[原创]船舶动力装置……

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2020/10/24 14:57:11


      鉴于有的网友对舰艇动力装置有些疑问和一些看法,我写了下面关于舰艇动力装置的一些东西,我没写得太详细,有关的详细内容各位可以找相关书籍或资料来看。主要的目的还是让大家对舰艇动力系统有个初步的认识。鉴于本人水平有限,有的内容可能会有错漏,还望各位高手指正。本文中的一些数据是民用船舶的数据,同时有的数据可能已经不太跟得上科技的发展。
      早期的船舶使用的是往复式蒸汽机,带动一个有桨叶的大转轮(明轮)推进,这种推进装置也就是“轮机”和“轮船”的由来。
目前舰船主要使用的动力装置有以下几种:
    一.汽轮机:汽轮机是一种外燃机,靠锅炉产生高压蒸汽推动汽轮作功。人类早期使用的船舶动力装置就是这玩意。
汽轮机作为船舶动力装置有一定的优势:1、单位重量尺寸指标优越,由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速工作轮,因此单机功率远比活塞式发动机大。现代舰用汽轮机的单机功率已达7.5×104kW以上,若不受推进器尺寸的影响,象陆用电站汽轮机一样可以做成60万~100万kW的巨型动力装置,这可是很可观的。2、汽轮机叶轮转速稳定,无周期性扰动力,因此机组振动力小、噪声小。3、磨损部件少,工作可靠性大,使用期限可高达105h以上。4、可使用劣质燃料油,滑油消耗率也很低,仅0.1~0.5g/(kW·h),而柴油机的滑油消耗率为3~10g/(kW·h)。
    从以上看来,用蒸汽动力似乎不错,但是汽轮机有几个致命伤:1、装置的总重量大、尺寸大,而且要配置主锅炉,以及为其服务的辅助机械和设备,占去了船体许多空间和排水量。作为“寸土寸金”的船舶空间来说,巨大的动力装置是不可能的,尤其是军用船舶,更要求动力装置小型化。2、燃油消耗大,装置效率差,额定经济性仅为柴油机的1/1.5~1/2,在部分工况下,甚至为1/2.5~1/3,在相同的燃料贮备下续航力降低。这也是为什么一般使用蒸汽动力的舰船都是一些吨位大的家伙。3、机动性差,起动前准备时间约为30~35min,紧急情况下,缩短暖机过程后也要15~20min。在舰艇上为保证立即起锚的要求,就以暖机状态停泊,从而增加了停泊时的燃料消耗。另外,从一个工况变换到另一个工况的过渡时间也较柴油机装置长2~3倍。
    以上几点致命伤使得蒸汽动力已不再是船舶动力的主要类型,民用和军用的船舶都基本不再使用汽轮机做为主机,更主要的是有更优越的其它类型的动力装置出现了。若不是核能的出现,现在的航母可能都还得使用蒸汽动力。
    目前我国使用蒸气动力的典型是051、051b和“现代”。167舰的蒸汽动力装置由中船重工七院703所负责设计研制。蒸气动力相较而言自动化程度较低,且战损处理十分困难,为什么一艘98年下水的新型驱逐舰还使用蒸气动力?我个人的看法是蒸气动力是成熟的技术,我国在这方面也有较多的技术积累,而对于167目前的公认看法都认为其是一艘试验舰。对于试验性质的舰艇用一种成熟、经济的动力装置比用新型的动力装置合算得多,而且167舰的试验更多的是其它方面,所以采用蒸气主动力也不失为一种保险方法。曾有说法167是动力试验舰,但从其主动力为蒸气动力来看这种说法站不主脚。要知道早在052上用的就是柴燃联合动力。
    另外提一句,从上面已经可以知道,蒸汽动力用的燃料是油:重油、渣油或劣质燃料油。使用油的锅炉的排气远比使用煤的锅炉的排气干净。现代船用的蒸汽动力已经不可能再使用煤作为燃料。就算是用煤,也不会出现工人往锅炉里拼命加煤的情景,一般用的都是高压锅炉,你想加煤还轮不到你加。煤都是用磨料机磨成煤粉,然后用高压空气喷入炉膛燃烧或煤粉和水、添加剂混合成水煤浆再燃烧。这种做法可以提高效率,相对来说排气也比老式的清洁。

