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船舶轮机自动化机舱动力装置与系统

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船舶轮机自动化机舱动力装置与系统
作者：史厚卫
来源：《科技信息·上旬刊》2017年第11期

摘要：实现船舶轮机的机舱自动化动力装置与系统管理，提高船舶轮机自动化动力装置是
当前整个船舶轮机发展的主要方向，船舶轮机的机舱自动化动力装置能够有效的提高船舶轮机
的转速速率，能够改善工作条件，提高工作效率，降低船舶驾驶的风险，提升船舶轮机的使用
寿命，降低船舶营运成本。本章主要围绕船舶轮机自动化机舱动力装置与系统进行了深入探
讨，以期提高我国船舶轮机的自动化水平。

关键词：船舶轮机；自动化；动力装置与系统
1船舶动力装置
1.1船舶动力装置的组成
船舶动力装置根据其自身机械结构特点以及系统作用的不同，能够将其划分为：辅助装
置、甲板机械、防污设备、管路系统、推进装置及自动化设备管理等方面。具体而言，辅助装
置由辅助炉、液压泵、压缩空气及船舶电站四个部件组成；推进装置则由主机、推进器、传动
设备及轴系四个部件构成；管路系统由不同的阀件、过滤器、泵及热交换器等部件组成；自动
化设备则主要包括打印设备、监视设备、遥控器材及自动调节等设备；甲板机械则主要由能够
有效清除甲板上污渍的各种设备组成。

1.2船舶动力装置的要求
（1）可靠性的高低直接关系到船舶性能、作业效率以及使用寿命。船舶动力装置的可靠
性是对船舶最主要、也是最重要的要求。

（2）经济性，数据显示，在船舶使用过程中所产生的费用有50%是动力装置产生的。因
此，为了提高船舶营运效益，提高船舶动力装置的经济性甚为关键。

（3）机动性，指船舶改变自己运动状态的灵敏性，对于船舶运行时的安全有着重要的保
障作用。

（4）重量和尺度地大小，往往会与船舶动力装置的使用寿命成反比。为了提高船舶营运
效益，减少动力装置的重量和尺度是十分有效的手段。

（5）续航力，指船舶不需要补充如燃油、滑油、淡水等任何物资，所能航行的最大距离
或最长时间。影响船舶的续航力的因素有很多，其中包括船舶动力装置的经济性、船舶自身物
资储备能力、船舶运行速度等。
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2船舶轮机自动化机舱的动力系统设计
随着我国船舶自动化技术的进步，我国船舶轮机在研发设计的过程中得到了跨越式的发
展。在选择动力装置时要充分考虑到使用者的需求来实现装置与其他设备的自动化匹配设计。
因为动力系统的自动化装置需要具备对动力系统的保护、监测、调整、变换等功能，因此，我
国研发人员需要通过船舶轮机的智能技术来实现对影响整个船舶系统的运行因素进行相关的分
析和说明，以此来实现装置的自动化设计操作。目前虽然我国还存在少部分船舶轮机需要人工
操作，但是随着深入的发展，我国大部分船舶轮机早已实现了自动巡航，实现了船舶动力系统
的自动化控制管理。通过相关调查研究可知，我国的船舶动力系统自动化涉及了操作纵向转换
位置判断、自动化转向、转速信号发生速率的限制、系统自动化故障检测、元器件的自动化模
拟操作等等。

2.1自动化机舱的燃油系统
在船舶轮机自动化机舱动力装置与系统的设计过程中，燃油系统是必不可少的一部分，这
部分系统主要是由轻油系统和重油系统组成的，这两个系统之间使用阀门和管路进行有效的连
接，并能够有效的实现轻油和重油之间的转换。

（1）重油系统的组成特点：①装设燃油均质机。均质机对燃油具有细化、均质、乳化
（当含有水时）和降低粘度等作用。可明显改善燃油特别是劣质油的燃烧性能、提高燃烧率、
实现燃油的经济燃烧和清洁燃烧，起到节能降排污的作用。例如，装设江西航海仪器厂生产的
ZJ-500型均质机，可保证中速柴油机能够燃用劣质燃油。②采用加压循环系统和伴管加热。该
系统设置燃油加压泵和循环泵各两台（互为备用），可以实现燃油的增压循环。另外在加压循
环系统中采用伴管加热。在短时间停车的情况下，不必进行重油换轻油的操作。③可以实现耗
油率的计算。系统装设合肥仪表总厂生产的OI/IK型椭圆齿轮流量计，并带有滤器和热延伸管
机构以及Ag19型发送器。它发出的流量信号结合水力测功器取得的功率信号，通过计算机计
算可以在集控室显示出主柴油机的耗油率。④装设反冲洗精滤器。反冲洗滤器能实现滤器的自
动清洗，它是燃油系统自动化的重要环节。反冲洗滤器的型式是5u。

