船舶电气及其自动化范文

船舶电气及其自动化篇1

关键词：船舶；电气自动化；关键技术

目前，各国对于船舶电气自动化的研究主要集中于电力电子技术、自动监测报警技术、可靠性保障技术等方面，这些领域的任何技术进步和发展都将对船舶事业的发展起到巨大的推动作用。

1 船舶电气自动化技术的特点

1.1 综合化

现阶段，船舶人机界面的交互功能越来越强大，很多操作能够借助电子屏幕来完成，这为船舶电气自动化技术的综合化发展奠定了重要基础。同时，电子信息技术以及电气模块化的快速发展，使得船舶电气自动化系统能够更加灵活地进行组态，进而使船舶越来越呈现出综合化的发展趋势。

1.2 网络化

数字技术与总线技术的大力普及，促进了船舶电气自动化系统的网络化发展，特别是总线技术的进步与应用，使得船舶的不同部件与模块之间可以很方便地进行信号传送与交流，这是电气自动化系统网络化的重要基础和前提。船舶电气自动化系统的网络化，使得传统的人工操作模式被各种自动化技术所取代，大大提高了电气系统工作的效率及稳定性。

2 船舶电气自动化关键技术

2.1 电力电子技术

（1）轴带发电。轴带发电技术是利用发电机主轴进行驱动，依据主机的工作状态来调整和控制轴带发电机的一种技术。如今主流的轴带发电系统均使用晶闸管逆变方式。为更好地发挥节能降耗效果，研究人员开发了T/G与S/G相组合的SSG系统，其中S/G借助静止变频器和电网连接在一起。若船舶电力消耗过高，T/G无法满足要求，则S/G充当发电机，对船舶电网进行补充供电。若电力消耗较少，功率闲置较多，则S/G充当电动机，利用电网能源来协助主机推进。需注意的是，在S/G系统中，发电机的任何输出活动都要经过变频器的控制与调节，故必须采用大功率的电力电子器件。而现阶段的变频器存在造价高、体型庞大、功率因数低等问题，为解决这些问题，异步轴带发电机技术通过双馈异步电机转子频率补偿来稳定频率和电压，节能效果十分显著。

（2）电力推进。以往电力推进技术仅用于小型船舶之中，但随着技术的不断发展，如今电力推进在大型船舶中也有所应用。船舶电力推进系统的类型比较多样：按照动力来源的不同，可分为柴油机式和燃气轮机式；按电机布置形式，可分为机舱式与吊舱式；按传动方式的不同，可分为交流传动推进和直流传动推进两种，其中交流传动推进是近几年发展的主要方向，原因在于交流传动更能保证系统的稳定性。

2.2 自动监测报警技术

机舱自动监测报警技术能够实时地对电气设备的运行状态进行监测、记录及警报，可以有效降低轮机员工作强度，同时大大提高船舶电气自动化系统的稳定性。当前自动监测报警技术发展方向有：一是引入自动化综合系统，以更加准确及时地发现并排除故障，提高系统稳定性。二是研发DCS自动监测系统，对监测采集的数据信息进行集中管理，这样既能在微机控制系统中进行报警显示，又可以控制各电气设备的稳定运行。DCS自动监测系统由三层微机网络组成，其中主站位于控制室，具有界面显示、打印等功能，而通讯站、信息转发站及各类分站等设置在机舱中，各分站分别具有独立的监测功能，所监测到的数据信息经信息转发站发送至主站，从而实现了计算机、控制、通信三者的有机结合。

2.3 可靠性保障技术

（1）电磁干扰技术。电磁干扰是影响船舶航运的重要因素，尤其是一些导航仪器与强电设备在启停瞬间对电磁干扰十分敏感。电磁干扰的产生需要具备三个条件，一是干扰源，二是将电磁干扰导向电力系统的传输介质，三是对电磁敏感的接收元件，只要破坏上述条件中的任意一个，就可以有效屏蔽电磁干扰，具体的方法包括消除干扰信号、隔离干扰源、切断电磁传播路径等。例如，采用独立的供电设备，并设置相应的滤波装置，对高频干扰信号进行过滤，可以有效解决交流电源所带来的电磁干扰问题。再比如，通常电气自动化系统的信号输入部分设置在船舶驾驶室，而信号接收部分则设置在机舱中，两者之间的信号线路较长，容易受到电磁干扰，对此，建议采用电磁屏蔽性能较好的传输介质，也可以将遥控系统的输入、输出信号分开，均对解决电磁干扰有较好的效果。

（2）储备冗余处理。储备冗余技术通过增设并联单元的方式来提高船舶电气自动化系统的可靠性与稳定性。在船舶电气自动化系统中，通常需要开设三台机组储备，且各机组储备的设计功能基本一致，以确保各机组既能够独立运作，又能够相互备用。正常情况下，船舶电气自动化系统中的工作与储备单元是彼此分开的，各单元既能够独立运作，也能够相互合作，若其中任一单元在运作期间发生故障，则储备单元可立即进入工作状态，从而大大提高了船舶电气自动化系统的安全性与稳定性。

（3）容错技术。容错技术是指提高系统的故障容忍能力的一种技术，具体涉及两方面：一是故障检测。当船舶电气自动化系统发生运行故障时，利用容错技术能够第一时间定位故障性质、位置，并予以自动化隔离，从而将故障影响控制在一定范围之内，确保系统整体的安全性。二是故障控制。当容错技术检测到系统故障后，能够自动得出故障诊断结果，并根据诊断结果采取相应的处理措施，以确保电气自动化系统的安全可靠运作。故障处理具体流程如下：故障检测分析故障性质及位置确定故障单元将故障检测信号转换为低电平信号将故障交给决策单元处理。而根据故障类型的不同，又有以下几种不同的处理策略： I类故障，启用储备机组，降低故障机组负荷量；II类故障，启用储备机组，同时将故障机组延时关闭，以便进行故障处理；III类故障，关闭故障机组，并启用储备机组。需注意的是，当出现II、III类故障时，机组在停机的同时会生成一个阻塞信号，在该信号消除之前，机组无法接受新的启动指令。因此，必须在排除故障之后，通过相应指令来擦除阻塞信号，方能使机组恢复正常，这样能够有效避免故障扩大，提升系统整体的安全稳定性。

4 结束语

船舶电气自动化是一套十分复杂的技术体系，涉及电力电子、自动监测报警、可靠性保障等多个方面。今后应继续加强对船舶电气自动化技术的研究，在进一步提高船舶自动化水平的同时，提高系统的可靠性、稳定性，促进船舶电气自动化事业的稳定进步与发展。

参考文献

[1]窦振新，李月英.探讨船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除[J].引文版：工程技术，2016（6）.

船舶电气及其自动化篇2

关键词：船舶；电气自动化系统；可靠性；保障分析

1 船舶电气自动化系统可靠性的保障技术

（1）电磁兼容保障技术。船舶电气系统运行的周围环境条件比较差，为了保证电气设备的正常运行，就要运用电磁兼容保障技术，进而提高船舶电气的抗干扰性能。形成船舶电磁干扰的几个条件是：具备干扰源，存在一定的传输媒介，具备灵敏的接受模块。电磁兼容技术的任务主要是把这几个条件中的一个进行损坏，进而保证电气设备不受电磁干扰[2]。

电磁兼容技术的关键是选取适宜的元器件，以降低对电磁干扰信号的敏感程度。选取的元器件要有以下条件：一是电气干扰源的信号电平要超过船舶电气规定的范围；二是电气设备可以响应干扰源的主要信号频率。所以，为了保证船舶电气设备具备充足的抗干扰能力，要尽可能地选取电源电压很高的数字集成电路。

（2）容错保障技术。容错保障技术指的就是电气设备对发生的安全故障的容忍保障技术。主要有：电气设备故障的检验测试和诊断；对船舶电气设备系统发生的故障做出控制和应对措施； 容错保障技术对船舶电气自动化系统的故障做出三种分类：一是把备用机组进行启动，从而降低运行电气机组的负荷；二是把备用机组进行启动，延长一定时间，然后停止运行的故障机组；三是再次停止和启动备用电气机组。所以，如果船舶电气系统出现前面两种故障，在停止设备时，此电气机组就会产生一种阻塞信号，并且一直维持功能的发挥，直到设备的故障最后消除。按完阻塞按钮之后，生成的阻塞信号才会解除，新发出的启动设备指令才会生效，如果不这样，该机组将不会被重新启动，这样一来，就可以防止电气系统设备的故障更加扩大，因而可以保证船舶电气系统的可靠性。

