8-船舶动力装置与电气设备课案.ppt

第八章 船舶动力装置与电气设备 §1船舶动力装置;一、主动力装置 ?　在船上，把产生推进动力的原动机称为主机。为船舶提供推进动力的主机及其附属设备，是全船的心脏。主动力装置以主机类型命名。目前，主机主要有蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机和核动力装置等五类。现代运输船舶的主机以柴油机为主，在数量上占绝对优势。蒸汽机曾经在船舶发展史上起过重要作用，但目前几乎全被淘汰。汽轮机在大功率船上长期占有优势，但也日益为柴油机所取代。燃气轮机用于大吨位、高航速的商船及大、中型水面舰艇中；核动力装置主要用于大、中型潜艇、破冰船及航空母舰。 　在大、中型水面舰艇中，目前正向着联合动力装置的方向发展，即以柴油机或小型燃汽轮机作巡航机，大功率的燃汽轮机作加速机，以提高舰艇的经济性和机动性。 　近年来，动力装置向实现机舱自动化和远距离操纵发展，以改善劳动条件，提高工作效率。;;１、汽轮机动力装置? 　早期用汽轮机直接驱动螺旋桨，不经过减速。为了使螺旋桨能在理想的转速下工作，后来在汽轮机动力装置上加装了减速齿轮，使汽轮机和螺旋桨都能以各自的最佳速度运转。到1916年，几乎所有的船用汽轮机都采用了减速装置，减速比由初期的1:20提高到1:80以上。采用减速装置以后，汽轮机可以更高的速度运转，效率大为提高，机体尺寸相应缩小，整个装置更加紧凑，重量也大大减轻,螺旋桨工作效率也大大提高,使汽轮机成为理想的大功率船用动力装置。至今某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用汽轮机动力装置。 　　汽轮机的优点是单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪声，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油。但汽轮机油耗比柴油机高，即使采用再热循环的汽轮机装置，每马力小时的油耗仍达180～190克，比低速柴油机高40％左右。柴油机由于单机功率、燃烧劣质油的能力和可靠性的提高，逐渐取代了汽轮机。;;蒸汽从锅炉进入汽轮机膨胀作功，将蒸汽的热能转变为机械能，经齿轮减速器和轴系驱动螺旋桨。蒸汽在汽轮机中膨胀作功后排入凝汽器，被舷外水冷却而凝结成水，由凝水泵送入给水预热器和除氧器中，再由锅炉给水泵将给水经给水预热器送回锅炉,重新在锅炉中受热蒸发成蒸汽,从而形成一个闭合循环。为了提高循环效率，从汽轮机中抽出部分作过功的蒸汽加热锅炉给水，即实现回热循环。民用船舶的汽轮机动力装置均采用这种循环，给水预热级数已多至5级。军舰经常在低负荷下运行,为简化设备和提高操纵性，一般仅用辅机的二次蒸汽加热给水，而且预热级数也大大减少。?? 汽轮机动力装置一般采用水管锅炉，它比火管锅炉轻巧，可使用较高的蒸汽参数，而且蒸发量大，能适应汽轮机的要求，但对给水品质要求较高。为了除去溶于给水中的氧气和减少锅炉的腐蚀，设有专门的除氧器。?? 在民用船舶中，除发电机和给水泵用辅助汽轮机驱动外，其余辅机大都用电动机驱动。而在军舰中，辅机一般由汽轮机驱动。??;?? 汽轮机是高速旋转机械,为了保证螺旋桨的效率,通常采用齿轮传动或电力传动。齿轮传动效率高、质量小、造价便宜，但汽轮机要装设倒车，以获得倒航能力。大多数汽轮机船舶采用这种传动。汽轮机电力传动一般只用于要求操纵性较好的船舶。?? 汽轮机动力装置的特点是单机功率大，振动和噪声小，维修费用低，但热效率较柴油机装置低，且设备多，主要用于大型军舰、大型客船和油船上。采用再热循环和沸腾炉以降低燃料消耗率，使用煤或混合燃料等，是汽轮机动力装置的发展方向（见船用汽轮机）。;２、柴油机动力装置?　 20世纪初，柴油机开始用于运输船舶。第一艘远洋柴油机船是1912年丹麦建造的“锡兰迪亚”号，主机为两台四冲程八缸柴油机，共1250马力，每分钟140转,直接驱动两个螺旋桨。1914年柴油机船占全世界船舶总吨位0.5％，到1940年上升为20％以上。 　　柴油机动力装置的最大优点是热效率高，燃料消耗明显地低于蒸汽机动力装置。长期以来，柴油机动力装置有一系列改进，主要有：①20年代出现以机械喷油取代用压缩空气喷油的方法；②同一时期试制成废气涡轮增压器，提高了柴油机的功率和性能；③30年代开始燃烧重质柴油，降低了燃料费用。早期柴油机的功率不大。第一次世界大战时期用于商船的最大柴油机功率仅4000马力，第二次世界大战前,单机功率达到20000马力。现在低速柴油机单机功率已达50000马力以上。 　　 ;;柴油机动力装置??以柴油机为主机的动力装置。它具有热效率高、启动快、操纵方便、可直接倒车、结构紧凑等特点，是船舶上用得最多的一种动力装置。它的缺点是零部件磨损较快，维修费用高，振动噪声大。 柴油机可分为低速、中速和高速3种。;。远洋和沿海的货船、油船大多采用低速柴油机直接传动方式。新研制的长行程低速柴油机，行程约为缸径的3倍，耗油