（2）燃油分油机燃油系统。举例，选用南京绿洲机器厂生产的KPD23DBF-23型分油机
两台，两者可以实现串、并联运行。分油机装置采用自动时序控制，可以实现自动分油、排
渣、油温自动调节、跑油报警功能。

（3）燃油粘度调节装置。比如，采用上海船研所和上海航海仪器厂生产的CNT型粘度自
动调节装置，可保证主机在不同工况范围内变化时，保持燃油粘度在主机所需的给定值上，并
显示出来。

2.2自动化机舱的滑油系统
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在船舶轮机自动化机舱的动力装置系统中，还有一个比较重要的系统类型，就是滑油系
统，滑油系统中设有相应的油温调节装置和液位控制装置，这些都能够保证在船舶工作期间提
供良好的润滑作用。在船舶轮机主机运行的过程中，滑油系统能够对自动化机舱中的机油进行
有效的分离和净化，整个分离与净化的过程都能够实现相关的自动化控制，以便能够保证分油
机的正常工作，这也是船舶轮机自动化系统运行的一个必要条件。

2.3自动化机舱的冷却系统
在船舶轮机自动化机舱动力装置系统运行过程中，机舱的主机和副机冷却时采用的都是闭
式冷却系统。当船舶的主机处在备车过程中，机舱副机的冷却水就能够在主机的缸套中进行流
动。这样不仅能够保证自动化机舱冷却系统的正常运作，也能够达到节能的重要作用。

2.4自动化机舱的压缩空气系统
在船舶轮机自动化机舱的运行过程中，机舱的压缩空气系统也是一个重要的组成部分。该
系统的压缩空气，将其分成两路，一方面对主机起到相应的动力作用，另一方面也能够完成有
效的控制作用。压缩空气系统中的自控用压缩空气主要是使用空气净化器对空气进行有效的净
化，并将这些净化的空气进行减压，进而能够完成有效的遥控使用。

3船舶轮机的动力装置与系统的自动化设计方法
在计算船舶轮机动力系统的时候，需要根据船舶的主动力装置和齿轮箱、船舶的航行速
度、螺旋桨直径、船舶有效功率等等因素来考虑船舶轮机动力装置与系统的自动化匹配问题。
因为，部分船舶轮机使用的主动力系统不能够适用于自动化控制装置。想要实现船舶轮机的自
动化系统设计，需要使用船舶装置常用的一些自动化设备配置来实现自动化系统设计。我国当
前建造的船舶动力系统自动化可以分成电动力和气动力两种。通常情况下，船舶动力系统生产
的厂家会使用气动力系统来建造船舶的自动化遥控装置系统，因为动力系统使用的是柴油机，
因此，其他设备的基本原配件有气压检测设备、主机转速检测、高压油泵换向机构、变速元件
与电子调速器的连接等等。此外，船舶轮机的自动化遥控设计还可以实现航行速度的控制、柴
油机转速的控制、转速设定值等全面控制，其中调速器的控制才是实现整个装置系统自动遥控
控制的关键。近几年来，我国的船舶电子调速器已经代替了传统的机械调控器被船舶加工厂家
大量使用，例如3600DWT的供油船实现了双机、双桨的自动化控制。

结语：
随着轮船制造业的兴起，以及航海技术的不断发展，船舶自动化水平越来越高，对船舶轮
机本身设备以及设备自身装置和装备系统方面也提出了较高的要求，船舶设计师需要不断进行
开拓创新，运用科学的设计理念，提高船舶船舱的自动化水平，并在自动化机舱动力装置系统
的设计过程中，不断创新，进而保证整个动力装置的科学化，并保证机舱动力系统的可持续运
行发展。
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参考文献：
[1]季昌鹏.船舶滑油系统建模与仿真研究[D].大连海事大学，2017.
[2]马振邦.船舶海水冷却系统变频控制仿真研究[D].大连海事大学，2017.

