054B护卫舰或使用全电推进 具有6大优势

工信部装备工业司近日发布消息称，中国船舶重工集团公司第712研究所在船舶综合电力推进系统的自主创新上取得了重大进展，该所研制出了以变频器、推进电机、推进变压器、功率管理系统、操纵控制系统为核心的推进系统，实现了单轴推进功率20兆瓦以下船舶电力推进系统的全部国产化。这意味着未来中国海军舰艇有望装备国产电力推进系统，拥有真正的“中国心脏”。

　　美舰“全电推进”引领“海上革命”

　　作为水面舰船的“心脏”，传统动力装置主要有蒸汽动力、柴油机动力、燃气轮机动力以及核动力等几种，它们基本上都属于机械推进装置。自上世纪80年代，电力推进技术的优势日益显现出来，成为各国海军的重点研究对象。1986年，美国在一项名叫“海上革命”计划中，将综合电力推进列为新一代舰船的推进方式。1994年，美国海军提出了“综合电力推进系统”概念，海军计划为DD21型驱逐舰配备全电推进系统。

　　综合电力推进系统代表着船舶动力发展的方向，主要特点是将推进动力和电站动力合二为一。与早期意义上的电力推进不同，现代船舶的综合电力推进系统把推进用电和日常用电结合在一个电力系统内。即由共同的发电机组产生大功率电力，满足船舶的所有负荷需求——推进系统、日用负载、传感系统以及舰载武器等需要。该系统采用的是突出模块化、集成化和系统化的设计理念，旨在降低总成本，优化船舶的系统及设备构成，体现在以电力形式集中整艘舰船所需能源，对电力进行统一调配与管理。

　　美国海军提出的综合电力系统主要由七个模块组成：发电、配电、电力控制、电力变换、平台负载、推进电机以及能量储存模块。

　　上海海事大学教授汤天浩介绍称，与常规的机械推进方式相比，电力推进系统主要具备以下几点优势：

　　第一，具备良好的经济性。装备电力推进系统的船舶有多台中速柴油机用于发电，可根据用电负荷选择发电机运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。

　　第二，操纵性好。采用电力推进系统后，操纵控制方便，启动加速性好，制动快，正反车速度切换快，可推进电机转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性。

　　第三，具有良好的安全性。对采用柴油机推进的船舶来说，一旦主机重要部件或舵机、轴系出现故障往往会导致瘫船。而电力推进则使用多台原动机，即使个别机组发生故障也不导致船舶丧失动力。电力推进系统多采用两套以上互为备用，同步电动机定子有两组相互独立的绕组，一组发生故障仍可减载运行。

　　第四，能够节省空间。通常情况下，采用传统推进系统的船舶轴系长度往往占到船长的40%左右，而采用电力推进系统的船舶则省去了传动轴系、减速齿轮箱，从而改善机舱布局结构，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间。

　　第五，噪音低，可提高舰船的安静性和隐蔽性。采用电力推进后，作为主要振动源的发动机被安装在弹性底座上，并以恒定转速运行，它与轴系和船体也无直接连结，从而大大减少振动和噪声，使工作区变得整洁，提高了乘船的舒适程度。

　　第六，有利于船舶控制环境污染，降低排放。船舶采用电力推进系统还有利于进行计算机网络管理，有助于实现系统的自动控制，全面提升船舶信息化、智能化、自动化水平。

　　目前，美国设计建造的DDG-21驱逐舰和“福特”级航母已经配备了综合电力推进系统。英国皇家海军在使用电力推进方面也走在了世界的前列：英国的45型驱逐舰以及在建的“伊丽莎白女王”级航母都配备有综合电力推进系统。

　　712所、704所当上“全电领头羊”

　　中国电力推进系统的发展比较缓慢，在很长一段时间里，所建造的电力推进船舶核心设备一直依赖进口。自20世纪80年起，中国开始研究自己的电力推进系统，为一些民用船舶安装引进的电力推进系统，这为中国研制综合电力推进系统积累了经验。