（3）储备保障技术。为保证船舶电气自动化系统运行的可靠性，可以把其电气自动控制系统看成冷储被系统。通常情况下，电气自动化的储备系统主要是指把储备单元和电气运行单元分离，只保持电气运行单元单独工作，其余的电气储备单元处于等待状态。这时，只有在电气运行单元不工作的状态前提下，其余电气系统储备单元才可以接替工作。船舶电气自动化储备系统根据其储备单元的状况不一样，可以分成暖储备和冷储被两种。其中，暖储备系统的自动化系统储备单元始终保持在运行状态，它失效以后，失效率不是零，而冷储备系统的自动化系统储备单元一直在没有运行的状态，它在失效以后，失效率是零。这种冷储被系统经过储备设计，能够达到船舶电气自动化系统的可靠性要求。

2 船舶电气自动化系统保障技术的可靠性分析和评估

（1）船舶自动控制可靠性分析和评估。为了使分析和评估更加方便、准确，这里做出假设：第一，如果电气自动化系统不能有效运行，船舶上面没有维修的条件，也就是把此电气系统看成是不能够维修和恢复的系统。第二，此自动控制系统的每个构成单元的失效几率是正常数值。该自动控制系统可靠性分析的框图和模型如下图1所示：

船舶自动控制的系统可以看成是冷储被单元系统。在上图中， 1、 2、 3分别代表该系统每个分项系统的失效率，因而就可以计算出船舶自动控制系统的可靠性以及平均没有故障时间。

主要运用计数法对各个失效率 1、 2、 3进行预估，使用这种计数方法的基本依据是要把构成该系统的全部元器件的失效率做出预测。需要的数据基础有：一是不同设备元器件的类别和总量；二是电气设备元器件的质量等级；三是电气设备的运行环境。运用这个方法计算系统失效率的公式是：

设备=Ni（ G ）（i=1、2、3......n）

在这个式子中， 设备表示的是船舶总电气设备的失效率（失效数/106小时）， G表示的是第i种电气元器件的通用失效率， 表示的是第i种电气元器件的质量系数，Ni表示的是第i种电气元器件的总数。

以《电子设备可靠性预计手册》里面对电气元器件的失效率和数学模型为预测的主要依据。在具体进行预测时，首先假设导线和焊接点的失效率是零，在这里不考虑多种电路包括的元器件，因为它对模型和数据分析的可靠性不会造成影响，所得出的预测结果如下表1所示：

最后可以计算： 1=0.6128461×10-4（1/h）

2=0.4628733×10-4（1/h）

3=0.3175635×10-4（1/h）

船舶自动控制系统的可靠度和平均无障碍时间是：

R自动控制=37.0.exp（-1.15×10-4t）-36.0.exp（2-1.06×10-4t）+640.exp（-1.13×10-4t）

MTBF自动控制=28935.5（h）

（2）船舶电气自动化系统的可靠性分析和评估。电气自动化系统也是一个冷储备系统，其不同元器件的失效率是 4=28.446×10-6（1/h）， 5=2.825×10-6（1/h）， 3=9.122×10-6（1/h）。

得到的可靠性和平均无障碍时间分别是：

R电器系统= exp（-1.45×10-4t）+46.7.[exp（-1.46×10-4t）-exp（-1.43×10-4t）]+1223.exp（-1.55×10-4t）

MTBF电器系统=20369（h）=2.4（年）

（3）确定船舶电气自动化系统可靠性的薄弱环节。对船舶电气自动化控制系统的全部构成元器件做出预测，一个一个地预估出它们的的失效率，如果结果出来说明电压监视元器件的失效率是最高的，并且对整个船舶电气自动化系统失效的贡献最多，同时在整个的电气设备元器件的设计上，又没有进行储备保障，就可以很准确地确定它就是整个电气系统最薄弱的部分。因此，就应该在日常的使用和工作中，加大检查和维修船舶电压监视元器件力度，同时保证足够的元器件的备件数量。

3 结束语

船舶电气自动化系统的可靠性保障技术对传播的安全稳定工作起着非常大的作用。所以，在具体使用所有这些保障技术之前，必须要重视有关的检验和测试工作，把其中的薄弱部分查找出来，再具体分析和研究，提出更好地解决措施，由此，就能够保证船舶电气自动化系统的可靠性。

参考文献：

[1] 张志斌，肖乐明，陈新恩等.轮机工程专业“船舶电气及自动化”课程教学问题与建议[J].航海教育研究，2014，（04）：73-74.

[2] 范世伟.船舶自动舵的设计与应用[D].大连海事大学，2012，（20）：29-30.

船舶电气及其自动化篇3

关键词：电气设备；船舶工业；应用维护

1 船舶工业的发展

从近十年中国造船业占世界造船市场份额的变化可以看出，中国造船业在全球市场上所占的比重正在明显上升，中国已经成为全球重要的造船中心之一。而国际制造业的产业转移趋势是中国船舶制造业发展面临的最大机遇，在“十一五”期间中国造船业将对韩、日的领先地位形成有力的挑战。然而，背后的设计能力用来支持该行业的发展，在短期内，国际国内航运市场发展较快，为了行业繁荣，提供强有力保障的工业产值增长，需要提高制造水平和管理水平。但是提高运营成本、钢材等原材料价格上涨和持续的高油价，为企业的发展增添了巨大的压力。国际产业转移的趋势已经把造船业的巨大机遇展现在中国企业的面前，但在激烈的市场竞争环境，如何规避各种风险，如何把握机遇，是与企业发展命运攸关的问题。

同时，产业结构优化升级。环渤海湾、长江三角洲和珠江三角洲造船基地成为世界级造船基地，产业集中度明显提升，前10家造船企业造船完工量占全国总量的70%以上，进入世界造船前十强企业达到5家以上。培育5个～6个具有国际影响力的海工装备总承包商和一批专业化分包商。海洋工程装备制造业销售收入达到2000亿元以上，国际市场份额超过20%。形成若干具有较强国际竞争力的品牌修船企业。2015年船舶工业销售收入达到12000亿元，出口总额超过800亿美元。为了保持良好的增长势头，尽管中国的造船业受到国际金融危机的影响，船舶融资的难度提升，大量的新造船订单的减少，为造船企业全面发展增加了许多风险，这已经成为船舶工业生产和管理的重要问题。

2 船舶电气设备的应用

2.1 船舶电机

船舶电机将电能转换为机械能，大多数电动机通过相互作用的磁场和载流导体工作以产生旋转力。电动机和发电机具有许多相似之处，并且许多类型的电动机可以作为发电机运行。船舶电机可以由直流电或通过交流电供电，因此可以分为两类：AC电动机和DC电动机。交流电机将交流电转换为机械能，通常由2个基本部分组成：外部固定定子，其具有供应交流电以产生旋转磁场的线圈；附接到输出轴的内部转子，其通过旋转场给予扭矩。两种主要类型的交流电动机的区别在于所使用的转子类型。感应（异步）电动机，转子磁场由感应电流产生，转子必须转动得比定子磁场稍慢（或更快），以提供感应电流。有3种类型的感应电动机转子，即鼠笼式转子、绕线转子和实心铁心转子。同步电机不依赖于感应，因此可以精确地在供电频率中多重旋转。转子的磁场由通过滑环（励磁机）或由永磁体传递的直流电产生。有刷直流电机通过使用内部换向，固定永磁体和旋转电磁铁直接从直流电源产生转矩。电刷和弹簧将电流从换向器传送到电动机内部的转子的旋转线绕组。无刷直流电动机在转子中使用旋转永磁体，并且在电动机壳体上使用固定电磁体，电机控制器将直流转换为交流。