      鉴于有的网友对舰艇动力装置有些疑问和一些看法,我写了下面关于舰艇动力装置的一些东西,我没写得太详细,有关的详细内容各位可以找相关书籍或资料来看。主要的目的还是让大家对舰艇动力系统有个初步的认识。鉴于本人水平有限,有的内容可能会有错漏,还望各位高手指正。本文中的一些数据是民用船舶的数据,同时有的数据可能已经不太跟得上科技的发展。
      早期的船舶使用的是往复式蒸汽机,带动一个有桨叶的大转轮(明轮)推进,这种推进装置也就是“轮机”和“轮船”的由来。
目前舰船主要使用的动力装置有以下几种:
    一.汽轮机:汽轮机是一种外燃机,靠锅炉产生高压蒸汽推动汽轮作功。人类早期使用的船舶动力装置就是这玩意。
汽轮机作为船舶动力装置有一定的优势:1、单位重量尺寸指标优越,由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速工作轮,因此单机功率远比活塞式发动机大。现代舰用汽轮机的单机功率已达7.5×104kW以上,若不受推进器尺寸的影响,象陆用电站汽轮机一样可以做成60万~100万kW的巨型动力装置,这可是很可观的。2、汽轮机叶轮转速稳定,无周期性扰动力,因此机组振动力小、噪声小。3、磨损部件少,工作可靠性大,使用期限可高达105h以上。4、可使用劣质燃料油,滑油消耗率也很低,仅0.1~0.5g/(kW·h),而柴油机的滑油消耗率为3~10g/(kW·h)。
    从以上看来,用蒸汽动力似乎不错,但是汽轮机有几个致命伤:1、装置的总重量大、尺寸大,而且要配置主锅炉,以及为其服务的辅助机械和设备,占去了船体许多空间和排水量。作为“寸土寸金”的船舶空间来说,巨大的动力装置是不可能的,尤其是军用船舶,更要求动力装置小型化。2、燃油消耗大,装置效率差,额定经济性仅为柴油机的1/1.5~1/2,在部分工况下,甚至为1/2.5~1/3,在相同的燃料贮备下续航力降低。这也是为什么一般使用蒸汽动力的舰船都是一些吨位大的家伙。3、机动性差,起动前准备时间约为30~35min,紧急情况下,缩短暖机过程后也要15~20min。在舰艇上为保证立即起锚的要求,就以暖机状态停泊,从而增加了停泊时的燃料消耗。另外,从一个工况变换到另一个工况的过渡时间也较柴油机装置长2~3倍。
    以上几点致命伤使得蒸汽动力已不再是船舶动力的主要类型,民用和军用的船舶都基本不再使用汽轮机做为主机,更主要的是有更优越的其它类型的动力装置出现了。若不是核能的出现,现在的航母可能都还得使用蒸汽动力。
    目前我国使用蒸气动力的典型是051、051b和“现代”。167舰的蒸汽动力装置由中船重工七院703所负责设计研制。蒸气动力相较而言自动化程度较低,且战损处理十分困难,为什么一艘98年下水的新型驱逐舰还使用蒸气动力?我个人的看法是蒸气动力是成熟的技术,我国在这方面也有较多的技术积累,而对于167目前的公认看法都认为其是一艘试验舰。对于试验性质的舰艇用一种成熟、经济的动力装置比用新型的动力装置合算得多,而且167舰的试验更多的是其它方面,所以采用蒸气主动力也不失为一种保险方法。曾有说法167是动力试验舰,但从其主动力为蒸气动力来看这种说法站不主脚。要知道早在052上用的就是柴燃联合动力。
    另外提一句,从上面已经可以知道,蒸汽动力用的燃料是油:重油、渣油或劣质燃料油。使用油的锅炉的排气远比使用煤的锅炉的排气干净。现代船用的蒸汽动力已经不可能再使用煤作为燃料。就算是用煤,也不会出现工人往锅炉里拼命加煤的情景,一般用的都是高压锅炉,你想加煤还轮不到你加。煤都是用磨料机磨成煤粉,然后用高压空气喷入炉膛燃烧或煤粉和水、添加剂混合成水煤浆再燃烧。这种做法可以提高效率,相对来说排气也比老式的清洁。
<P>谢谢!</P>
二.柴油机:柴油机动力装置具有较优良的性能,目前在船舶动力装置中占绝对的统治地位。
柴油机的优点:1、经济性较高,耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多,高速机比中、低速机耗油多。这一优点使柴油机船的续航力大大提高,换句话说,一定续航力下所需之燃油贮备量较少。2、重量轻,柴油机动力装置中除主机和传动机组外,不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道等,所以辅助机械设备相应较少,布置简单,因此单位重量指标较小。3、具有良好的机动性,操作简单,启动方便,正倒车迅速,一般正常启动到全负荷只需10~30min,紧急时需3~10min。虽然比燃气轮机装置差些,但它不需要像燃气轮机装置那样一套复杂的启动和倒车设备。柴油机装置停车只需2~5min,主机本身停机只需几秒钟即可。
柴油机装置也有缺点:1、由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快,因此单机组功率受到限制,一般来说低速机的功率比中、高速机的功率大。这使得柴油机动力装置无法在大功率舰船上使用。2、柴油机工作中的噪声、振动较大。这是一个重要问题。作为舰艇不希望动力源会有大的振动,同时震动大的话也使问题出现的机率增大。3、中高速柴油机的运动部件磨损较厉害,高速强载柴油机的整机寿命仅1000~2000h。4、柴油机在低转速时稳定性差,因此不能有较小的最低稳定转速,影响船舶的低速航行性能。5、柴油机的过载能力也较差,在超负荷10%时,一般仅能运行1h。一般来说军用柴油机的性能比民用要好。
053和054用的都是柴油动力。053是全柴动力,054很可能也还是全柴动力,毕竟若使用柴燃联合的话尽管性能会好一点,但成本会增加。作为中国来说,在护卫舰上用柴燃联合动力有点太“豪华”了。054的柴油主机据说是法国进口,但黄埔曾很确定的说526的主机是国产的,估计是引进了技术。525和526用的主机很可能一个是原装货,一个是国产版本。
三.燃气轮机动力装置:近几十年发展起来的新型发动机,基本原理与气轮机相同,只是作功的工质方面有所不同。最主要一点,汽轮机是外燃机,而燃气轮机是内燃机。
燃气轮机动力装置能够较好的满足军用舰艇对动力装置提出的高速、高机动性和极低的单位重量之战术、技术要求,故其在现代军用舰艇上的应用较多。相反,由于经济性和其它一些因素,民用船舶基本不使用燃气轮机动力(一些高速和特种船舶除外)。其优点:1、单位功率的装置尺寸小。加速用燃气轮机装置的单位重量可达0.65~1.3kg/kW,全工况用燃气轮机装置为2~4kg/kW。机组功率也较大,复杂线路的燃气轮机(有中间冷却、中间加热和回热措施)机组功率可达6×104kW。2、良好的机动性,从冷态启动至全负荷时间,一般为1~2min,大功率复杂线路的燃气轮机装置只需3~5min。这对军用舰艇来说是一个极大的优势。3、燃料消耗率虽不及柴油机,但在低负荷时的经济性的恶化比汽轮机影响小。
燃气轮机装置尚有下列缺点:1、主机没有反转,必须设置专门的倒车设备。2、必须借助于启动马达或其他启动机械启动。3、由于燃气的高温,叶片材料用的合金钢昂贵,工作可靠性差,寿命短,如燃气初温在750℃以上的燃气轮机,寿命仅500~1000h。4、由于燃气轮机工作时空气流量很大,因此进、排气管道尺寸较大,舱内布置困难,甲板上较大的管道通过切口,影响船体强度。
