液货船设备第十三章液化气船主推进装置.ppt

主要内容：各推进装置特点第十三章 液化气船主推进装置,Chapter 13 Main propulsion plant of liquefied gas carrier,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 1 ],,第十三章 液化气船主推进装置,Chapter 13 Main propulsion plant of liquefied gas carrier,第三节 带有再液化装置的低速柴油机推进装置,第四节 双燃料发动机推进装置,第一节 蒸汽轮机推进装置,第二节 燃气轮机推进装置,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 2 ],,第十三章 液化气船主推进装置,Chapter 13 Main propulsion plant of liquefied gas carrier,目前所有的LNG运输船都是靠蒸汽驱动的第一批柴油驱动的LNG运输船现已经投入使用。

而且在己下的LNG运输船订单中，每三艘船就有一艘是靠柴油驱动的 已经被订购的柴油驱动的LNG运输船中，有一半将会装有双燃料中速柴油机加电力推进（DFDE）装置，其余的将会装有含再液化设备的直接驱动的低速柴油装置 目前还没有任何超过166000立方米的船预定使用DFDE装置而含再液化设备的直接驱动的低速柴油装置将在200000立方米或以上的双螺旋桨大船上使用Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 3 ],内燃机——柴油机、汽油机、燃气轮机 热机 外燃机——蒸汽机、蒸汽轮机,热机——把热能转换成机械能的动力机械内燃机——是将燃料（液体或气体）引入气缸内燃 烧，再通过燃气膨胀、推动活塞、曲柄-连杆机构，从而输出机械功的热力发动机外燃机——燃料在机器外部燃烧的发动机Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 4 ],蒸汽推进船舶基本依靠蒸发损耗气体和重油作为混合燃料。

自然蒸发损耗气体总是在两个锅炉中的一个内燃烧，这样的话有足够的冗余可以避免蒸发损耗气体在舱内积聚，也不再需要液化装置 船用蒸汽装置技术在不断进步，但是热效应远远落后于柴油机技术，混合气轮机推进系统， 甚至是陆上的蒸汽透平装置船员配置也很困难，因为整个行业己经转向使用更加高效的柴油机另外把低速柴油机和轴直接连接，避免使用了昂贵的减速齿轮Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 5 ],第一节 蒸汽轮机推进装置,,,,Section 1 Steam turbine propulsion plant,,LNG船传统的推进装置是采用蒸汽轮机动力装置 该动力装置主要由主锅炉、汽轮机、减速齿轮箱、凝汽器以及螺旋桨轴系组成 其工作原理是货舱内的甲烷蒸发气/燃油在双燃料主锅炉中燃烧后产生高压过热蒸汽，驱动蒸汽涡轮，经减速齿轮箱后带动螺旋桨；工作后的废汽经主冷凝器冷凝后至凝结水系统进行循环部分过热蒸汽用于透平发电机组或透平给水泵一、工作原理,船舶蒸汽锅炉是船舶动力装置中的重要组成部分 它的作用随着船舶种类和主机型式的不同而有所差异。

在蒸汽动力装置的船舶上，蒸汽锅炉产生的高温高压蒸汽用于驱动主汽轮机运转，以推动船舶前进同时，也为各种蒸汽辅机和其他需要以蒸汽为热源的设备提供不同质量的蒸汽 这种以驱动主汽轮机运转为主要任务的蒸汽锅炉称为主锅炉其蒸汽参数约为压力6.0～10MPa，温度520～545℃一般每艘船上装设两台主锅炉主锅炉是指锅炉产生的蒸汽供给主推进机械的锅炉1、主锅炉,,,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 11 ],,2.主蒸汽轮机 主蒸汽轮机是将蒸汽热能转换为机械功的原动机，蒸汽能量要经过两次能量转换过程：最初蒸汽的热能转换为蒸汽的动能，然后蒸汽的动能转换为机械功主蒸汽轮机结构主要由高压透平、低压透平与主冷凝器以及减速齿轮箱与主推力轴承三个单元组成 川崎KHI和三菱MHI是目前世界上最具竞争力的两家主蒸汽轮机和主锅炉公司Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 12 ],,3.主锅炉的检验 （1）所有炉龄10年及以上的主锅炉，应在每5年船舶特别检验期至少进行两次内部检查。