2.2 船舶电站

在船舶电站系统中，将正常运行设备作为参考对象，分析其各项技术参数，然后将分析结果同故障设备的检测结果做对比分析，根据对比结果便可以确定故障发生位置。此种检测方法主要适用于定值校验过程中实测值与整定值存在较大偏差，同时又不能准确确定故障发生原因的故障类型。另外，选择此种方法对船舶电站的电磁型继电器定值进行校验时，如果继电器实测值与整定值存在较大偏差时，要选择用相同仪器对其他相同回路同类继电器进行诊断，然后将两个继电器的诊断结果进行对比，确定是否真的存在运行故障，而不是在第一次诊断后直接断定该继电器不合格，或者对参数进行调整。船舶电站可以集中调试故障线路，作为一次设备集中保护了大量电站节点，继电保护装置应该加强其容错性。对于主干线路的开关控制以及线路自身的使用方面有着重要的意义。独立性的开关可以将主线与支线在较短时间内进行分割，便于解除故障。在母线的保护电路中可以采用多个电路来防止偶然性错误造成的系统自动判断失误。同一时段如果部分电路有问题，对应支路可以替代其工作，并且保证了其同步性。

2.3 船舶水泵

船舶泵是通过机械作用移动流体液体或气体的装置。泵根据其用于移动流体的方法可以分为三个主要组：直接升力，位移和重力泵。泵通过一些机构，通常为往复式或旋转式操作，并且消耗能量以通过移动流体来执行机械工作。泵通过许多能源来操作，包括电力、发动机或风力发电。当在外壳中只有一个叶轮旋转时，则称为单级泵。当在套管中两个或多于两个的叶轮旋转时，则称为双级/多级泵。船舶泵送应用由于增加的船舶活动而增长。此外，船舶生产的经济性对上游操作具有吸引力，因为其导致更简单，更小的现场安装，降低设备成本和提高生产率。实质上，船舶泵可以用一件设备容纳所有流体流性能，该设备具有较小的占地面积。通常，两个较小的船舶泵串联安装，而不是只有一个大型泵。对于中游和上游操作，船舶泵可以位于海上船舶，并且可以连接到单个或多个井口。基本上，船舶泵用于将从油井产生的未处理的流动流输送到下游工艺或收集设施。船舶泵设计用于在变化或波动的工艺条件下运行。船舶泵还有助于减少温室气体的排放，因为操作员尽可能减少气体的燃烧和罐的排放。

2.4 船舶液压机

船舶液压机可以现对船舶油箱油量的检测与控制。液压机是使用液压缸产生压缩力的装置，它使用液压等效的机械杠杆，液压机来源于Pascal原理，整个封闭系统中的压力是恒定的。系统的一部分是用作泵的活塞，其中适当的机械力作用在小的横截面积上；另一部分是具有较大面积的活塞，其产生相应较大的机械力。如果泵与压力缸分离，则仅需要小直径管。当任一活塞被向内推时，由于流体是不可压缩的，所以小活塞移动的体积等于大活塞移置的体积。

2.5 船舶空气压缩机

船舶中使用的压缩机通常为密封的、开放的或半密封的，以压缩机和马达驱动器相对于被压缩的气体或蒸汽的位置。在密封的和大多数半封闭式压缩机中，驱动压缩机的电动机是集成的，并且在系统的加压气体包络内操作。电动机设计成在被压缩的制冷剂气体中工作并由其冷却。密封和半密封之间的区别是，密封使用一体式焊接外壳，不能打开进行维修；如果密封失效，其只是被整个新的单位取代。半密封使用带有垫圈盖的大型铸造金属外壳，可以打开以更换电机和泵组件。密封和半密封的主要优点是没有用于气体泄漏出系统的路径。开式压缩机依靠轴密封件来保持内部压力，并且这些密封件需要剂如油以保持其密封性能。诸如汽车空调的开放式加压系统可能更容易泄漏其工作气体。开放系统依靠系统中的剂在泵部件和密封件上喷溅。如果操作不够频繁，则密封件上的剂缓慢蒸发，然后密封件开始泄漏，直到系统不再起作用且必须再充电。相比之下，船舶系统可以闲置多年，并且通常可以在任何时间再次启动，而不需要维护或经历系统压力的任何损失。船舶压缩机的缺点是电动机驱动器不能被修理或维护，并且如果电动机失效，则必须更换整个压缩机。另一个缺点是烧坏的绕组可能污染整个系统，从而需要将系统完全抽空并更换气体。通常，船舶压缩机用于高级的船舶动力系统中，其修理的成本与装置的价值比较高，并且仅购买新装置将更经济。

3 电气设备的维修与分析

电气设备不能正常启动故障。原因及解决方案如下：（1）在连接或修理过程中，激磁绕组的接线连接时没有实现磁极按N-S极替分布，检查绕组的接线连接；（2）励磁无电压，检查整流器或者是励磁机的运转是否正常；（3）无励磁电流，检查绕组是否断线，检查电刷接触状况和电刷弹簧压力是否达到标准。这种设计比有刷电机更简单，因为其消除了将动力从电动机外部传递到纺纱转子的复杂性，无刷同步直流电动机的一个实例是可将整圈旋转分成大量步进的步进电动机。（4）对于自激式同步发电机来讲，磁极剩磁可能不足以自激，应检查充磁；（5）由于设备所处的环境潮湿或水分进入绝缘体内，设备散热系统工作不良或主轴承磨损等原因造成发电机绕组和主轴承温度高，拆检发电机并进行清洁、浸漆、烘干或者更换轴承等。同时，由于这些大的振动会很容易使发电机可控相复励自励恒压装置中的输电线线被震断。

电气设备电压异常。（1）由于外界因素干扰使电动机的转速突然改变从而引起电动机输出电压突然变化，对于这种问题要针对外界因素的不同性质采用适当的方法稳定电动机的输出速率；（2）采用适当的方法是电动机原动机的输出速率增大，即是把电动机的特性斜率增大；（3）另一个引起电动机输出电压不稳定的原因是原动机的灵敏度过高。具有调速器的电机控制是必要的，因为电机需要缓慢地运转以防止损坏，并且一些应用（例如产生交流电）需要精确的速度控制。调整原动机解决方法是保持调速器的灵敏度，或者在调速器处设置阻尼器，在调速器处加入一个延时时间，用这种方法来稳定电压；（4）发电机的绝缘措施不到位由于发电机受潮或者是发生损伤使得绝缘电阻降低，而导致的发电机不能正常的工作，影响船舶运行。

4 总结与展望

为了将船舶的作用能效最大地展现出来，优化船舶工业的工作效率与高质量产能，需要加强管理，利用专门人才、高新技术来加强电气设备制造技术，这也是船舶工业的工作重心之一。在船舶的生产中，电气设备制造技术起到了举足轻重的作用，结合实时的信息与数据，精准的、有针对性地对挖泥船的设计进行优化分析，电气设备制造技术将会是未来船舶制造工程的一只尖兵。通过相关开发部门和技术人员的共同努力，船舶工业将会有着长足的发展，我国的海上安全与建设将会得到更加切实的保障。船舶中的电气设备制造也是船舶工业中一个必不可少的设备，在船舶工业高速发展的这几年，我国将凭借更加高效的自动化管理，屹立于世界船舶工业产能最大、效率最高的强国之中。

参考文献

[1]胡勇，王波.船舶电气设计概述[J].黑龙江科技信息，2012（18）：15-20.

[2]陈猷亮.浅谈船舶电气自动化发展趋势[J].科技风，2012（02）：75-76.

[3]陈胜.船舶电气火灾分析与预防[J].武汉船舶职业技术学院学报，2010（02）：43-47.

[4]骆宁森，李飞.江苏船舶电气2007年年会在南京召开[J].江苏船舶，2007（06）：16-20.

[5]蔡海卫.船舶电气自动化发展趋势[J].中国水运，2005（12）：80-82.