　　中国在原动机、发电机、配电、变频调速等一些关键技术方面，拥有一定的工业基础；中国的兆瓦级的柴油机、发电机和中高压配电板的生产都有较成熟的技术。通过国际交往，中国的一些舰船设计、制造单位也积累了很多设计建造综合全电力推进船的经验。

　　在中国民用船舶领域，电力推进的应用呈现出多种形式。全电力推进船有胜利油田的“胜利232”号工程船，采用“交—直”电力推进，电机功率3000马力；江南船厂为国外设计建造的3200吨电力推进化学品运输船，采用的是10兆瓦级吊舱式推进器。

　　今年7月，中国终于实现了船舶电力推进核心设备自主研制“零突破”——中国船舶重工集团公司第712研究所宣布，中国首套具有自主知识产权的中压3兆瓦电力推进系统及核心设备(中压推进变频器、推进电机等)研制成功，通过中国船级社认证。该系统的主要技术指标已达到国际先进水平，标志着中国已经具备了设计、制造船舶大容量中压电力推进系统的能力，成为了世界上几个掌握此项技术的国家之一。这对中国全面突破电力推进及自主研发的核心设备在高技术船舶上的应用，提升了国家海洋工程装备设计制造能力，促进中国实现由造船大国向造船强国的转变，具有重要的战略意义。

　　据介绍，船舶用电力推进系统分低压和中压两种，分别用于中小功率推进和中大型船舶的主推进。随着船舶推进系统功率需求的不断增大，低压推进设备因容量有限逐渐被淘汰，中压系统则成为电力推进的发展趋势。《中国水运报》报道称，中国研制的中压3兆瓦电力推进系统能够按照客户的要求进行适当定制。

　　尽管同欧美国家的电力推进系统的功率相比，中国的中压3兆瓦电力推进系统还有差距，但该系统有能力满足民用船舶以及部分特殊船舶的需求。例如，为了在海上精确控制自身位置，海监船、海上采油平台、海洋调查船等特殊船舶都需要采用电力推进系统。

　　据报道，今年5月，在中海油服4艘6000马力(约5.4兆瓦)深水平台供应船综合电力推进系统招标中，712研究所与ABB、GE等国外知名公司同时投标，最终凭借优势成功获得该项合同，成为该型船的国内首家集成商。这是中国海洋工程装备领域首次选用国产船舶电力推进系统集成商。

　　除712研究所外，国内其他一些企业也在研制综合电力推进系统。今年3月，中国船舶重工集团公司第704研究所成功签署“1500吨级海监维权执法综合测量船电力推进系统”项目合同。704所将提供全船的电力推进系统装置，包括发电机组、配电板、电站管理系统等。据推算，1500吨级海监船功率可能是4500马力，略大于3兆瓦水平。

　　“全电推进”的054B正在研制

　　在军用领域，新一代舰艇电子设备对供电功率的要求不断提高，诸如激光武器、电磁弹射器、电磁轨道炮等新概念武器及装备对电力需求更是呈几何级数增长，因此，未来舰艇配备综合电力推进装置已成为必然。此外，对反潜作战需求而言，电力推进系统有利于降低舰艇的噪音，提高任务的成功率。

　　新浪军事在解读我国全电推进系统时指出，为增强反潜性能、提高安静性，中国目前正在研制的054B型导弹护卫舰将采用综合电力推进系统。054B型护卫舰的前身——054A型护卫舰目前使用4台柴油机，如果采用电力推进，将需要采用10兆瓦左右的电力推进系统。

　　712研究所官网消息显示，该所已陆续完成了数艘电力推进船舶的系统集成工作，能够为采用电力推进系统的各型船舶及其他工业电气传动系统提供系统集成整体解决方案和相关关键设备，可以制造覆盖功率等级10兆瓦以下的各种电力推进系统。这样的电力推进系统已经具备了为054B护卫舰提供配套的能力。