四.联合动力装置。对于军用舰艇来说,从提高战斗力地观点要求尽可能提高航速和机动性能。舰艇在全速航行时要求动力装置发足全功率,但它在舰艇航行时间中所占比例极小,一般不超过1%。为此它要花费足够的排水量安置全功率的机械设备重量。而舰艇的巡航时间极长,要求有良好的经济性以提高续航力。为解决全速时的大功率和巡航时的经济性,就出现了两类发动机联合工作的联合动力装置。目前有三种联合动力装置:汽轮机+加速燃气轮机(COSOG或COSAG),柴油机+加速燃气轮机(CODOG或CODAG),燃气轮机+加速燃气轮机(COGAG或COGOG)。
(1)汽轮机动力装置带燃气轮机加速装置:这种装置由于汽轮机装置的一系列优点,与燃气装置联合后,能适应于功率较大的轻型舰艇,蒸汽装置保证在80%全速以下航行所需的功率(即全功率约50%左右),以使经济及重量尺寸指标为最有利。
(2)全工况燃气轮机装置带加速燃气轮机装置:这类装置中,巡航燃气轮机装置可以采用复式线路(带中间冷却器及回热)工作的开式燃气轮机或按闭式循环工作的燃气轮机。前者具有蒸—燃联合装置大部分的优点,燃料消耗和重量尺寸都可减少,后者在巡航时能保证较高的热效率,部分负荷时性能良好。一般用于大型舰艇。
(3)柴油机与燃气轮机联合:这类装置中,柴油机作巡航机,与燃气轮机二者都通过离合器与主减速器相联,采用道顺离合器或调距桨实现倒车。
这类装置常被小型舰艇使用,它的常用功率一般小于全功率的50%,全功率仅占整个服役时间的1%左右。
这类联合装置的优点:1、重量尺寸小,一定排水量下可提高航速或增加配置功率。2、操纵方便,备车迅速,紧急情况下可将燃气轮机立即启动,用调距桨或倒顺离合器实现倒车。3、自巡航到全速工况加速迅速,可立即发出全功率。4、两个机组共同使用一个减速器,具有多机组并车的可靠性。5、管理与检修费用较低。
但是两机型联合也有不足之处:1、必须配合适用不同机种的燃料及相应的管路及贮备设备,不同燃料的贮备比例会影响舰艇的战术性能。2、共同使用一个主减速器,小齿轮数目多,结构复杂。3、两种不同类型机组在减速器周围布置上有一定难度。
052、052b是我国联合动力的典型。052使用二台美制LM2500燃气轮机,持续功率55000马力;二台国产化的MTU20V956TB92柴油机,持续功率8840马力。LM500、LM2500、LM2500+是目前舰用燃气动力的代表。052b据说用的是原版的乌克兰DN80燃气轮机,但由于进口的核心机叶片制造工艺实在太差,我国重新使用国产叶片对原形机进行了换装。在美国进行制裁后,我国想使用LM2500作为舰艇动力装置的可能性已经为零,而DN80作为最合适也是现实的动力装置成为我国新一代水面舰艇的不二选择。DA80重16吨,转速3000-3600rpm、功率26700 kW 、长6.4米、宽2.5米、高2.7米,热效率36.5%,性能不俗。而DN80的国产化版本GT25000已经实现核心机国产化。052b的柴油机仍然是国产化MTU 20V956TB92。
五.下面主要说说柴油机的问题。
柴油机和汽油机都是内燃式热机。两者的区别从结构上来说不是很大,最主要的区别就是柴油机没有点火装置。汽油机使用挥发性好的汽油做燃料,采用外部混合法(汽油与空气在汽缸外部进气管中的汽化器进行混合)形成可燃混合气。缸内燃烧为电点火式(电火花塞点火)。这种工作特点使汽油机不能采用高压缩比,因而限制了汽油机的经济性不能大幅度提高,作为船舶来说,动力装置的经济性是一个重要的考虑内容。而且,由于燃料的原因,汽油机也不允许作为船用发动机使用,因为汽油的火灾危险性大(挥发性强)。
柴油机可以使用劣质燃料油做燃料,这是一个重要优势。柴油机使用内部混合法(燃油与空气的混合发生在汽缸内部)形成可燃混合气,缸内燃烧采用压缩式(靠缸内空气压缩形成的高温自行发火)。这种工作特点使柴油机在热机领域内具有最高的热效率(已达55%左右)。功率大范围广同时燃料的挥发性差使得柴油机在船用动力中取得了绝对位置。
所以,汽油机基本不会作为船舶主机使用(辅机也不太可能)。
柴油机分为二冲程和四冲程,简单的来说,二冲程效率高、功率大、工作可靠、寿命长、可使用劣质燃油以及转速低。主要是中、低速机,优势较大。四冲程机的稳步发展从20世纪50年代开始,工作可靠性、使用寿命、经济性及对劣质燃油的适应性方面基本上达到了与低速机相近的水平。四冲程机主要是中、高速机,除用作主机外较多用于船上的辅机(发电机)。一般认为二冲程机的燃烧效果没有四冲程机好。
关于柴油机的烟气
在正常情况下,柴油机的排气受燃烧品质的影响。柴油机的排气主要成分是二氧化碳(CO2)、水蒸汽、过量空气、残余氮(N2)(以上成分对生物无直接危害。)、CO、氮氧化物(NOx)、碳氢化物(HC)、SO2、臭氧和微粒物质(碳烟、油雾等)。技术状况良好的柴油机,在常用工况下,排气管排出的废气,是无色透明或接近无色透明的气体。若出现黑烟、蓝烟或白烟则说明柴油机出了问题。但是,其实柴油机完全正常的情况下也会出现黑烟(燃烧不完全)。黑烟有碳粒子构成,主要成分是碳元素。柴油机中的黑烟是燃油在燃烧过程中经过一系列物理化学变化后形成的。关于形成的机理目前还在探讨中,比较一致的观点是燃油在高温区缺氧热裂成碳烟核心,此碳烟核心经历表面增长的凝聚过程最后形成碳烟粒子随排气排出。尽管柴油机的黑烟有时看起来很不环保,但有一点,柴油机废气中的CO含量远远低于汽油机废气中的含量。
简单说,在正常情况下,柴油机的黑烟是由于负荷的变化造成燃烧不充分形成的,当然,作为新的主机还要调试,出现黑烟也是正常的。这主要是调试喷射和雾化系统造成的。燃油的质量也有关系。
舰船试航时除要试验主机的性能外,还要检查船舶的航行性能:(1)速率试验:在试航区测定主机在不同工况时的行速,并确定计程仪校正植。(2)惯性试验:包括全速前进到停止,从全速前进到全速后退,从全速后退到停止以及全速后退到全速前进等项目。试验时记录主机转速及船舶滞航的时间和距离。(3)回转试验:即进行船舶在全速时操舵试验,以测定船舶的回转直径大小。
因为在试航时舰艇主机的负荷不断变化,而且变化较大,这使得柴油机的工况也不断变化,往往在加速、大负荷时柴油机会因为燃烧不完全而排黑烟。我们不能从试航时排黑色烟气说明主机的质量不过关,更不是什么零部件故障(如扫气箱着火)。同时也要知道,有的舰艇之所以没有大量黑色烟气的排放不代表其主机的先进,应该看它用的是什么类型的主机/辅机以及在什么工况/环境下。
柴油机排黑烟可以说在有的情况下是无法避免的,这是柴油机的“先天缺陷”。柴油机的黑烟对舰船来说,最大的影响是增加了被敌人观察器材和热反应器材的发现及被红外自导武器命中的几率。
这方面MEKOA-200是一个很好的榜样,MEKOA-200采用2台功率为5920千瓦的柴油机用一台变速箱驱动双轴。1台功率为20000千瓦的LM2500燃气轮机驱动位于中线处的一台喷水推进器。舰上配有4台柴油发电机,为全舰提供电能。舰废气的排放是通过舰尾水线以上的排气口排出的,并用冷却的空气或注入海水的方法将废气温度降至100℃以下,并且排出的气体大部分被尾波所掩盖,因此该舰的红外特征信号很小。这种方法在一些隐身舰上也得到应用,这值得我们借鉴。
小憩了会,赞!继续溜达[em02][em02]
[此贴子已经被作者于2004-6-6 15:34:28编辑过]
<P>此等好文章一定要顶。</P>[em01]
<P>顶</P><P>没话说</P>
很好的文章,顶
<B>以下是引用<I>横空出世</I>在2004-6-6 20:28:00的发言:</B>
很好的文章,顶
不错,辛苦
[此贴子已经被作者于2004-6-6 21:32:32编辑过]
不错啊,赞一个!
靠!把当年的教科书都搬上来了。我当年的《动力装置》只考了80分,什么时候把我们的考卷也发上来。