船舶电气及其自动化篇4

关键词：船舶主推进动力装置；发展趋势；环保

1 概述

船舶主动力装置的作用在于通过燃料燃烧，化学能转化为热能，所产生的热能再转化为机械能，经过两次能量转换，用以推动船舶前进，是船舶的“心脏”。随着世界经济的不断发展，船舶运输已成为经济的一大支柱和海上作业船舶的不可替代性，不同船舶的需求量越来越大，随之船舶主动力装置也历经了多个演化和发展阶段。向着大型化、专业化以及高速智能自动化的方向发展，要求具有能耗低、单机功率大、寿命长和可靠性好，同时具有较高的推进效率的特点。因此，出现了多种类型的主动力装置以满足不同用途船舶的发展需要。目前常见的主动力装置有柴油机动力装置、燃气动力装置、联合动力装置和核动力装置。

2 常见主动力装置类型及特点

蒸汽动力装置已经退出历史舞台，常见的主动力装置有柴油机动力装置、燃气动力装置、电力推进装置、联合动力装置、核动力装置。

柴油机动力装置具有良好的启动性、较高的经济性、技术成熟和检修期间隔长等优点；燃气动力装置具有良好的机动性、质量外形小、产生振动、噪声和污染物低等；电力推进装置的特点在于济性高，操纵性强、可靠性高并且环保；联合动力装置的优点在于重量尺寸小、操纵方便、备车迅速、具有多机并车的可靠性；核动力装置的优点在于具有极大的能量储备，不需要消耗空气，就能获得热能。

柴油机动力装置尺寸和重量较大，柴油机工作中的噪声、振动较大，低速航行不稳定；燃气机动力装置没有反转性，必须设专门的倒车设备，由于空气流量大，进排气管道尺寸大，舱内布置困难，可靠性较差；电力推进装置制造工艺复杂，新能源还有待开发；联合动力装置两种动力装置共同使用一个主减速器，结构复杂，必须配备适用不同机种的燃料及相应的管路；核动力装置重量尺寸大，操纵管理检查系统比较复杂，造价昂贵。

从常见的主动力装置类型优缺点来看柴油机还是最适合当下的发展需要，而电力推进装置更倾向于未来的船舶发展需要。

3 船舶主推进动力装置的发展趋势

3.1 船舶柴油机动力发装置的发展趋势

柴油机动力装置具有输出功率大、技术成熟度高等诸多优点，因此在未来同样拥有着很大的发展空间。

首先，柴油机具有很大的体积，占具了船舱内部大量空间。减轻单机重量一直是船舶柴油机的发展方向。

其次，柴油机将会朝向低排放、低污染的具体方向发展，柴油机必然会走可持续发展战略，提升燃油效率。还要安装废气处理的设备，以降低废气对环境污染的问题。

此外，柴油机动力装置还将会拥有更强的智能化，能够对柴油机动力装置进行最为稳定的调控，提升柴油机做功质量和效率，还能够保持船舶运行的稳定性，不断提升柴油机动力装置的综合经济效益。

3.2 燃气动力装置的发展趋势

燃气轮机一直以热效率低、油耗高、还要使用高质高价的蒸馏油为诟病，导致其推广使用受到了严重的阻碍。随着国外厂商对航空用燃气轮机进行船用化改型成功后，高速船需求量增加，发动机排放量越来越严格，燃气轮机船舶也越来越受欢迎。

增大功率、提高效率、克服了油耗高的缺陷，是高速船的理想选择，在高速船中得到广泛的推广与应用。但是提高燃气动力装置效率技术还需要科学的摸索前进。

3.3 电力推进装置的发展趋势

常规电力推进装置基于其重量轻、尺寸小、布置安装灵活、适用性强、可靠性高、环保等特点，在未来将会受到极大的推广使用，来代替污染较为严重、性能低下的船舶动力装置。

此外，电力推进装置还会继续在目前IPS的基础上通过系统化进一步降低损耗和提高系统效率，实现节能减排。另一个大趋势是开发新能源，在石油危机之前，真正实现“全电船”。

吊舱式电力推进装置是目前关注度最高的电力推进装置，它是一种全方位转动的动力装置。具有推进效率高，重量轻、噪音低的特点，目前，在豪华游轮、军事舰艇上应用越来越广泛，且逐步在工程船、天然气运输船等船舶上应用。

3.4 联合动力装置的发展趋势

联合动力装置的设计和研发，试图通过集成其他动力装置的优点来提升船舶整体的性能。但是，联合动力装置也面临着很多的技术难题和发展任务。首先，联合动力装置必须提高系统各部件性能，使联合动力装置的性能得到改善。此外联合动力装置也要对自身的可靠性、可用性和可维修的改善，使寿命、机动性等多方面提高。同时，联合动力装置必须还要对新能源进一步的探索，为保障联合动力装置有源源不断的能源。

3.5 核动力装置的发展趋势

虽然说发展船舶核动力装置有极其多的优点，但是核动力装置所面临的主要问题是环境污染问题，因为人们担心放射性物质污染航道、港口和城市环境，因此大多数港口拒绝核动力装置船进入港口。目前对核燃料使用后的核废料也还缺乏妥善处理办法。所以，核动力装置还没有被商用船舶所采用。有的一些已经建成的核动力船舶，在试航一段时间后，出于法律和民意方面的原因都已改装为常规动力装置船。核动力装置作为船舶主动力装置的优点有目共睹。为了充分利用核动力，扬长避短，我们还需要不断地改进核动力技术，推动船舶核动力的发展，还有很长的路要走。

4 结束语

随着科学技术的高速发展，船舶动力装置技术在竞争中不断进步，动力装置类型显著增多，从柴油机动力装置到联合动力装置，其各自都具备一定的优点，在不同用途的船舶都有自己的领域。但是，柴油机作为船舶主机的地位和现阶段远洋运输的不可替代性，未来10年柴油机动力装置依然是市场的主导，不可能有根本性变化，不过接近顶峰的柴油机动力装置很难再有大的变化。随着环境污染问题的加剧，未来船舶动力装置动力装置的智能化水平也将不断地提升，将向着更清洁、更环保和高效的方向发展，以满足不同类型船舶的实际需求，为水路运输和海洋军事活动提供更为可靠的技术支持。随着石油能源危机的逼近，电力推进装置必然受到人们欢迎。

参考文献

[1]徐汇涛.船舶动力装置发展研究[J].机电技术，2015（02）：23-25.

[2]李强.基于船舶动力装置发展的新趋势分析[J].中国水运（下半月），2014（07）：101-102.

[3]梁恩胜.浅析船舶柴油机喷油泵常见故障及应对措施[J].内燃机，2016（05）：60-62.

船舶电气及其自动化篇5

一、船舶电气专业岗位对知识、能力、素质的要求

在船舶电气专业课程体系改革中，我们结合专业定位，围绕专业培养目标，进行了深入细致的企业调研工作。以岗位核心技能为主线，引入岗位职业资格标准，以企业的典型工作岗位为实例，与企业以及相关专家共同探讨分析专业岗位的能力标准及课程体系构建。船舶电力系统及电气设备在船舶动力装置和船舶机电设备中占有至关重要的地位，其运行的可靠性、经济性对船舶的安全、经济运行影响很大。船舶电器设备种类繁多、技术含量高，对管理人员业务素质要求较高，不经过船舶电气专业知识和技能的专门培训很难胜任。从调研情况来看，中职船舶电气技术专业面对的岗位群有船舶电工、船舶电子电气员。船舶电工主要是在船厂负责船舶电气设备的安装、维修、试运行。船舶电子电气员是在营运的船舶上（货船、客船或渔船）担当船舶供电系统、电站的管理与维护，船舶信号报警系统以及船舶机舱监测报警系统、主机遥控系统以及船舶自动化系统的维护、保养（见表）。根据船舶电气专业对工作岗位所需要的知识、能力、素质的要求，我们采用了加强能力培养的课程体系改革。

二、课程体系的改革方案

课程体系的改革的目的是正确处理好知识、能力、素质三者之间的关系，做到传授知识，培养能力，提高素质，三者并重，协调发展。

（一）构建文化素质课程平台，加强素质教育，强化职业道德

文化素质的提升，不但体现在文化课的课堂上，平时的点点滴滴，都可以融入素质教育。加强职业道德培养，提高职业道德水准；学生在学校就要养成良好的习惯，懂得尊重和礼貌；注意加强学生的心理健康、思想品德、职业道德和责任意识等方面的教育；端正工作态度，具有敬业精神，建立终身学习的理念，提高学习能力，学会沟通、交流和合作，具有一定的自主意识及创新精神。文化素质课平台要以船舶电气专业人才培养为目标，采用公共基础加人文社会科学的形式，以“必需、够用，兼顾发展”为原则。除了公共文化基础课以外，还需要一些交叉学科的引入。比如，心理健康、安全教育与环境保护、海洋法、航海史纲、社交礼仪、现代企业管理艺术、英语视听等课程，这些课程可以采用少学时或讲座的形式，作为素质培养的拓展。