　　今年8月，中国单轴推进功率20兆瓦以下船舶电力推进系统实现了全部国产化。这有助于大幅提高配备电力推进系统舰艇的航行速度。英国海军采用全电推进的45型驱逐舰的排水量为7300吨，该舰采用双轴推进，每轴20兆瓦功率，其航速超过29节(这是英军公开数据，实际应该超过30节)。与45型驱逐舰采用相同动力的“伊利莎白女王”级航母的排水量是45000吨，所配备的4台柴油机可提供大约40兆瓦功率的电力，航速26节。

　　以中国海军目前舰艇排水量不超过8000吨的情况看，如果052C和052D型驱逐舰采用全电推进，就可以实现30节以上的高速巡航。不过，受CODOG动力模式(即柴油机和燃气轮机交替使用)的限制，这些舰艇的高速巡航时间和速度都比较有限。此外，在航母动力系统上，未来像“伊利莎白女王”级航母那样采用电动推进，并且采用4轴动力系统的话，则可完全建造航速超过30节的正规航母。

　　然而，中国的电力推进系统同其他国家仍存在差距。英国45型驱逐舰的综合电推系统功率可达50兆瓦，美国新概念战舰DDG-1000的电推系统功率更高达78兆瓦。此外，虽然中国国产全电推进系统已经问世，但在实现全球最先进的全电推进之前，还需要解决另一个重要的动力问题，即拥有可靠、能长时间工作的燃气轮机。

　　中国海军驱逐舰采用CODOG，巡航时一般使用柴油机，需要加速时则切换为燃气轮机。也就是说，中国海军不具备可以和美制LM02500燃气轮机一样，可用来长时间巡航的燃气轮机；而采用中国擅长且可靠的柴油机动力，则完全无法带动单轴20兆瓦的电动推进。中国海军仍需攻克舰用燃气轮的难关，才能在综合电力推进系统领域实现更大的突破。
http://mil.news.sina.com.cn/2013-08-22/0902736685.html工信部装备工业司近日发布消息称，中国船舶重工集团公司第712研究所在船舶综合电力推进系统的自主创新上取得了重大进展，该所研制出了以变频器、推进电机、推进变压器、功率管理系统、操纵控制系统为核心的推进系统，实现了单轴推进功率20兆瓦以下船舶电力推进系统的全部国产化。这意味着未来中国海军舰艇有望装备国产电力推进系统，拥有真正的“中国心脏”。

　　美舰“全电推进”引领“海上革命”

　　作为水面舰船的“心脏”，传统动力装置主要有蒸汽动力、柴油机动力、燃气轮机动力以及核动力等几种，它们基本上都属于机械推进装置。自上世纪80年代，电力推进技术的优势日益显现出来，成为各国海军的重点研究对象。1986年，美国在一项名叫“海上革命”计划中，将综合电力推进列为新一代舰船的推进方式。1994年，美国海军提出了“综合电力推进系统”概念，海军计划为DD21型驱逐舰配备全电推进系统。

　　综合电力推进系统代表着船舶动力发展的方向，主要特点是将推进动力和电站动力合二为一。与早期意义上的电力推进不同，现代船舶的综合电力推进系统把推进用电和日常用电结合在一个电力系统内。即由共同的发电机组产生大功率电力，满足船舶的所有负荷需求——推进系统、日用负载、传感系统以及舰载武器等需要。该系统采用的是突出模块化、集成化和系统化的设计理念，旨在降低总成本，优化船舶的系统及设备构成，体现在以电力形式集中整艘舰船所需能源，对电力进行统一调配与管理。

　　美国海军提出的综合电力系统主要由七个模块组成：发电、配电、电力控制、电力变换、平台负载、推进电机以及能量储存模块。

　　上海海事大学教授汤天浩介绍称，与常规的机械推进方式相比，电力推进系统主要具备以下几点优势：

　　第一，具备良好的经济性。装备电力推进系统的船舶有多台中速柴油机用于发电，可根据用电负荷选择发电机运行台数，使机组始终运行于高效工作区，实现最大的经济性。

　　第二，操纵性好。采用电力推进系统后，操纵控制方便，启动加速性好，制动快，正反车速度切换快，可推进电机转速易于调节，在正反转各种转速下都能提供恒定转矩，能得到最佳的工作特性，使船舶取得优良的操纵性。

