武汉船舶设计研究院有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：船舶技术在不断的发展，船舶动力系统是船舶的关键部分，因此动力系统的优化配置受到了更多人的关注。目前各国都在研究最优的配置方法，主要是对船舶的性能有了更高的要求，在研究的过程中不能忽视各项约束条件，本文主要是对船舶动力系统进行了分析，同时探讨了船舶动力系统的优化配置方法。
关键词：船舶；动力系统；优化配置方法
前言：船舶动力系统是整个船舶的核心，因此这一部分的优化设计和发展至关重要，目前世界造船业对船舶动力系统的发展更加重视，不仅要考虑动力系统的基本功能，还要从节能、环保、经济的角度去进行设计，为了使我国船舶技术在世界有一席之地，需要不断的进行优化配置方法的研究。
一、船舶常规动力系统
（一）柴油机动力系统
柴油机已经成为了船舶的主要动力，尤其是随着技术的不断发展，柴油机的优势越来越明显， 安全性和效率高，技术也比较成熟。柴油机动力系统一般分为直接驱动和柴油机齿轮传动，这主要是由于二重程柴油机和四冲程柴油机做主机的不同决定的。在使用的过程中，二冲程柴油机转速较低，因此经常用于大型的远洋船，四冲程柴油机转速高，所以主要用于小型货船或者是客船上。柴油机一直作为船舶燃气轮机推进系统以及电力推进系统的主要设备。
（二）燃气轮机动力系统
燃气轮机的优势主要在于其质量和尺寸，同时也具备足够的可靠性以及加速性能，所以在高速客船等广泛的使用。但是与柴油机不同的是，燃气轮机燃油经济性较低，耗油量高，成本太高，如果经常使用绿色清洁能源，虽然可以保证效果，但是大部分船业公司无法承担这样的成本，所以导致很多公司不经常使用这种动力系统。燃油机的优势主要是低排污，因此有助于保护环境。动力响应性较好所以符合高速船的动力要求[1]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、船舶动力系统设计
（一）系统组成
船舶动力系统一般会包含很多的子系统，各个子系统的功能也各不相同，而且这些系统之间都有着紧密的联系，这些联系都是相辅相成的，每个环节都能发挥重要的作用，尤其是个环节之间的配合，因此在运转的过程中不能缺少任何一个部分，否则会影响动力系统的作用。船舶动力系统主要分为几个部分，比如主机模块、中间轴、螺旋桨轴等。在船舶航行的过程中，主要是从主机输出功率，经过中间轴承系统将动力传给螺旋桨，之后产生一定的动力，因而可以使船舶运动，所以环环相扣，每个部分都有重要的作用。
（二）配置优化方案
在船舶电气化系统中，动力系统是不可缺少的关键部分，因此科学的设计能够改善船舶的运行情况，所以在一般的船舶动力系统设计时，要不断的改进技术，提高船舶动力的整体性能。船舶的动力系统中，机电设备的构成比较复杂，而且各个设备之间有着明显的功能分工，层次较为分明。不过在船舶动力系统的实际运转中，除了正常的运转之外，由于各个设备的性能存在差异，所以相互之间有很大的影响，很容易造成彼此的干扰。所以在研究其优化设计方案的时候，就要采用更加科学的方式，尽量避免各个设备之间的相互影响。目前船舶动力系统中主要的设备是通信以及控制设备，因此既要满足各设备自身的要求，还要考虑其他设备的功能。当前国际上采用的船舶动力系统优化设计方案主要是以下几个方面：
1、在进行船舶动力系统优化设计之前，最重要的是明确系统设计的基本目标，想到达到怎样的效果和性能，这些目标的制定是否可行，除了成本的控制之外，要明确在原本的动力系统之上能够做到哪些改善，要求相关的设备可以发挥最大的功效。