（二）构建专业课程平台，夯实专业知识，提高职业技能

专业课程平台是课程体系改革的重点。以往的学科体系，在这里要完全打破。专业课程体系的建立要从岗位工作或职业能力分析入手，按照实际工作任务、工作过程和工作情景进行整体设计，强调“教学做”一体化。建立三大模块课程体系，实现以点带面，覆盖工作岗位操作技能的需要。第一是基础理论模块，它为第二模块的学习提供理论支撑。基础理论模块所包含的课程有：《电工基础》、《电子技术基础》、《船舶主机与辅机》。第二是职业能力核心模块，参照相关职业资格标准进行设置，是任职船舶电气技术专业的必备能力。职业能力核心模块所包含的课程有：《船舶电站》、《船舶通信与导航设备》、《轮机自动化》、《PLC原理与应用》、《船舶电力拖动基础》、《船电专业英语》。这六门课程是船舶电气专业的核心课程。第三是船员专项模块，满足STCW公约和我国船员适任考试要求，符合船舶电子电气员适任标准。海员专项模块包括的课程有：《海员基本安全知识和技能》、《高级消防》、《精通急救》、《艇筏操纵》。新的课程体系中要求，上述三个模块的实践教学要超过50%以上，采用任务驱动、项目引领、行动导向等情景教学方法，在“做中学，做中教”，实现“教学做”一体化。“教”——要求教师课前进行教学资源收集整理，设定工作任务，讲解基本理论知识和操作技能；“学”——要求学生按照教师教的内容能在仿真设备上进行模拟操作，反复训练；“做”——要求学生能在模拟操作的基础上，操作真实设备，充当船舶电工或船舶电子电气员的角色。

（三）综合实训平台，强化职业能力

综合实训平台要完成不是某一门课程的实训，而是综合几门课或者某个工作岗位的实训。它分两个模块，一是校内综合实训，二是校外综合实训。校内综合实训包括：《船舶电工工艺实训》、《钳工工艺》、《船舶电气设备与自动控制实训》、《船舶电子设备实训》。校内实训是学校和企业的过渡，在校内实训时，要融入行业标准、企业文化，达到“教学工厂”的效果。校外综合实训是学生毕业前的综合实训，主要是在企业中进行顶岗实习，真正进入职业岗位。校外综合实训的时间是半年，期间让学生根据岗位要求和职责，进一步巩固和提升专业知识、能力和素质。五、总结在专业建设过程中，课程体系建设、专业课程建设、实践基地建设、教学团队建设、质量评价管理体系建设等都是专业建设水平高低的主要因素。其中课程体系建设又是专业建设中很重要的一部分。专业课程体系的构建和改革，应该符合人才培养规格和人才培养目标，就像企业生产一个产品所做的产品设计，要在生产实践中不断进行检验和改进。中职船舶电气技术专业的课程体系改革，是以现代职业教育理论为依据，对原有的课程体系加以优化调整，强调知识、能力、素质的协调发展，加强职业能力的提升，同时也要保证课程体系的连贯性、完整性，要能拓宽和增强专业发展后劲，使培养的学生具有一定的灵活性和市场竞争力。

船舶电气及其自动化篇6

引言

船舶电力系统在船舶上具有极为重要的地位，电力系统供电的连续性、可靠性和供电品质，将直接影响船舶的经济指标、技术指标和生命力。在现代化船舶上，电站操作越来越复杂、电站自动化程度日益提高，对电站管理人员的要求也越来越高。二十世纪七十年代后，船舶电力系统的控制形成了功能齐全、性能稳定的由数字集成电路与线性模拟集成电路组成的控制系统。八十年代后，出现了由单板机或单片机组成的微机控制系统。到了九十年代，PLC 的应用增强了控制系统的可靠性。到目前为止PLC 控制的电站、主机遥控、集中监测报警等系统已不断的更新换代，船舶电力系统己形成了完善的船舶自动电力综合管理系统。1 船舶电力系统

船舶电力系统主要由电源、配电装置、电力网和用电设备组成。电源通常采用发电机组或蓄电池组。发电机是由原动机带动的，原动机的类型可分为蒸汽机、柴油机、汽轮机和燃气轮机等。配电装置是用来接收发电机发出的电能、分配电能和控制电能的。联系发电机、主配电板、分配电板和用电设备的电缆称为电力网，其作用是用来输送电能。船上的用电设备很多，包括动力负荷、照明负荷、通讯导航设备等。船舶电力系统研究的对象是发电机发电、配电、输电给各用电设备的问题。

2 船舶电站设计

船舶电站是电力系统的心脏，其工作的可靠性和生命力，是系统实现规定任务的有效性的两个标志。船舶电站的可靠性是在指在各种不利的工作条件(如环境温度变化大，空气湿度大，海水腐蚀作用强，船舶的横摇和纵倾大，航行振动和冲击振动等)，电气系统的各项电气设备在整个运行期间不见断的工作能力。既不发生结构上的损坏事故，也不应发生各种装置的调整失常，使整个电力系统能不间断地供电，并保证一定的电能质量。船舶电站的生命力是指船舶受到战斗损坏和事故破坏时，电力系统仍能保证不间断供电的能力。电力系统工作的可靠性取决于其组成元件的可靠性及其相互连接方法和使用方法。因此对船舶电站的可靠性，要求在设计船舶电站线路、选用元件、确定使用方法时都必须加以考虑。船舶电站由原动机、发电机和主配电装置组成，一般都是根据船舶的具体要求专门研制配套的。它为船舶上的工作机械和生活设备如电动舵机、锚机、武器装备、电灯、电视机、空调等提供电源。电站设计是电力系统设计的关键环节。根据船舶负荷的供电需求来确定电站的组成方案，并进行电源设备的选型和布置，这是船舶电力系统设计的一项重要内容。

一个优良的船舶电站应该具备有充足的发电能力并保证向全船的重要负荷可靠地供电，有较强的生命力、较高的运行安全性、较低的全寿命期费和优良的操作使用性能。在船舶自动化电站中，为了使一套发电机组能自动并车投入运行，其首要的工作是必须能根据指令自动起动或停止柴油机发电机组，或者首先能在集中控制室内遥控柴油发电机组的起动或停止。因此，柴油发电机组的自动控制是船舶电站自动化的重要内容之一。

船舶发电机大多由柴油机拖动，在发电机的起动和停机控制中，柴油机是控制对象，船舶辅柴油机可以有电动起动和压缩空气起动两种方式。电动起动一般用于应急发电机的原动机，由蓄电池供电给直流伺服电动机，带动柴油机转动直到起动完毕；主发电机组一般采用压缩空气起动，压缩空气经起动控制阀到达柴油机，再由柴油机的空气分配器按各汽缸发火的顺序，依次将压缩空气引入各汽缸，推动活塞，使机器转动。一旦进入汽缸的压缩空气产生高温，自行发火运转后，立即切断气源，柴油机即自行运转。

控制柴油机停机时，只需切断燃油供给，机器即自行停下来。但也需注意，不同形式的机器可能有不同的要求。突然停机，也许是某些机器的性能不能接受的，它要求在中速下先运行一段时间，待温度逐渐降低，然后才允许断油停机。

柴油机起、停程序可归纳为三种基本原则：(1)按时间原则控制,即模仿人的实际操作过程,按时间拟定控制程序；(2)按速度原则控制，即直接按速度拟定控制程序；(3)按滑油压力控制，即根据不同转速时滑油压力的变化拟定控制程序。一般采用综合方式控制，即在整个控制系统中，以上三种控制原则都有。

在具有要求多台机组并联供电的电站中，若要满足“无人机舱”的要求，实现电站自动化，必须将各个自动环节有机地联系起来，组成一个总体控制系统，用来收集来自各台柴油机、发电机、断路器、汇流排以及各主要负载的必要的信息及参数，加以分析、判断，在一定的条件下，自动地采取符合逻辑的措施，以处理电站运行中可能出现的各种情况，确保电力系统安全可靠、经济地运行。

3 船舶配电装置设计

船舶配电装置是用来接收和分配船舶电能，并对发电机和电网进行保护、测量和调整等工作的设备。它是由各种开关、保护电器、测量仪表、调节和信号装置等电器设备按一定要求组合而成的。