教科书简单易懂,用语规范,叙述严谨,有何不好?
    另外就我个人的了解情况和一些资料再补充一下。
      一、高速机。一般说法是1000r/min以上的柴油机为高速机,但现在好象已阔宽到1200r/min以上了。不论是民用还是军用船舶的高速机大多是进口的型号或专利生产/仿制型。尤其是民用船舶,更是基本是进口机的天下。一来是高速机相对来说应用不如中低速机多,二来高速机的研制、制造要求较高,因此一直以来,我国在高速机上进步不多。不象中、低速机,尽管进步速度不快,但还是稳步发展的。从早期的21艇现在的037Ⅱ用的都是高速机。目前的发展是小型舰艇使用燃气轮机和柴油机的局面共存。尤其是喷水推进的发展,更使燃气轮机受青睐。</P>
      
      1、037Ⅱ。037Ⅱ是当年刘华清访问英国后,提出要以英国的“孔雀”级为目标,并超越其的新型舰艇。037Ⅱ不但和之前的037、037Ⅰ、0317ⅠG等有了大幅提高,就连与其目标“孔雀”相比也明显更胜一畴。和之前的037ⅠG一样,037Ⅱ用的是三部SEMT-Pielstick 12PA 6280 MPC柴油机,。持续功率:11.7MW,航速32kn/h,续航力:1800 mile/18kn。性能还算不错。037Ⅱ是海军首次采用招标方式兴建的舰艇,由黄埔造船厂得标于1987年12月23日签约,首艇770“阳江”号于1989年7月28日开工,1990年12月18日下水,1991年8月28日交船。因为是黄埔首建,国外就有将其称为所谓的“黄”级导弹艇。
   