　　第三，具有良好的安全性。对采用柴油机推进的船舶来说，一旦主机重要部件或舵机、轴系出现故障往往会导致瘫船。而电力推进则使用多台原动机，即使个别机组发生故障也不导致船舶丧失动力。电力推进系统多采用两套以上互为备用，同步电动机定子有两组相互独立的绕组，一组发生故障仍可减载运行。

　　第四，能够节省空间。通常情况下，采用传统推进系统的船舶轴系长度往往占到船长的40%左右，而采用电力推进系统的船舶则省去了传动轴系、减速齿轮箱，从而改善机舱布局结构，使动力装置安排更加合理，节省了大量空间。

　　第五，噪音低，可提高舰船的安静性和隐蔽性。采用电力推进后，作为主要振动源的发动机被安装在弹性底座上，并以恒定转速运行，它与轴系和船体也无直接连结，从而大大减少振动和噪声，使工作区变得整洁，提高了乘船的舒适程度。

　　第六，有利于船舶控制环境污染，降低排放。船舶采用电力推进系统还有利于进行计算机网络管理，有助于实现系统的自动控制，全面提升船舶信息化、智能化、自动化水平。

　　目前，美国设计建造的DDG-21驱逐舰和“福特”级航母已经配备了综合电力推进系统。英国皇家海军在使用电力推进方面也走在了世界的前列：英国的45型驱逐舰以及在建的“伊丽莎白女王”级航母都配备有综合电力推进系统。

　　712所、704所当上“全电领头羊”

　　中国电力推进系统的发展比较缓慢，在很长一段时间里，所建造的电力推进船舶核心设备一直依赖进口。自20世纪80年起，中国开始研究自己的电力推进系统，为一些民用船舶安装引进的电力推进系统，这为中国研制综合电力推进系统积累了经验。

　　中国在原动机、发电机、配电、变频调速等一些关键技术方面，拥有一定的工业基础；中国的兆瓦级的柴油机、发电机和中高压配电板的生产都有较成熟的技术。通过国际交往，中国的一些舰船设计、制造单位也积累了很多设计建造综合全电力推进船的经验。

　　在中国民用船舶领域，电力推进的应用呈现出多种形式。全电力推进船有胜利油田的“胜利232”号工程船，采用“交—直”电力推进，电机功率3000马力；江南船厂为国外设计建造的3200吨电力推进化学品运输船，采用的是10兆瓦级吊舱式推进器。

　　今年7月，中国终于实现了船舶电力推进核心设备自主研制“零突破”——中国船舶重工集团公司第712研究所宣布，中国首套具有自主知识产权的中压3兆瓦电力推进系统及核心设备(中压推进变频器、推进电机等)研制成功，通过中国船级社认证。该系统的主要技术指标已达到国际先进水平，标志着中国已经具备了设计、制造船舶大容量中压电力推进系统的能力，成为了世界上几个掌握此项技术的国家之一。这对中国全面突破电力推进及自主研发的核心设备在高技术船舶上的应用，提升了国家海洋工程装备设计制造能力，促进中国实现由造船大国向造船强国的转变，具有重要的战略意义。

　　据介绍，船舶用电力推进系统分低压和中压两种，分别用于中小功率推进和中大型船舶的主推进。随着船舶推进系统功率需求的不断增大，低压推进设备因容量有限逐渐被淘汰，中压系统则成为电力推进的发展趋势。《中国水运报》报道称，中国研制的中压3兆瓦电力推进系统能够按照客户的要求进行适当定制。

　　尽管同欧美国家的电力推进系统的功率相比，中国的中压3兆瓦电力推进系统还有差距，但该系统有能力满足民用船舶以及部分特殊船舶的需求。例如，为了在海上精确控制自身位置，海监船、海上采油平台、海洋调查船等特殊船舶都需要采用电力推进系统。