船舶配电装置种类很多，常用的按其用途分类有：

主配电板：用来控制和监测主发电机的工作，并将主发电机产生的电能，通过主电网或直接给用电设备配电。

应急配电板：用来控制和监测应急发电机的工作，并将应急发电机产生的电能，通过应急电网或直接给用电设备供电。

蓄电池充放电板：用来控制和监测充电发电机或充电整流器，对蓄电池组进行充放电工作，并通过低压电网或直接给用电设备配电。

岸电箱：当船舶停靠码头时，将岸上电源接至船上，通过主配电板(或应急配电板)给用电设备供电。

区配电板：介于主配电板或应急配电板与分电箱之间，用以向分电箱和最后支路供电的配电板。

分电箱：用以向成组的最后支路供电，并装有保护装置。按目的和性质分为:电力分电箱、照明分电箱、助航通信分配电板等。

电工试验板：接有全船各种电源和必要的检测仪表，专供船上检修和校验各种用电设备的配电板。

船舶配电装置应根据其安装的场所，选择不同的防护等级和安装方式。4 船舶电网设计

船舶电网是由船用电缆、导线和配电装置以一定的连接方式组成的整体。船舶电网包括供电网络和配电网络，供电网络是指主发电机与主配电板之间、应急发电机与应急配电板之间、主配电板之间以及主配电板与应急配电板、岸电箱之间的电气连接网络。配电网是指主配电板、应急配电板到用电设备之间的电气连接网络。

船舶电网的连接方式有很多，但基本类型有以下五种：

（1）馈钱配电方式各个用电设备及分配电箱由主配的单独馈线引出。这种方式用于用电设备较少的小型船舶。

（2）干线配电方式由主配电板引出几根叫做干线的电缆对分配电箱供电，用电设备再从分配电板上取得电源，这种配电方式的优点是电网结构简单，可以大大减少船舶干线电缆的数量。

(3)混合配电方式馈线式和干线式混合的配电方式。这种配电方式局部线路发生故障不致影响整个电力系统，可以保证重要设备有较高的供电可靠性。

(5)网形配电方式

它是在船舶发电机组和负载较多的情况下，由环形配电方式发展而成的一种配电形式。

5 电力系统的保护设计

电力系统保护装置设计的目的在于防止或限制系统的故障，并把它们对系统其余部分的影响降低到最低程度。在设计中对保护装置要考虑：

(1)确定系统电气参数检测、保护的内容和范围，并确定应有哪几种保护性能。(2)正确选用合适的保护装置。

(3)确定保护装置的动作整定值。

(4)电力系统各个环节之间的联锁和协调。

(5)确定电力系统的负载控制措施。

在电力系统诸要素(电制、电压、频率等)确定后，根据规范规则以及客户的要求，依次进行电源装置设计、配电装置设计、电力网设计和系统保护设计，将设计过程图纸化文件化(包括电力负荷计算书、配电板布置图原理图、短路电流计算等)，最后交付相关厂家进行硬件施工。

6 结论

本文的研究为电力系统的设计提供了一种思路，完成了以下工作：

1.电力系统的设计:进行了电力负荷的研究，并根据研究结果进行主发电机的选型。

2.配电装置的设计:对元器件进行选型，设计了主配电板和应急配电板的布置图和原理图。

3.电力网的设计:设计了一次二次电力系统图，绘制了电力布置图。

4.电力系统保护的设计研究:对选择性保护进行分析研究，并绘制了工程化图纸。

这些研究结果可为后续的研究提供理论和实践上的指导，从而进一步掌握船舶电力系统的设计步骤。

参考文献:

[1] 朱臣生.电站管理系统设计[D].大连: 大连海事大学.

[2] 王刚.船舶电站系统建模与人机界面设计[D].大连:大连海事大学.

[3] 王焕文.舰船电力系统及自动装置[M].北京市:科学出版社.

[4] 王芋.船舶实训电站的设计与实现[D].大连:大连海事大学.

[5] 马本农.基于PLC 的船舶电站综合控制系统的应用研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学.

船舶电气及其自动化篇7

【关键词】自然辩证法 海洋环境 船舶污染 航海技术

自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分,它研究涉及的领域非常广泛,它几乎覆盖了所有的学科,对于航运技术领域也是如此,它的生态自然观是我们认识到保护海洋环境、防止海洋污染的重要性,同时也让我们认识到提高能源的利用率,以使得航运业乃至全社会的可持续发展。它的科学技术以及方法论为航运技术的发展起到重大的指导作用。下面将从三个方面分别介绍。

1 航运对海洋环境的破坏与对策

地球是一个相互依存的整体,人类生活在同一个地球上,全球性的生态危机,表现出了人类所遇到的危机的共同性、安全的共同性和未来的共同性,这就要求不同国家超越文化和意识形态的差异来采取联合的共同行动,制止和打击那些给自然界带来严重污染的国家、企业和个人。作为一个特殊的行业—航运业。在过去相当长的时间内,其由于船舶的各种货物(化学危险品、油类等)、机器处所产生的含油垃圾和污水、废气(sox、nox等),以及船舶生产所产生的塑料等垃圾,给海洋环境造成了很大的污染。因此,这就要求世界各国对船舶的防污染状况进行监督和控制,下面就对船舶对海洋的污染和船舶为防止污染所采取的措施,及国际上所采取的相关对策。

“海洋存亡,匹夫有责”。据统计:全球3/4的大城市和40%的人口集中在离海岸60公里以内的地区,因此海洋的兴衰关乎到人类的存亡。但是海洋的污染不仅来源于陆地上人类的各种活动;近年来随着航运业的发展,来自于船舶的污染也呈现出扩大的趋势,特别是由船舶造成的操作性、事故性甚至是人为的故意行为(随意排放污油、洗舱水、压载水、乱丢各种垃圾等)所造成的海洋环境污染事故也日益增多,严重地破坏了海洋的生态环境。

船舶作为一个流动的工厂,为船舶提供动力的柴油机消耗燃料的同时,也产生大量的油渣和污水,同样,为船舶服务的其它机械也同样会产生一定量的污油和污水,特别是一些大型的油轮和化学危险品船,它们的压舱及洗舱水也含有大量的有害成分,如果未经处理就直接排放入海,就会对海洋生物环境造成极大的伤害。由于货运的需要及船舶生产、船员生活而造成的大量的垫舱物料,像木头和其它一些金属物品,塑料垃圾、它们又是一些不可分解的物质,显然,在过去相当长的时间里,人们没有意识到对海洋的伤害,于是大量的污油、污水及所有的垃圾直接倾倒入海,把海洋当作无限的垃圾场,对海洋生态环境造成极大的破坏。就是到了今天,由于直接处于航运第一线的各国船员素质参差不齐,也同样忽视对海洋环境的保护,置相关的国际法则于不顾,仍将上述各种有害物质直接排放到海洋中。

为了减少船舶对海洋环境的污染,近些年船舶防污染技术得到了很大的发展,目前,按照造船规范,基本上所有的船舶都装有防污染设备,污水舱、污水预处理舱柜、油水分离器等设备,通过对排出的污油进行分离,使合乎要求的污水排出舷外(当然国际防污规则对排放区域、排放种类还有严格的规定),而含油率高的放回到污水舱,所分离出来的油则通过焚烧炉烧掉。杜绝含油污水排放出海。另外,由燃油分油机所分离出来的各种油渣也是通过焚烧炉进行焚烧处理。为了消除船员生活垃圾对海洋的产生的危害,大型的船舶都装有生活污水处理装置,能过厌氧型和需氧型细茵的培养,对船员及旅客所产生的粪便等进行分解。再按相关的要求排放,为了方便船舶,世界上许多的国家和地区还有专门的回收组织,如中国的上海和德国的汉堡。而这种服务都是免费的。另外,为了消除船舶对大气的污染,<<73/78防污公约>>附则vi对船舶排放的废气也做出了相应的规定,如氮氧化物(nox);硫氧化物(sox);为此,大型船舶柴油机排气系统都装有废气滤清系统,同时,对船用燃油的质量也提出了要求。如含硫量不超过3%等。当然和陆地上一样,氟利昂在船上也开始禁止使用。