    2、海关200吨级缉私艇。该级艇当年刚出现时“汉和”称中国建造了20艘用于南沙的新型巡逻艇,听起来怪吓人的,同时也着实高兴了一下,后来就觉得不对劲,只知道有新缉私艇下水,哪有什么给海军的巡逻艇啊?该艇由701所设计,1999年通过方案审查,1999年7月招标确定船厂,由求新、黄埔、青岛造船厂建造,共20艘。2000年12月黄埔首艇交付。目前在深圳、汕头、湛江海关使用。该级艇使用4台MTU12V2M90高速柴油机。MTU12V2M90为四冲程、水冷、废气涡轮增压、中冷电喷、12缸、V型90°,缸径130mm,压缩比为15.2∶1,功率为992kW/2200~2300rpm。第一次大修期为6000小时。该型机性能不错,能胜任恶劣海况下的缉私任务。使用后的反应也表明该型艇性能好,功能强(带23mm舰炮、可收放摩托艇)

    3、360吨级高速巡逻艇。该级艇由701所设计,广西桂江造船厂建造。动力系统为4台MTU12V396TB94柴油机,总功率4×1765kW,另有两台MTU6V183AA51柴油机作为发电机组。该型艇最大航速31节,装备武警后执行过多次任务,表现很好。此外还有一些其它小型舰艇,由于对航速要求较高,一般都是使用高速机。高速机很大的问题是寿命短,大修期为中速机的1/1.5~1/4。基本上,进口机比国产/组装机好。


    二、综合登陆舰的动力选型。经过分析和验证,目前比较一致的观点是综登/坞登的动力装置在40000吨以下时用柴油动力为好。40000吨以上用蒸汽动力为好(全世界就苏联一家用过燃气动力)。燃气动力虽说有诸多的优点,但在综登/坞登上的应用受其自身的影响:进排气、管路和其它管路的布置麻烦,影响船体结构和利用率;燃料消耗率大,而综登/坞登一般不追求高航速。

    我国的综登早已由沪东中华完成标准化的工作,这说明综登/坞登的建造开始进入实质性的阶段,目前也确实如此。目前关于由谁建造说法不一,不过由沪东中华完成标准化的工作来看,基本确定沪东中华是要造的。至于大连,我得到的消息是特种钢材不断运抵,而从去年某超大型构件安装成功来看,大连应该也有分。至于还有传闻说沪东中华和大连共同建造航母,沪东中华负责船体大部分,而大连负责甲板,我看可能性不大。尽管我国也已经开始航母的标准化工作,但这玩意一时半会是出不来的(要知道讨论航母动力选型的工作在上世纪80年代就开始了)。目前基本确定,我国的综登使用的是柴油动力。主机为进口/国内组装或仿制的可能性较大。


    三、各种动力的应用。由于柴油机固有的高热效率和近年来科技的发展,使得柴油机单缸功率、整机性能和寿命不断提高,同时柴油机的推进系统组成也简单,因此,柴油机推进仍将是我国中、小型水面舰只的主要动力形式(使用柴—柴或柴—燃联合)。而减少特征信号(减振、降噪)和降低烟气排放度一直是柴油机发展的方向(既有环保因素也有军用需求)。低排放的主要措施是调整缸内燃烧参数,如提高压缩比、提高喷压和喷油燃烧。另外向燃油中掺水的方法也使用较多。如前面所说的合理设置进、排气道,烟囱的形状和位置也很重要。