　　据报道，今年5月，在中海油服4艘6000马力(约5.4兆瓦)深水平台供应船综合电力推进系统招标中，712研究所与ABB、GE等国外知名公司同时投标，最终凭借优势成功获得该项合同，成为该型船的国内首家集成商。这是中国海洋工程装备领域首次选用国产船舶电力推进系统集成商。

　　除712研究所外，国内其他一些企业也在研制综合电力推进系统。今年3月，中国船舶重工集团公司第704研究所成功签署“1500吨级海监维权执法综合测量船电力推进系统”项目合同。704所将提供全船的电力推进系统装置，包括发电机组、配电板、电站管理系统等。据推算，1500吨级海监船功率可能是4500马力，略大于3兆瓦水平。

　　“全电推进”的054B正在研制

　　在军用领域，新一代舰艇电子设备对供电功率的要求不断提高，诸如激光武器、电磁弹射器、电磁轨道炮等新概念武器及装备对电力需求更是呈几何级数增长，因此，未来舰艇配备综合电力推进装置已成为必然。此外，对反潜作战需求而言，电力推进系统有利于降低舰艇的噪音，提高任务的成功率。

　　新浪军事在解读我国全电推进系统时指出，为增强反潜性能、提高安静性，中国目前正在研制的054B型导弹护卫舰将采用综合电力推进系统。054B型护卫舰的前身——054A型护卫舰目前使用4台柴油机，如果采用电力推进，将需要采用10兆瓦左右的电力推进系统。

　　712研究所官网消息显示，该所已陆续完成了数艘电力推进船舶的系统集成工作，能够为采用电力推进系统的各型船舶及其他工业电气传动系统提供系统集成整体解决方案和相关关键设备，可以制造覆盖功率等级10兆瓦以下的各种电力推进系统。这样的电力推进系统已经具备了为054B护卫舰提供配套的能力。

　　今年8月，中国单轴推进功率20兆瓦以下船舶电力推进系统实现了全部国产化。这有助于大幅提高配备电力推进系统舰艇的航行速度。英国海军采用全电推进的45型驱逐舰的排水量为7300吨，该舰采用双轴推进，每轴20兆瓦功率，其航速超过29节(这是英军公开数据，实际应该超过30节)。与45型驱逐舰采用相同动力的“伊利莎白女王”级航母的排水量是45000吨，所配备的4台柴油机可提供大约40兆瓦功率的电力，航速26节。

　　以中国海军目前舰艇排水量不超过8000吨的情况看，如果052C和052D型驱逐舰采用全电推进，就可以实现30节以上的高速巡航。不过，受CODOG动力模式(即柴油机和燃气轮机交替使用)的限制，这些舰艇的高速巡航时间和速度都比较有限。此外，在航母动力系统上，未来像“伊利莎白女王”级航母那样采用电动推进，并且采用4轴动力系统的话，则可完全建造航速超过30节的正规航母。

　　然而，中国的电力推进系统同其他国家仍存在差距。英国45型驱逐舰的综合电推系统功率可达50兆瓦，美国新概念战舰DDG-1000的电推系统功率更高达78兆瓦。此外，虽然中国国产全电推进系统已经问世，但在实现全球最先进的全电推进之前，还需要解决另一个重要的动力问题，即拥有可靠、能长时间工作的燃气轮机。

　　中国海军驱逐舰采用CODOG，巡航时一般使用柴油机，需要加速时则切换为燃气轮机。也就是说，中国海军不具备可以和美制LM02500燃气轮机一样，可用来长时间巡航的燃气轮机；而采用中国擅长且可靠的柴油机动力，则完全无法带动单轴20兆瓦的电动推进。中国海军仍需攻克舰用燃气轮的难关，才能在综合电力推进系统领域实现更大的突破。
http://mil.news.sina.com.cn/2013-08-22/0902736685.html