随着世界经济一体化进程的不断加快,全球性的航运贸易得到了空前的发展,营运航行的船舶数量与日俱增,使今天的海洋承受着来自船舶污染的巨大压力,而人们对海洋环境污染问题的认识也越来越清醒,国际组织及各国政府越来越感到对海洋环境的治理和保护已迫在眉捷。为了有效地控制船舶对海洋环境的污染,以保证海洋具有较强的自身净化能力,国际海事组织制定了<>防污公约及附则,为世界各国对船舶的检查控制提供了国际准则。此外,在世界上还有一些区域性的组织和国家,制定出非常严历的法律对污染海洋环境的行为者和船公司给予重罚,如<<巴黎备忘录>>国家、<<东京备忘录>>国家、美国、澳大利亚等等。在防污染与治理方面,欧洲及美国等西方国家己走在了世界的前面,在这一点上,由于工作的便利。我感触颇深,几次到美国和欧洲等国家的经历给我留下了很深的印象,他们的psc检查官对船舶防污染设备的检查,船员技能的检查都非常严格,而且密西西比河和基尔运河优美的环境也不能不让人叹服。但是一些欠发达国家和地区,尽管人们也承认对环境的破坏给人类所带来的灾难,但是实际上却并没有引起足够的重视,总觉得离自己还很远,我曾经去过的埃及的苏伊土运河口和印度的加尔各答港等地区,当船在河道里航行时,看到海面上那一层层、一片片的污油,心情非常沉重,在我国也同样存在着海洋环境保护问题,我国1999年12月25日全国人大通过的<<中华人民共和国海洋环境保护法>>,以及中国海事局<<中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例>>为我国海洋环境保护提供了法律依据。

2 科学技术与航运业

科学技术是第一生产力,是推动社会前进的革命力量。从蒸汽机到内燃机应用到船舶上,使世界航运业得到空前的发展。随着科学技术突飞猛进的发展,使得航海技术得到日新月异的发展,目前船舶正向大型化、专业化、高速化和自动化方向发展。世界航运巨头如中远、中海、马士基等航运公司,纷纷建造一些大型超大型的船舶,如50万吨级的超大型油轮(中远大连有36万吨级的)、36万吨级的散装矿石船、10000标箱集装箱船(中海己在韩国订造了两艘)、14万吨级的豪华游轮以及作为居住和休闲为一体的“海上移动城市型”船舶的面世和开发;同时船舶的专业化程度也越来越明显:如液化气船、滚装船、客滚船、集装箱船、冷藏船等的相继面世和使用。随着商品的技术含量的不断提高,对运输的要求也在不断地提高,技术含量高的运输方式和专业化船舶将有较好的市场前景,传统的杂货船舶将越来越少。另外,随着海洋的开发和利用,海洋的各种工程船、新能源运输船(如液化气、液态氢等高热量环保型的运输船)、水上水下的观光游览船也不断出现;随着人们对船舶的高速化追求和向往,气垫船、水翼船和喷气船将越来越受到重视,同时大排水量的船舶正面临高速化的迫切需要。为了提高较大型船舶的快速性,人们将另外开发体积小而输出功率大的船舶推进新技术。目前我国已开发出超导磁流体的船舶推进系统,也许在不久将来能取代传统的螺旋桨推进系统,成为各种船舶的动力来源;船舶自动化:船舶自动化己从20世纪60年代前半期的最初设置机舱控制室的初期自动化时代,到20世纪70年代无人机舱的实现,目前又发展到船舶智能化和综合化时代。特别是从20世纪80年代开始,随着电子技术和通信技术的迅猛发展,以及劳动力成本的进一步提高,人们提出了驾通合一、机电合一、驾机合一的许多设想,并被国际海事组织所采纳,有的已经实现,有的将要实现。目前人们正着力研制开发“高信赖度智能化船舶”。其构成系统有:综合航行管理系统(海上自动航行系统与港内自动航行系统)、最佳航线计划系统、自动靠离泊系统、气象海况状态监视系统、装卸系统及船体状态监视/姿势控制系统等。上述许多系统正在模拟实验或实船实验之中,不久的将来也许会在实船开始应用。

3 能源利用与轮机技术

船舶要航行,总是要消耗能源。最初的船舶航行依靠帆借助于风力航行,蒸汽机的发明及其在船舶上的使用,使船舶的营运效率大大担高,但由于要携带大量的煤,使船舶的受载量受到限制。1885年内燃机的发明及后来在船舶上的广泛应用,使航运业得到了长足的发展,目前,有90%以上的船舶都采用内燃机作为船舶的动力,第一次石油危急导致的油价上涨,对轮机技术提出了新的要求,于是长冲程、大缸径柴油机得到了发展,随着能源的不断紧张,船舶节能技术也得到了很快的发展,涡轮增压系统,利用柴油机废气所带走的能量,使增压器涡轮旋转,带动同轴的压气端对吸入的空气进行压缩,增大了柴油机所需空气量,使柴油机的工作性能得到了改善;船舶废气锅炉,利用通过增压器后的柴油机废气对其中的能量再次利用,用来产生蒸汽,满足船舶的需要,如舱室取暖,燃油加温等等。同时现代船舶还装有造水机,对柴油机冷却水所带走的能量再利用,进行海水淡化,产生的淡水满足船舶锅炉、柴油机冷却水、冲洗货舱以及船员日用的需要,即有效地利用了柴油机冷却水中的热能,同时又节约了大量的淡水费用,其产生的经济效益是非常可观的。最近,manb&w公司新近研制成功的tes系统对能量的更进一步的利用提出了新的思路,样机已经成型。它利用柴油机的废气来带动气轮机和一个废气炉,利用废气锅炉产生的过热蒸汽带动蒸汽轮机进行发电,与船舶电网并联,这样在船舶正常航行后就无需发电柴油机运行,从而也就节约了发电柴油机的燃油、备件及维修费用。

总之。世界经济的发展必然会带动航运业的发展,而航运的快速增长不可避免地对海洋环境带来一定程度的污染,这就需要各国政府及我们航海界人士负起历史的责任,特别是处于第一线的船员,我们人生的大部分都在海上度过,减少对海洋的危害,维持良好的海洋环境和生态平衡,以及海洋的可持续利用,对自己和子孙都是一件积功德的大事。同时,我们应该不断地进行技术创新,提高船舶的技术含量和自动化水平,提高能源的利用率,使能源在船舶上得到最有效地利用;使世界航运业也在一个良性、和谐的状态下快速发展。

参考文献

[1] diesel facts magazine 2005/3.man b&w diesel a/s, copenhagen, denmark.

[2] 航海科技发展与海员综合素质.邓礼标中国航海学会——2004年度学术交流会优秀论文集,2004 年.

船舶电气及其自动化篇8

地球是一个相互依存的整体,人类生活在同一个地球上,全球性的生态危机,表现出了人类所遇到的危机的共同性、安全的共同性和未来的共同性,这就要求不同国家超越文化和意识形态的差异来采取联合的共同行动,制止和打击那些给自然界带来严重污染的国家、企业和个人。论文百事通作为一个特殊的行业—航运业。在过去相当长的时间内,其由于船舶的各种货物(化学危险品、油类等)、机器处所产生的含油垃圾和污水、废气(SOX、NOX等),以及船舶生产所产生的塑料等垃圾,给海洋环境造成了很大的污染。因此,这就要求世界各国对船舶的防污染状况进行监督和控制,下面就对船舶对海洋的污染和船舶为防止污染所采取的措施,及国际上所采取的相关对策。

“海洋存亡,匹夫有责”。据统计:全球3/4的大城市和40%的人口集中在离海岸60公里以内的地区,因此海洋的兴衰关乎到人类的存亡。但是海洋的污染不仅来源于陆地上人类的各种活动;近年来随着航运业的发展,来自于船舶的污染也呈现出扩大的趋势,特别是由船舶造成的操作性、事故性甚至是人为的故意行为(随意排放污油、洗舱水、压载水、乱丢各种垃圾等)所造成的海洋环境污染事故也日益增多,严重地破坏了海洋的生态环境。

船舶作为一个流动的工厂,为船舶提供动力的柴油机消耗燃料的同时,也产生大量的油渣和污水,同样,为船舶服务的其它机械也同样会产生一定量的污油和污水,特别是一些大型的油轮和化学危险品船,它们的压舱及洗舱水也含有大量的有害成分,如果未经处理就直接排放入海,就会对海洋生物环境造成极大的伤害。由于货运的需要及船舶生产、船员生活而造成的大量的垫舱物料,像木头和其它一些金属物品,塑料垃圾、它们又是一些不可分解的物质,显然,在过去相当长的时间里,人们没有意识到对海洋的伤害,于是大量的污油、污水及所有的垃圾直接倾倒入海,把海洋当作无限的垃圾场,对海洋生态环境造成极大的破坏。就是到了今天,由于直接处于航运第一线的各国船员素质参差不齐,也同样忽视对海洋环境的保护,置相关的国际法则于不顾,仍将上述各种有害物质直接排放到海洋中。