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轮机的概念 -回复

轮机的概念 -回复

轮机的概念-回复什么是轮机？轮机是指船舶上的动力装置，也被称为发动机。

它是船舶运行的核心部件，负责提供动力以推动船舶前进。

轮机通常包括主机、辅机和配套设备，主要由柴油机、涡轮机、发电机和传动装置等组成。

不同类型的船舶将配备不同的轮机系统，以满足其操作需求。

主机是船舶轮机系统的核心，它提供主要推进动力。

常见的主机类型包括柴油机和涡轮机。

柴油机利用内燃动力原理，通过燃烧燃油产生高温高压气体，推动活塞运动并转动曲轴，从而产生动力。

涡轮机则利用高速流体的能量，通过涡轮叶轮的旋转来提供动力。

辅机是船舶轮机系统中的次要装置，通常用于辅助主机的运行和提供各种功能和服务。

辅机包括发电机、压缩空气系统、冷却系统、润滑系统等。

发电机负责产生电力以供船舶使用，压缩空气系统提供压缩空气以供启动主机和驱动其他设备，冷却系统维持主机和辅机运行温度，而润滑系统则保证轮机各部件的良好运转。

配套设备是为了保证轮机的正常运行，提高船舶操作效率和舒适度而配置的设备。

例如，船舶上设有燃油系统，用于提供燃料供给主机燃烧。

燃油系统包括燃油处理、燃油储存和输送设备。

此外，船舶还需要配备废气处理系统，以减少废气排放对环境的影响。

废气处理系统通过捕捉和清除废气中的有害物质，以减少大气污染。

船舶的轮机系统旨在提供足够的动力，使船舶能够在各种运营条件下保持安全和高效的运行。

为了确保船舶轮机的正常操作，船员需要定期进行检查、维护和保养。

这包括检查燃油和润滑油质量、清洁冷却器、更换消耗品和检查传动装置等。

总的来说，轮机是指船舶上的动力装置，包括主机、辅机和配套设备。

它们协同工作，为船舶提供动力、电力和其他服务。

轮机的操作和维护对船舶的安全和性能至关重要，船员需要具备相关知识和技能，以确保轮机系统的正常运行。

轮机自动化教程---轮机自动化基本概念

轮机自动化教程---轮机自动化基本概念

系统；空压机压力控制系统。
• （2）程序控制系统 • 特点：给定值按确定的规律随时间变化，即给定值是确
定的时间函数。
• 系统主要任务：使被控量跟随给定值的变化而变化。 • 实例：主机加速速率限制和程序负荷控制；
辅锅炉自动点火控制。
• （3）随动控制系统 • 特点：给定值随时间变化且无法预知变化规律，即给定
衰减振荡
•
Ψ=0
等幅振荡
•
Ψ<0
发散振荡
• 理想的衰减率
Ψ=0.75～0.9（即衰减比为4∶1～10：1）
结论：Ψ越大，稳定性越好。若Ψ=1，则稳定性最好， 但动态偏差较大、调节时间偏长。
• （2）超调量σp
•
定义： p
ymax y() 100 % y()
• σp越小，稳定性越好，反之亦然。
• 非周期过程的超调量： σp＝0
• 调节器接收测量单元送来的被控量的测量信号，并与
给定值相比较得到偏差信号，再根据偏差信号的大小 和方向，依据某种调节作用规律输出控制信号送至执 行机构，对被控对象施加调节作用。
• 给定值r：被控量所希望控制的最佳值。被控量的测
偏差值e：被控量的测量值和给定值的差值，即
e=r－z。
• e>0，称为正偏差； • e<0，称为负偏差； • e=0，称为无偏差。
——电、气、液动式自动控制系统。
• 〈2〉按被控参数的名称分类
——温度、压力、水位等自动控制系统。
• 〈3〉按仪表的结构形式分类
——基地式仪表；单元组合式仪表。
• 〈4〉按被控参数给定值的变化规律分类
•
定值控制系统
• 随动控制系统
• 程序控制系统
• （1）定值控制系统 • 特点： 给定值恒定不变。 • 系统主要任务：克服外部扰动影响，维持被控量不变。 • 实例： 主机冷却水温度控制系统；辅锅炉水位控制
船舶轮机知识点总结归纳