    蒸汽动力翻身的机会不大,除非有突破性进展,使其性能媲美燃气轮机。目前能使用的方面就是核动力的大型水面舰艇了。167用的高压锅炉可以说是我国在蒸汽动力装置上从仿制到自行设计的经验积累所结的果了。从这样来说167在动力方面也有试验性质,但这种试验实在让人苦笑。167的主锅炉和主汽轮齿轮机组的热效率比以前提高了10%和3%,耗油率也有所下降。尽管167的高压锅炉算得上是高科技,但性能还是和世界先进水平有一定差距。目前舰用蒸汽动力的发展方向就是高增压锅炉。高增压有提高经济性,尺寸、重量下降,改善舰艇的机动性和增强生命力(烟气温度低于200℃,减少红外特征信号,炉膛内增压压力增强了锅炉抗空中核爆炸冲击波的能力)等诱人优点。但总的来说,蒸汽轮机系统复杂,自动化难,占用舱容大,维护工作多,经济性、机动性差,想要广泛应用在可见将来内绝对不可能。个人认为,蒸汽轮机在我国最可能的用途是航母(核动力)。不过以目前状况,国产蒸汽轮机用在航母上还是有一定困难。真要应用的话,一时半会还可能研究不出来。除驱逐舰外,某型测量船也是用的蒸汽动力。</P>

    燃气轮机发展前景好、技术成熟的是LM2500+和WR21。前者是LM2500的延续,而后者则是为了取代LM2500。当年的FT8号称是热效率最高的燃气轮机,而401A/B的性能也都可以,可惜由于决策问题,至今仍是两手空空。(401A由于等煽功率比设计计算值低约5%,输出功率低约3.8%,用户执意不要)。目前只希望在我国能在借鉴DN80的基础上创新,使技术水平接近LM2500+或WR21的水平。


    柴燃联合。分为柴—燃交替(CODOG)和柴—燃并车联合(CODAG)。112、113和F25T(出口泰国)都为CODOG。一般来说,CODAG的好处是可以在高航速时将柴油机的功率并入。但这又增加能耗,而且传动系统、控制系统复杂。实际应用上也就提高航速6%。近年德国解决了传动系统、控制系统的问题,改善柴、燃比例,使6%提高到17%。F124用的就是CODAG。其使用的CODAG投资、维护、燃油费用都比CODOG低。似乎前景不错。我国要发展海军,CODOG和CODAG肯定是主力。

教科书简单易懂,用语规范,叙述严谨,有何不好?
    另外就我个人的了解情况和一些资料再补充一下。
      一、高速机。一般说法是1000r/min以上的柴油机为高速机,但现在好象已阔宽到1200r/min以上了。不论是民用还是军用船舶的高速机大多是进口的型号或专利生产/仿制型。尤其是民用船舶,更是基本是进口机的天下。一来是高速机相对来说应用不如中低速机多,二来高速机的研制、制造要求较高,因此一直以来,我国在高速机上进步不多。不象中、低速机,尽管进步速度不快,但还是稳步发展的。从早期的21艇现在的037Ⅱ用的都是高速机。目前的发展是小型舰艇使用燃气轮机和柴油机的局面共存。尤其是喷水推进的发展,更使燃气轮机受青睐。</P>
      
      1、037Ⅱ。037Ⅱ是当年刘华清访问英国后,提出要以英国的“孔雀”级为目标,并超越其的新型舰艇。037Ⅱ不但和之前的037、037Ⅰ、0317ⅠG等有了大幅提高,就连与其目标“孔雀”相比也明显更胜一畴。和之前的037ⅠG一样,037Ⅱ用的是三部SEMT-Pielstick 12PA 6280 MPC柴油机,。持续功率:11.7MW,航速32kn/h,续航力:1800 mile/18kn。性能还算不错。037Ⅱ是海军首次采用招标方式兴建的舰艇,由黄埔造船厂得标于1987年12月23日签约,首艇770“阳江”号于1989年7月28日开工,1990年12月18日下水,1991年8月28日交船。因为是黄埔首建,国外就有将其称为所谓的“黄”级导弹艇。
   
    2、海关200吨级缉私艇。该级艇当年刚出现时“汉和”称中国建造了20艘用于南沙的新型巡逻艇,听起来怪吓人的,同时也着实高兴了一下,后来就觉得不对劲,只知道有新缉私艇下水,哪有什么给海军的巡逻艇啊?该艇由701所设计,1999年通过方案审查,1999年7月招标确定船厂,由求新、黄埔、青岛造船厂建造,共20艘。2000年12月黄埔首艇交付。目前在深圳、汕头、湛江海关使用。该级艇使用4台MTU12V2M90高速柴油机。MTU12V2M90为四冲程、水冷、废气涡轮增压、中冷电喷、12缸、V型90°,缸径130mm,压缩比为15.2∶1,功率为992kW/2200~2300rpm。第一次大修期为6000小时。该型机性能不错,能胜任恶劣海况下的缉私任务。使用后的反应也表明该型艇性能好,功能强(带23mm舰炮、可收放摩托艇)

    3、360吨级高速巡逻艇。该级艇由701所设计,广西桂江造船厂建造。动力系统为4台MTU12V396TB94柴油机,总功率4×1765kW,另有两台MTU6V183AA51柴油机作为发电机组。该型艇最大航速31节,装备武警后执行过多次任务,表现很好。此外还有一些其它小型舰艇,由于对航速要求较高,一般都是使用高速机。高速机很大的问题是寿命短,大修期为中速机的1/1.5~1/4。基本上,进口机比国产/组装机好。