为了减少船舶对海洋环境的污染,近些年船舶防污染技术得到了很大的发展,目前,按照造船规范,基本上所有的船舶都装有防污染设备,污水舱、污水预处理舱柜、油水分离器等设备,通过对排出的污油进行分离,使合乎要求的污水排出舷外(当然国际防污规则对排放区域、排放种类还有严格的规定),而含油率高的放回到污水舱,所分离出来的油则通过焚烧炉烧掉。杜绝含油污水排放出海。另外,由燃油分油机所分离出来的各种油渣也是通过焚烧炉进行焚烧处理。为了消除船员生活垃圾对海洋的产生的危害,大型的船舶都装有生活污水处理装置,能过厌氧型和需氧型细茵的培养,对船员及旅客所产生的粪便等进行分解。再按相关的要求排放,为了方便船舶,世界上许多的国家和地区还有专门的回收组织,如中国的上海和德国的汉堡。而这种服务都是免费的。另外,为了消除船舶对大气的污染,<<73/78防污公约>>附则VI对船舶排放的废气也做出了相应的规定,如氮氧化物(NOX);硫氧化物(SOX);为此,大型船舶柴油机排气系统都装有废气滤清系统,同时,对船用燃油的质量也提出了要求。如含硫量不超过3%等。当然和陆地上一样,氟利昂在船上也开始禁止使用。

随着世界经济一体化进程的不断加快,全球性的航运贸易得到了空前的发展,营运航行的船舶数量与日俱增,使今天的海洋承受着来自船舶污染的巨大压力,而人们对海洋环境污染问题的认识也越来越清醒,国际组织及各国政府越来越感到对海洋环境的治理和保护已迫在眉捷。为了有效地控制船舶对海洋环境的污染,以保证海洋具有较强的自身净化能力,国际海事组织制定了<>防污公约及附则,为世界各国对船舶的检查控制提供了国际准则。此外,在世界上还有一些区域性的组织和国家,制定出非常严历的法律对污染海洋环境的行为者和船公司给予重罚,如<<巴黎备忘录>>国家、<<东京备忘录>>国家、美国、澳大利亚等等。在防污染与治理方面,欧洲及美国等西方国家己走在了世界的前面,在这一点上,由于工作的便利。我感触颇深,几次到美国和欧洲等国家的经历给我留下了很深的印象,他们的PSC检查官对船舶防污染设备的检查,船员技能的检查都非常严格,而且密西西比河和基尔运河优美的环境也不能不让人叹服。但是一些欠发达国家和地区,尽管人们也承认对环境的破坏给人类所带来的灾难,但是实际上却并没有引起足够的重视,总觉得离自己还很远,我曾经去过的埃及的苏伊土运河口和印度的加尔各答港等地区,当船在河道里航行时,看到海面上那一层层、一片片的污油,心情非常沉重,在我国也同样存在着海洋环境保护问题,我国1999年12月25日全国人大通过的<<中华人民共和国海洋环境保护法>>,以及中国海事局<<中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例>>为我国海洋环境保护提供了法律依据。

2科学技术与航运业

科学技术是第一生产力,是推动社会前进的革命力量。从蒸汽机到内燃机应用到船舶上,使世界航运业得到空前的发展。随着科学技术突飞猛进的发展,使得航海技术得到日新月异的发展,目前船舶正向大型化、专业化、高速化和自动化方向发展。世界航运巨头如中远、中海、马士基等航运公司,纷纷建造一些大型超大型的船舶,如50万吨级的超大型油轮(中远大连有36万吨级的)、36万吨级的散装矿石船、10000标箱集装箱船(中海己在韩国订造了两艘)、14万吨级的豪华游轮以及作为居住和休闲为一体的“海上移动城市型”船舶的面世和开发;同时船舶的专业化程度也越来越明显:如液化气船、滚装船、客滚船、集装箱船、冷藏船等的相继面世和使用。随着商品的技术含量的不断提高,对运输的要求也在不断地提高,技术含量高的运输方式和专业化船舶将有较好的市场前景,传统的杂货船舶将越来越少。另外,随着海洋的开发和利用,海洋的各种工程船、新能源运输船(如液化气、液态氢等高热量环保型的运输船)、水上水下的观光游览船也不断出现;随着人们对船舶的高速化追求和向往,气垫船、水翼船和喷气船将越来越受到重视,同时大排水量的船舶正面临高速化的迫切需要。为了提高较大型船舶的快速性,人们将另外开发体积小而输出功率大的船舶推进新技术。目前我国已开发出超导磁流体的船舶推进系统,也许在不久将来能取代传统的螺旋桨推进系统,成为各种船舶的动力来源;船舶自动化:船舶自动化己从20世纪60年代前半期的最初设置机舱控制室的初期自动化时代,到20世纪70年代无人机舱的实现,目前又发展到船舶智能化和综合化时代。特别是从20世纪80年代开始,随着电子技术和通信技术的迅猛发展,以及劳动力成本的进一步提高,人们提出了驾通合

一、机电合

一、驾机合一的许多设想,并被国际海事组织所采纳,有的已经实现,有的将要实现。目前人们正着力研制开发“高信赖度智能化船舶”。其构成系统有:综合航行管理系统(海上自动航行系统与港内自动航行系统)、最佳航线计划系统、自动靠离泊系统、气象海况状态监视系统、装卸系统及船体状态监视/姿势控制系统等。上述许多系统正在模拟实验或实船实验之中,不久的将来也许会在实船开始应用。新晨

3能源利用与轮机技术

船舶要航行,总是要消耗能源。最初的船舶航行依靠帆借助于风力航行,蒸汽机的发明及其在船舶上的使用,使船舶的营运效率大大担高,但由于要携带大量的煤,使船舶的受载量受到限制。1885年内燃机的发明及后来在船舶上的广泛应用,使航运业得到了长足的发展,目前,有90%以上的船舶都采用内燃机作为船舶的动力,第一次石油危急导致的油价上涨,对轮机技术提出了新的要求,于是长冲程、大缸径柴油机得到了发展,随着能源的不断紧张,船舶节能技术也得到了很快的发展,涡轮增压系统,利用柴油机废气所带走的能量,使增压器涡轮旋转,带动同轴的压气端对吸入的空气进行压缩,增大了柴油机所需空气量,使柴油机的工作性能得到了改善;船舶废气锅炉,利用通过增压器后的柴油机废气对其中的能量再次利用,用来产生蒸汽,满足船舶的需要,如舱室取暖,燃油加温等等。同时现代船舶还装有造水机,对柴油机冷却水所带走的能量再利用,进行海水淡化,产生的淡水满足船舶锅炉、柴油机冷却水、冲洗货舱以及船员日用的需要,即有效地利用了柴油机冷却水中的热能,同时又节约了大量的淡水费用,其产生的经济效益是非常可观的。最近,MANB&W公司新近研制成功的TES系统对能量的更进一步的利用提出了新的思路,样机已经成型。它利用柴油机的废气来带动气轮机和一个废气炉,利用废气锅炉产生的过热蒸汽带动蒸汽轮机进行发电,与船舶电网并联,这样在船舶正常航行后就无需发电柴油机运行,从而也就节约了发电柴油机的燃油、备件及维修费用。

总之。世界经济的发展必然会带动航运业的发展,而航运的快速增长不可避免地对海洋环境带来一定程度的污染,这就需要各国政府及我们航海界人士负起历史的责任,特别是处于第一线的船员,我们人生的大部分都在海上度过,减少对海洋的危害,维持良好的海洋环境和生态平衡,以及海洋的可持续利用,对自己和子孙都是一件积功德的大事。同时,我们应该不断地进行技术创新,提高船舶的技术含量和自动化水平,提高能源的利用率,使能源在船舶上得到最有效地利用;使世界航运业也在一个良性、和谐的状态下快速发展。

参考文献

[1]Dieselfactsmagazine2005/3.MANB&WDieselA/S,Copenhagen,Denmark.

[2]航海科技发展与海员综合素质.邓礼标中国航海学会——2004年度学术交流会优秀论文集,2004年.