船舶轮机知识点总结归纳

船舶轮机知识点总结归纳一、船舶轮机概述船舶轮机是指船舶上的发动机和推进设备，包括主机、辅机、推进器等设备。

船舶轮机的主要作用是提供动力，驱动船舶前进或驶向目的地。

船舶轮机的发展经历了蒸汽机时代、内燃机时代和现代电动化时代。

蒸汽机时代主要使用蒸汽涡轮机作为主机，内燃机时代使用柴油机作为主机，而现代电动化时代则逐渐采用电动主机和船舶推进器。

船舶轮机的性能对船舶的航行速度、燃油消耗、环境保护等方面都有重要影响，因此船舶轮机的设计、运行和维护管理都是船舶工程领域的重要内容。

二、船舶主机1. 主机类型船舶主机主要分为蒸汽主机、柴油主机和电动主机三种类型。

蒸汽主机已经逐渐被淘汰，柴油主机成为船舶主流动力装置。

电动主机则多用于特定类型船舶，如LNG船、巡航船等。

2. 主机结构柴油主机的基本结构包括气缸、曲轴、连杆、燃油系统和冷却系统等。

气缸数量和排列方式不同，可以分为直列、V型和对置式等。

3. 主机性能主机性能包括功率、转速、燃油消耗、负荷特性等指标。

这些指标直接影响船舶的航行性能和经济性，是主机选择和优化设计的关键。

4. 主机控制主机控制系统包括燃油控制、速度调节、排气温度控制等，通过自动化系统实现对主机的精确控制，保证主机安全运行和性能调节。

三、船舶辅机1. 辅机类型船舶辅机主要包括发电机、泵、压缩机、空调设备等。

这些设备为船舶提供电力、液压能源、空气压缩等，是船舶正常运行的重要支持设备。

2. 辅机布局船舶辅机布局需要考虑设备的联动和安装空间，要求合理、紧凑，便于维护和保养。

在设计过程中需要充分考虑船舶用途和操作条件，提高辅机的可靠性和效率。

3. 辅机维护船舶辅机维护管理需要定期检查、清洁和润滑，保证设备正常运行和寿命。

对于关键设备还需要建立健全的预防性维护计划，预防故障发生，提高船舶运行效率。

四、推进系统1. 推进器类型船舶推进器主要包括螺旋桨、水喷射推进器、水轮等，根据船舶用途和性能要求选择不同类型的推进器。

船舶管理作业简答题(武汉理工大学,轮机工程)

船舶管理作业简答题(武汉理工大学,轮机工程)

作业一1、船舶动力装置的含义是什么？是为了满足船舶航行、各种作业、人员的生活、财产和人员的安全需要所设置的全部机械、设备和系统的总称。

2、简述船舶动力装置的组成。

1.推进装置2.辅助装置3.管路系统4.甲板机械5.防污染设备6.自动化设备3、直接传动的主机和螺旋桨之间有什么设备？直接传动方式的主要优、缺点有哪些？直接传动是主机动力直接通过轴系传给螺旋桨的传动方式。

轴系的组成(1) 传动轴包括推力轴、中间轴和尾轴。

(2) 轴承推力轴承（有的柴油机推力轴承设在柴油机机座内）、中间轴承和尾轴承。

(3) 传递设备主要有联轴器、减速器、离合器等。

(4) 轴系附件主要是润滑、冷却、密封设备等。

主要优点是：（1）结构简单，维护管理方便。

（2）经济性好，传动损失少，传动效率高。

主机大型低速柴油机。

螺旋桨转速较低，推进效率较高。

（3）工作可靠，寿命长。

普遍应用于大、中功率的民用船上。

缺点是：整个动力装置的重量尺寸大，要求主机有可反转性能，非设计工况下运转时经济性差，船舶微速航行速度受到主机最低稳定转速的限制。

4、推进装置和续航力的意思是什么？推进装置:推动船舶航行的装置.主机发出动力，通过传动设备及轴系驱动推进器产生推力，使船舶克服阻力以某一航速航行。

续航力:船舶一次装足燃油、滑油和淡水等，在正常装载和海况条件下航行的最大距离。

5、MARPOL73/78公约共有哪些附则？附则Ⅰ防止油污规则；附则Ⅱ防止散装有毒液体物质污染规则；附则Ⅲ防止海运包装有害物质污染规则；附则Ⅳ防止船舶生活污水污染规则；附则Ⅴ防止船舶垃圾污染规则。

附则Ⅵ防止船舶造成大气污染规则6、MARPOL73/78公约附则II的排放规定有哪些？如果规定允许把X、Y或Z类物质的残余物或压载水、冼舱水或含有此类物质的其他混合物排放入海，则应符合下列排放标准：(1)船舶在航行途中，自航船航速≥7kn，非自航船航速≥4kn(2)排出口位于水线以下并远离海水入口；(3)距最近陆地≥12nmile，水深≥25m。