    二、综合登陆舰的动力选型。经过分析和验证,目前比较一致的观点是综登/坞登的动力装置在40000吨以下时用柴油动力为好。40000吨以上用蒸汽动力为好(全世界就苏联一家用过燃气动力)。燃气动力虽说有诸多的优点,但在综登/坞登上的应用受其自身的影响:进排气、管路和其它管路的布置麻烦,影响船体结构和利用率;燃料消耗率大,而综登/坞登一般不追求高航速。

    我国的综登早已由沪东中华完成标准化的工作,这说明综登/坞登的建造开始进入实质性的阶段,目前也确实如此。目前关于由谁建造说法不一,不过由沪东中华完成标准化的工作来看,基本确定沪东中华是要造的。至于大连,我得到的消息是特种钢材不断运抵,而从去年某超大型构件安装成功来看,大连应该也有分。至于还有传闻说沪东中华和大连共同建造航母,沪东中华负责船体大部分,而大连负责甲板,我看可能性不大。尽管我国也已经开始航母的标准化工作,但这玩意一时半会是出不来的(要知道讨论航母动力选型的工作在上世纪80年代就开始了)。目前基本确定,我国的综登使用的是柴油动力。主机为进口/国内组装或仿制的可能性较大。


    三、各种动力的应用。由于柴油机固有的高热效率和近年来科技的发展,使得柴油机单缸功率、整机性能和寿命不断提高,同时柴油机的推进系统组成也简单,因此,柴油机推进仍将是我国中、小型水面舰只的主要动力形式(使用柴—柴或柴—燃联合)。而减少特征信号(减振、降噪)和降低烟气排放度一直是柴油机发展的方向(既有环保因素也有军用需求)。低排放的主要措施是调整缸内燃烧参数,如提高压缩比、提高喷压和喷油燃烧。另外向燃油中掺水的方法也使用较多。如前面所说的合理设置进、排气道,烟囱的形状和位置也很重要。

    蒸汽动力翻身的机会不大,除非有突破性进展,使其性能媲美燃气轮机。目前能使用的方面就是核动力的大型水面舰艇了。167用的高压锅炉可以说是我国在蒸汽动力装置上从仿制到自行设计的经验积累所结的果了。从这样来说167在动力方面也有试验性质,但这种试验实在让人苦笑。167的主锅炉和主汽轮齿轮机组的热效率比以前提高了10%和3%,耗油率也有所下降。尽管167的高压锅炉算得上是高科技,但性能还是和世界先进水平有一定差距。目前舰用蒸汽动力的发展方向就是高增压锅炉。高增压有提高经济性,尺寸、重量下降,改善舰艇的机动性和增强生命力(烟气温度低于200℃,减少红外特征信号,炉膛内增压压力增强了锅炉抗空中核爆炸冲击波的能力)等诱人优点。但总的来说,蒸汽轮机系统复杂,自动化难,占用舱容大,维护工作多,经济性、机动性差,想要广泛应用在可见将来内绝对不可能。个人认为,蒸汽轮机在我国最可能的用途是航母(核动力)。不过以目前状况,国产蒸汽轮机用在航母上还是有一定困难。真要应用的话,一时半会还可能研究不出来。除驱逐舰外,某型测量船也是用的蒸汽动力。</P>

    燃气轮机发展前景好、技术成熟的是LM2500+和WR21。前者是LM2500的延续,而后者则是为了取代LM2500。当年的FT8号称是热效率最高的燃气轮机,而401A/B的性能也都可以,可惜由于决策问题,至今仍是两手空空。(401A由于等煽功率比设计计算值低约5%,输出功率低约3.8%,用户执意不要)。目前只希望在我国能在借鉴DN80的基础上创新,使技术水平接近LM2500+或WR21的水平。


    柴燃联合。分为柴—燃交替(CODOG)和柴—燃并车联合(CODAG)。112、113和F25T(出口泰国)都为CODOG。一般来说,CODAG的好处是可以在高航速时将柴油机的功率并入。但这又增加能耗,而且传动系统、控制系统复杂。实际应用上也就提高航速6%。近年德国解决了传动系统、控制系统的问题,改善柴、燃比例,使6%提高到17%。F124用的就是CODAG。其使用的CODAG投资、维护、燃油费用都比CODOG低。似乎前景不错。我国要发展海军,CODOG和CODAG肯定是主力。
<P>谁能介绍一下燃油的情况,分类啊,品质啊。总说国内的柴油不好,怎么不好来着?</P>
<B>以下是引用<I>FoolFox</I>在2004-6-6 21:32:00的发言:</B>

