船舶动力系统现状及发展趋势

船舶动力系统现状及发展趋势

摘要：船舶的动力系统类型主要有柴油机动力系统、燃汽轮机动力系统、电推进动力系统和混合动力系统等。在经济快速发展的现代船舶动力系统的性能关系到整个国家船舶运输效率的高低，船舶动力系统的研究也成为了整个造船行业技术研究的重点。

关键词：船舶动力系统；现状；发展趋势

一、船舶常规动力系统的现状

1、柴油机动力系统

柴油机作为内燃机，具有启动迅速、部分负荷运转性能好、安全可靠、功率范围大、效率高、技术成熟等优点。船舶主机和船舶电站多采用柴油机。自20世纪60年代起，柴油机全面取代往复式蒸汽机和蒸汽轮机，成为最主要的船舶动力。根据二冲程柴油机和四冲程柴油机转速的不同，柴油机动力系统又分为柴油机直接驱动和柴油机齿轮传动。由于二冲程柴油机转速低，可以直接驱动螺旋桨，实现机桨匹配，主要应用在大中型远洋运输船舶上。四冲程柴油机由于转速高，需经过齿轮箱降速，再驱动轴系和螺旋桨，它主要由中速柴油机(单机驱动或多机驱动)、齿轮箱、轴系和螺旋桨(可调桨)组成，主要应用在中小型货船、客船、滚装船、豪华游船、海洋工程辅助船和军船上。目前以柴油机为动力的船舶占世界商船队的95%以上，其中，柴油机直接驱动占55%，柴油机齿轮传动占39%。此外，柴油机还是船舶燃气轮机推进系统和电力推进系统的主要设备。从全球柴油机产品市场占有率来看，以MAN公司和WARTSILA公司为代表的欧洲老牌柴油机制造商占据了大部分市场份额。近年来，MAN公司通过向日本、韩国、中国的柴油机生产厂转让生产许可证，得到了迅速发展。除此之外，MAN和瓦锡兰具备整体提供主机、齿轮箱、轴系和螺旋桨的能力，具备很强的系统集成设计实力和市场竞争优势。我国船舶柴油机通过技术合作、专利或许可证引进及自主开发研制，在国内已经形成了较强的生产能力。尽管近几年我国船舶柴油机生产已有较快发展，但我国造机企业与世界前三名造机企业的差距还非常大，企业综合竞争能力仍较弱。

2、燃气轮机动力系统

与柴油机相比，燃气轮机的不足之处是其较低的燃油经济性，尤其在部分工况下。不仅燃气轮机油耗高，还要燃用干净清洁、价格昂贵的蒸馏油，这很难被大多数航运公司所接受，因而也是未被广泛采用的重要原因之一。但是，燃气轮机质量轻功率大、动力响应性好，如再配上柴油机组成联合动力装置(CODAG)可以克服低工况油耗高的缺点，是高速船最合适的动力装置，实践还表明燃气轮机机组可靠性达99.5%，具备96.5%可使用性，热效率已达39%加上其特有的低排污，特别适应渡船的使用环境。