改变推进器的运转方向、转速或叶片的螺矩，以调节船位。
出现偏差时，DP控制系统可自动探测并进行适当的调整。
DP控制系统这种控制方式能减少燃料消耗、机器磨损和温室气体排放。
1图1 DP控制系统工作原理动力定位系统是动力定位船的必要的完整装置，主要由电力系统、推进器系统和DP控制系统组成。
任何一个子系统发生故障都可能导致船舶失去定位或艏向保持能力。
海洋工程辅助船动力装置简介
海洋工程辅助船是集成多种功能的为海洋石油钻采平台提供服务的专用船舶。
根据不同功能海洋工程辅助船主要分为：平台供给船（PSV）和操锚供应拖船（AHTS）两大类，并根据业主不同需求有针对性增加功能性设备如：水下机器人收放、海面溢油回收、直升机起降等。
下面进行详细的分析与总结。
标签：海洋工程辅助船；动力装置；研究分析
1 海洋平台辅助船动力装置
平台辅助船动力装置具有使用工况多负荷变化大等特点，以一条70m总长的AHTS为例其使用工况分为：低速航行、正常航行、拖带拖航、靠离平台、对外供给作业、海面溢油回收、对外消防作业：
低速航行，螺旋桨推进所需功率2060kW+辅助设备耗电279.6kW，Total 2339.6kW。
正常航行，螺旋桨推进所需功率4378kW+辅助设备耗电279.6kW，Total 4657.6kW。
拖航拖带，螺旋桨推进所需功率5150kW+辅助设备耗电426.1kW，Total 5576.1kW。
对外消防，螺旋桨推进所需功率2060kW+机带消防泵所需功率1626kW+辅助设备耗电265.6kW+艏侧推1耗电557.5kW+艏侧推2耗电369.6kW+艉侧推耗电369.6kW+辅助设备耗电434.5kW，Total 5248.3kW。
靠离平台，螺旋桨推进所需功率500kW+辅助设备耗电426.1kW+艏侧推1耗电557.5kW+艏侧推2耗电369.6kW+艉侧推耗电369.6kW+辅助设备耗电434.5kW，Total 2231.2kW。
补给作业，螺旋桨推进所需功率500kW+辅助设备耗电426.1kW+艏侧推1耗电557.5kW+艏侧推2耗电369.6kW+艉侧推耗电369.6kW+辅助设备耗电740.9kW，Total 2537.6kW。
溢油回收，螺旋桨推进所需功率500kW+辅助设备耗电379.6kW，Total 879.6kW。
在选型时为满足拖带航行动力装置装机容量要满足最大负荷，但在船舶慢速航行工况时，设备负载率会处于较低水平。
而动力装置处于低负荷运行（尤其是柴油机）对系统稳定性及使用寿命都会造成一定的影响，为此海洋工程辅助船舶动力装置有如下几种配置。
2 柴油机推进，双机双可调桨及轴带发电机动力装置
如图1所示中速或中高速柴油机通过减速齿轮箱驱动可调螺距螺旋桨，并通过减速齿轮箱上的动力输出分支（PTO，Power Take Off）带动轴带发电机组。
可调螺距桨可以在转速不变的情况下通过调整螺距而改变推力大小使柴油机负荷在较大范围内变化时转速保持恒定，进而使轴带发电机输出电的频率及电压稳定。
在螺旋桨需要发出大推力时，主机的大部分或全部功率都用于船舶推进；而在螺旋桨只需发出较低推力时，主机输出的功率除少部分用于推进外，其余可用于驱动轴带发电机为全船其他设备供电。
这样既能保证主机在低推进工况下的负荷水平较理想，同时也可减少柴油发电机组的使用率而降低燃料消耗：
双推进柴油机+双减速齿轮箱+双轴带发电机+双CPP桨动力装置
主机：8L26 2720kW@1000rpmx2sets；轴带发电机：1000kWx2set
s；发电机组：280ekWx2 sets；轴系及调距桨x2 sets；艏侧推：610kWx1 set+400kWx1 set：艉侧推：400x1 set。
低速航行：单主机运行负荷86.01%+单轴带发电机运行负荷27.96%。
正常航行：左舷主机运行负荷90.76%+轴带发电机运行负荷27.96%。
右舷主机运行负荷80.48%。
拖航拖带：主机双机运行用于推进，负荷率为94.67%x2。
发电机组全部运行供电，负荷率为76.09%x2。
对外消防：双主机运行负荷67.75%x2+双轴带发电机运行负荷78.12%x2。
靠离平台：双主机运行负荷41.01%x2+双轴带发电机运行负荷86.56%x2。
补给作业：双主机运行负荷40.61%x2+双轴带发电机运行负荷85.46%x2。
溢油回收：单主机运行负荷32.34%+单轴带发电机运行负荷37.96%。
使用轴带发电机组弥补了主机在低推进负荷时的单机负荷率水平，但在靠离平台、供给作业和溢油回收工况下仍然较低，只占额定负荷的30%～40%。
3 电力推进，发电机组加全回转舵桨动力装置
电力传动省去了推进轴系不仅节省了机舱艉部空间，同时也解决了轴系扭震引起的振动。
电力推进船舶广泛采用了全回转推进器，即推进器可实现在与螺旋桨盘面垂直的平面内360°回转。
较典型的电力推进系统配置为：柴油发电机组、变频器及控制系统、驱动电机和全回转推进器。
由于艉部安装有全回转推进器，当进行动力定位操作需要向船艉及船艉侧向同时产生推力时，之前由推进螺旋桨+舵系及艉侧推同时运行的效果，现在通过艉部的两台或单台全回转推进器根据控制系统计算出的合力及合力作用方向按所需角度发出相应推力实现。
同时，由于控制系统可将全船电网所需负荷平均分担到每台发电机组上，并可根据每台发电机组实际分担的负荷自动对发电机组进行自动启停、卸荷、并网等操作，确保了每台机组的负荷率保持在较理想的水平。
4 全回转舵桨电力推进动力装置
主发电机组：8M20C 1300ekW@900rpmx5sets；全回转推进器：2500kWx2 sets；艏部固定侧推：610kWx1 set+艏部收放式全回转侧推：400kWx1 set。