<P>看这样的文章很舒服啊!</P>
<P>另:113好象不是用LM2500</P>

<P>对!</P>
<P>不错的文章</P>
<P>文章不错,专业!--------打字很累吧.....辛苦了!</P>
好文章,专业的,楼主事业内的吗?
<B>以下是引用<i>S.W.A.T@L.Z.P.D</i>在2004-6-6 15:33:00的发言:</B>
<P>好文,太好了,大家都来看看</P><P>
</P>
<p>
看着舒服,在顶一次
<P>受益匪浅</P>
<P>好文,顶一下</P>
科普文章一定要顶。
好文章!长了见识,可惜我是个文科生,以后是看不到了
<P>美德联合研制的MTU890型发动机</P><P>在装甲设备中,发动机是重中之重,通常的槽式柴油机如同一个大柜子,比较笨重,当功率在700-1300马力时,净重高达1000-2500公斤,需要借助吊车才能移动。如今,经过“极限瘦身”之后的新型槽式小型发动机已经相当轻小了,仅有半个书桌桌面大小。
  </P><P>6缸V形MTU890发动机</P><P>日前,德国MTU Friedrichshafen公司与美国底特律柴油机公司联合研制出了世界上配置最紧凑、最轻小的装甲设备柴油发动机。这种标号“MTU890高密”的新型发动机,有各种规格,从4缸普通型到12缸V形,应有尽有。设计师尽最大可能做到了槽式动力机组的紧凑和压缩,这种发动机可以装在15×17×19英寸的显示器纸箱中。各种型号的发动机设计方案基本相同,功率在400-1500马力间不等。低功率的发动机主要供步兵战车和装甲运输车作用,中等功率的主要装配到轻型坦克和登陆战斗车辆上,最大功率的主要用于重型坦克和装甲战车。所有MTU890发动机都可与重达10-60吨重的装甲设备匹配,可采用机械、液压、电力传动装置,带动轮式或牵引履带式车辆。发动机组配置得极其紧凑,显得非常轻小,从图片上看,只象是发动机的一个部件。MTU890普通4缸型发动机的具体数据是:长125厘米,高79厘米,宽45厘米,工作容积4.44升,功率560马力,转速4250转/分钟,扭矩922牛顿/米。而V6型(6缸V形)发动机的具体数据是:长76厘米,高59厘米,宽70厘米,净重520公斤,工作容积6升,功率750马力,扭矩1235牛顿/米,转速4250转/分钟。
  两国国防工业设计师为这种新型发动机的成功研制兴奋不已。新型发动机尺寸较小,可装在显示器箱子中,重量也轻了许多,方便运送,同时可以大幅增加坦克和战车的装甲防护,以提高战场生存能力。
  为达到最佳的紧凑压缩效果,设计师们采用了多种方法。许多通常都装配在发动机外部的组件,如各种各样的泵和滤波器,都挤到了发动机机槽内部。柴油喷射采用普通线路型设计,各型发动机的燃料台设计也完全相同,确保能够产生较大的压力,最高可达1800个大气压,从而保障充分燃烧,达到较高的效率。高压(4.5个大气压)涡轮压缩机的工作状态可呈几何形状转换。冷却系统装配到两个单独回路(涵道)内,第一个系统主要用于冷却油缸,对涡轮内的压缩空气进行初次冷却,第二个系统对空气进行最终冷却,同时监视发动机和润滑系统的温度状况,冷却散热器的尺寸相应缩减,这种设置能够保障发动机在摄氏130度以下的工作温度内高效运转。发动机滑油底箱也进行最大程限度的压缩,并由特制的泵与其它内部组件隔开。美、德公司工程师称,MTU890系列发动机在外形尺寸、重量、功率等各项性能数据上,都比同类发动机(包括最先进的民用产品)提高了1/3,具有非常广阔的市场前景。(书山) </P>
<P>楼主的文章真好,不过有两点提醒一下:</P><P>⒈  对于中国目前的技术而言,选择柴油机意味着便宜N多倍,所以应该尽量选择柴油机。</P><P>⒉ 穿浪双体船型技术可以在柴油机动力、全焊接钢质船体的前提下满足速度快、航程远、适航性高等要求,值得我们大力尝试,要是能在2208的基础上搞出高速运输船,甚至高速航母,那可是大大的好事。</P>
<P>每个国家选择舰船发动机都根据自己的国情不同选择不同的动力</P><P>英国多用燃气轮机,因为他们的罗罗公司的航空发动机厉害</P><P>德国多用柴油机,他们的MTU的柴油机厉害…………</P><P>我国则是什么都不行,就蒸汽轮机有些基础,现在哈尔滨的气轮机厂经过大萧条恐怕也不行了吧?柴油机进口德国技术,燃气轮机进口乌克兰,偏偏我们的机械加工不行,哎……德国的东西是好,可是对加工工艺和材料要求高啊</P><P>70年代就引进斯贝了,日本用斯贝的燃气轮机装备了很多军舰,村雨就是,可是我们才实现国产化没几年</P><P>一句话:基础工业太薄弱!</P>
好文,好文
学了不少知识,谢谢!~!!
[此贴子已经被作者于2004-6-10 15:22:32编辑过]
好文章啊
此等好贴当然要顶!!!
<B>以下是引用<I>FoolFox</I>在2004-6-9 11:26:00的发言:</B>

<P>每个国家选择舰船发动机都根据自己的国情不同选择不同的动力</P>
<P>英国多用燃气轮机,因为他们的罗罗公司的航空发动机厉害</P>
<P>德国多用柴油机,他们的MTU的柴油机厉害…………</P>

<P>支持!法国也一样,柴油机加核动力。</P>
ding
长了见识
顶一下,详细
<P>好文章,长知识。</P>