2、设计过程中要明确动力的负荷要求，比如船舶的性质以及用途，还有几本的动力装置搭配要求等，要符合船舶的需求，同时也要进行一定的改善。
3、优化设计方案中不可缺少的是约束条件，也就是要明确设计的方案是否达标，要满足当前的政策法规约束要求，而且要明确船舶的尺寸以及航行区域、国际水域环境保护条件等，严禁为了保证船舶的性能而违反约束条件。
4、结合多种设计方案的思路，明确了各项约束条件，就要对船舶动力系统有更详细的了解，包括对船舶的空间结构、主机情况以及轴系情况等进行确定。
5、结合以上几点内容，就可以在所有的设计方案中进行选择，选择最佳方案进行实施，同时也要考虑到方案的可行性以及可靠性，对技术的基本要求，以及能达到的效果等进行分析，确定最终方案[2]。
三、环境保护要求下的低排放船舶动力装置优化
人们越来越重视与自然的和谐相处，但是船舶的运行经常会造成海洋水域的污染，尤其是一些油船等泄漏或遇到危险会造成海洋污染，此外，船舶正常的废气排放也能造成污染。环境保护已经受到了人们的重视，因此要求在船舶动力系统优化的过程中，考虑到这一问题。
（一）动力装置的多余配置
海洋污染的后果十分严重，尤其是会破坏海洋环境以及海洋生物多样性，目前船舶防泄漏的装置主要是设计双壳船体，不过这也是最终的保护方案，因此在这方面的设计应该不断改良。船舶动力装置的多样配置推进装置和舵系，也要设计应急动力装置，主要是保证船舶即使遇到了危险，也能够正常的运行，设置方式可以选择主机和齿轮箱脱开的方式，并且利用轴带带发电机转为电动机，带动螺旋桨实现船舶的应急推进，目前我国一些船舶已经采用了这种方式。此外，在这种装置上，还能世界双套主推进系统。主要是设计出船舶的两个独立的机舱，然后这两个部分可以独立的操作，一旦一方出现问题，另外一个部分还可以正常操作，不会影响船舶的正常行驶。
（二）柴油机废气排放
废气对海洋环境的污染虽然不大，但是人们对环境越来越重视，因此也要不断的改进废气排放的方式。当前柴油机废气排放有一定的标准，随着技术的发展，废气排放可以进行内部的调整，不过很多国家对其废气排放有了更高的要求。柴油机厂商也在努力实现减少废气排放的目标。当前采用的主要方式是喷水法，我国的出口船中已经采用了这种方式。未来的船舶动力系统装置优化还会有更加科学的设计，比如利用绿色能源，在合理控制成本的前提下，来保护海洋环境。
（三）配置大功率的全回转推进器和侧推
目前海洋工程逐渐向深海进军，因此深水工作船的需求越来越多。这种深水工作船的动力系统配置必须不断的优化，尤其是要配置大功率的全回转推进器以及侧推，主要是保证船舶在运行中的安全以及定位，防止出现危险，影响船员安全以及海洋环境[2]。
结论：随着船舶行业的不断发展，在技术的支持下，船舶动力系统配置有了一定的改善，为了满足船舶运行的需求，同时也要保证船舶运行安全以及减少环境污染，需要从多个角度出发，选择最优的设计方案。针对不同类型的船舶，应该选择最合适的设计方案，优化设计对技术的要求更高，因此要保证优化设计的科学性。
参考文献：
[1]王琪,安亮.船舶动力系统中的递归混沌网络[J].舰船科学技术.2015(04).
[2]周国平,袁利国,高宜朋,陈于涛.舰船动力装置实船嵌入式仿真训练系统[J]. 舰船科学技术.2013(05).
[3]杜溥赛.船舶动力系统的发展趋势研究[J].现代制造技术与装备.2016(09).
论文作者:庞伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/20
标签：船舶论文; 动力论文; 系统论文; 柴油机论文; 废气论文; 装置论文; 设计方案论文; 《防护工程》2017年第16期论文;