两次检验间隔期最大不超过36个月 （2）炉龄10年及以上的水管主锅炉， A应在每5年船舶特别检验期至少进行两次内部检查两次检验间隔期最大不超过36个月 B当船舶安装1台水管主锅炉，每年进行一次内部检查 （3）炉龄大于10年的火管主锅炉，应每年进行一次内部检查Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 13 ],,3.主锅炉的检验 （4）每次船舶年度检验应对锅炉进行外部总体检查 （5）蒸汽管检验的检验周期如下： A直径超过76mm，工作温度不超过450度的蒸汽管，以及直径超过76mm铜管和铜合金蒸汽管自其制造或安装之日10年以后，每5年进行一次检验； B直径超过76mm，工作温度超过450度得蒸汽管，在其制造或安装之日5年以后，每5年进行一次检验Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 14 ],燃气轮机技术从1939年德国研制成功第一台航空涡轮喷气发动机和瑞士研制成功第一台工业发电用燃气轮机开始，经过人们对气体动力学等基础科学认识的深化，冶金水平、冷却技术、结构设计和工艺水平的不断提高和改进完善，已逐步进入了实质性发展阶段。

二次大战后，航空燃气轮机的发展是飞跃性的，仅仅五年，在作战飞机上就取代了航空活塞式发动机，实现了喷气化60年代初期，涡轮风扇发动机的问世大大加快了民用运输机燃气轮机的进程，并很快成为各种军用飞机的动力装置Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 15 ],第二节 燃气轮机推进装置,,,,Section 2 Gas turbine propulsion plant,,燃气轮机是利用燃料的化学能转变为燃气的热能，再经燃气涡轮时能将热能转变为机械能和电能的原动机目前简单循环燃气轮机效率已达42%，正在研制中的可达60% 优点：（1）高输出功率；（2）紧凑的尺寸；（3）重量轻；（4）高扭矩；（5）低噪声和低振动；（6）低排放；（7）润滑油消耗低；（8）维护保养成本低；（9）燃气轮机模块能够快速安装和更换Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 16 ],,,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 17 ],,,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 18 ],,如果选用M T30型燃气轮机做LNG船主机，船的总长可缩短19米，而载重量可增加12%。

可维修性好，具有模块化结构等特性Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 19 ],,,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 20 ],,,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 21 ],低速柴油机，是最高效的船用推进器当蒸发损耗气体在甲板上的再液化装置中液化时，低速柴油装置燃烧重油或低硫柴油再液化装置并不是新技术，但是它们在船用上的使用却是新技术 在机舱最底部，装有两个低速柴油机提供推进力柴油机和固定螺距螺旋桨连接除了主机，还有四个辅助柴油发电机，它们被安装在机舱的主甲板下以提供船上的电力主机和发电机都被设计成可以依靠重油不间断地工作发电机提供的电力将供给包括再液化装置，货油泵，主机辅助系统，艏侧推机（如果存在的话）以及居住舱的使用Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 22 ],第三节 柴油机推进装置,,,,Section 3 Diesel engine propulsion plant,,,有两套基本设备的配套，提供了推进和电力供给上的冗余。

一个主机或其辅助系统发生故障时，不会使船不能航行，另外一个主机将会继续工作，提供正常推进力的一半，让船可以到达最近的港口Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 23 ],,,,Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 24 ],一、双燃料经济操作模式 双燃料操作模式在柴油机负荷大于30%时使用 负荷大于30%时，燃气作为主燃料提供给柴油机，同时 还需要提供不少于5%先导油，以控制燃烧定时； 在30~110%负荷之间，操作者可根据可用蒸发气的多 少来选择燃油和燃气的比率 这种操作模式可在所有正常的操作状况下提供最佳的比 燃料消耗率，可在60~100%柴油机负荷范围内实现最经济操 作Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 25 ],,双燃料模式又包括三种情况： 1.“最小先导油量”双燃料模式，即正常模式。

负荷大于先导油量所能提供的功率时，如果负荷变化，控制系统会根据燃气压缩机的设定排出压力和实际排出压力之间的差值，增加或减少燃气的量，但燃油量不变 2.“给定燃气量”模式当系统所能提供的最大燃气量仍然不能满足柴油机的负荷需求时，控制系统会根据负荷的变化增加或减少燃油量，而燃气的量不变 3.“全燃油”模式当燃气系统故障，或LNG液舱空载时，全部使用燃油Equipments of Liquid Cargo System on Tankers,液货船液货系统设备,,,第十三章 液化气船主推进装置,,[ 26 ],,二、低氮氧化物排放模式 柴油机在所有操作范围内，尤其是在75%负荷时，可实现氮氧化物排放的最小化 三、部分负荷排放模式 用来满足当船舶准备在较长的时间内使主机工作在部分负荷时的特殊排放需要 四、特殊排放操作模式 用来满足船舶航行在对排放有特殊要求的区。