双燃料船用发动机

德国一家柴油机公司推出了一系列四冲程双燃料船用发动机。这种发动机缸径510毫米,冲程600毫米,有直列6缸、7缸、8缸、9缸和V型12缸、14缸、16缸、18缸等系列,单缸功率为1000千瓦,额定转速为514转／分。该发动机既可燃烧天然气,又可燃烧液态船用柴油或重燃油。在燃烧汽化燃料时,该机采用共轨喷油方式。     

曼恩和瓦锡兰船用二冲程双燃料发动机之比较

为加深对曼恩和瓦锡兰船用二冲程柴油-天然气双燃料发动机的了解,帮助船舶选择机型,文章从工作原理、燃气系统、点火油、尾气排放、经济性和安全性等方面对两机型进行比较,发现曼恩发动机在经济性和安全性方面稍具优势,但尾气排放方面却不如瓦锡兰环保。     

基于HYSYS的船用双燃料发动机高压供气系统仿真

采用高压喷射气体燃料的低速二冲程LNG/柴油双燃料发动机对供气系统的供气能力及系统可靠性提出了较高要求,在高压供气系统的初始设计中对设计参数和设备选型等进行校核与评估尤为基础和必要。以针对某25000DWT LNG动力散货船设计的高压供气系统为例,采用油气系统工艺过程仿真软件Aspen HYSYS和换热器仿真单元软件Shell Tube Exchanger对系统在典型负荷下的工艺过程进行仿真,通过仿真值与设计值的对比,对高压供气系统的设计及设备选型进行分析。分析结果表明,高压供气系统的供气能力满足系统的设计要求,LNG高压气化/加热器的选型满足换热能力的要求且具有一定冗余。     

船用ME-GI双燃料发动机技术分析

随着航运业对节能减排日益重视,LNG逐渐成为最有前景的替代燃料。为了适应市场需要,MAN公司研发了以LNG为燃料的ME-GI系列船用二冲程双燃料发动机。     

MAN ES船用低压双燃料发动机ME-GA的技术特点

为了解MAN ES低压双燃料发动机ME-GA的技术特点,文章从ME-GA的工作原理、燃气系统、引燃油系统、活塞运行特点、燃气系统的安全性和NOx排放控制等方面进行了分析,结果显示在燃气阀组单元GVU布置和安装方式,ME-GA的燃气系统的供气方式和吹扫管路设计等方面具有优势,选用EGR作为ME-GA燃油模式,为满足Tier III排放要求EGR与ME-GA采用集成式设计,节省了机舱空间。     

中速柴油-甲醇双燃料发动机试验

在未对原机燃油系统进行改动的情况下,为一台中速柴油机加装甲醇喷射装置,组成了柴油-甲醇双燃料系统,分析了该发动机在变速和恒速工况下的甲醇替代特性,以及个别工况下喷油正时对上述特性的影响。试验数据显示,随着甲醇替代率的增加,NO_x排放和热效率会出现拐点;发动机HC排放的增长在低负荷时可控制在原机的2.3倍,中高负荷时普遍在10倍以上,最大时达22.4倍;推迟喷油在热效率上的负面影响会随着甲醇替代率的增加而逐步减少,而其在NOx排放方面的优势却能得以保持;在恒速发电工况下,中低负荷时甲醇的部分燃烧倾向增加,限制了甲醇替代率的提高;变速变载的运用形式下,柴油-甲醇双燃料系更容易取得较高的热效率,而恒速变载的运用方式下,双燃料系统更容易获得较低的NOx排放。     

燃油系统参数优化对双燃料船用发动机性能的影响

基于4190ZLC-2型船用中速柴油机,利用AVL FIRE仿真软件建立天然气/柴油双燃料发动机燃烧高压循环模型;采用一次回归正交试验设计方法对燃油系统5个参数进行优化,建立以油耗率和NO_X排放量为目标函数的数学预测模型,进而找出油耗率和NO_X排放量最优的参数组合。结果表明:建立的油耗率、NO_X排放量数学预测模型精确度较高,预测值与仿真值误差低于3%,可用于参数优化匹配研究;优化后的油耗率和NO_X排放量相比正交试验设计最优组合分别降低约3.8%和98%;油耗率最小的参数组合为:70%-0-355.15 K-0.223 MPa-22.6°CA(天然气替代率-EGR率-进气温度-进气压力-喷油提前角);NO_X排放质量分数最低的参数组合为:67%-12.5%-336.55 K-0.205 MPa-21.88°CA(天然气替代率-EGR率-进气温度-进气压力-喷油提前角)。     

基于LSTM-PSO-SVM的船用LNG双燃料发动机故障预测

针对船用LNG双燃料发动机设备复杂,故障预测效率低、准确度差的问题,提出一种长短期记忆网络与改进粒子群优化算法优化支持向量机融合的预测模型。利用LSTM模型时间序列变化的能力对设备未来的运行状态进行预测,然后采用非线性自适应惯性权重改进PSO算法对SVM参数进行寻优,以提高其寻优能力和收敛速度;改进的LSTM-PSO-SVM融合模型可实现对设备故障状态的快速、准确预测。通过对某船用LNG双燃料发动机的故障预测仿真,结果表明上述模型具有更高的故障识别准确率和更快的识别速度,能够准确预测船用LNG双燃料发动机潜在故障。     

船用双燃料低速柴油机节能减排部分关键技术

双燃料低速柴油机在保持原发动机高效率的同时,能够大幅减少污染物排放。为了进一步缩小国内双燃料技术与国外技术的差距,文章从燃气进气技术、气体喷射技术以及燃烧技术3方面,对Laby-GI气体压缩机、泵气化单元、先导喷油器、双针阀喷油器、预混合稀薄燃烧技术、狄塞尔循环燃烧技术等船用双燃料低速柴油机技术进行分析,总结以上技术在节能减排方面的优势,为我国在双燃料低速机领域的技术发展提供理论支撑。     

船用低速LNG双燃料主机技术分析

为便于相关人员更好地理解双燃料主机的燃烧原理和技术特征,介绍了低速双燃料主机的开发与应用现状,从环保性、主机性能和供气系统等方面对Diesel循环主机与Otto循环主机进行了分析对比,并总结了两种循环主机的优缺点以及发展前景。     

船用中高速柴油机的发展

本文以代表世界先进水平的MTU4000、MTU8000型柴油机为例，介绍了它们在可靠性设计、高增压、燃油高压喷射和柴油机智能化等方面取得的技术进步，并全面分析了国内产业现状，找出差距，提出了加快发展对策。     

低速柴油机燃油喷射系统的新进展

介绍了大型低速柴油机燃油喷射系统的改进设计过程,并对其最新设计方案进行了探讨。     

船用低速柴油机实时仿真模型开发及应用

以某型小缸径船用低速柴油机为对象,基于该柴油机一维性能模型,开展实时仿真模型的快速开发和标定。比较了简化后实时仿真模型与原性能模型的计算时间和仿真精度。应用该模型在硬件在环测试平台上测试新研制的柴油机控制器。试验结果表明,该模型可正常接收和反馈正确的控制器指令和柴油机运行参数,满足电控系统硬件在环测试的试验要求。     

建设船舶中速柴油机基地大力提升研发制造能力

在介绍国内外船舶中速柴油机发展现状的基础上，分析了国内船用柴油机存在的差距、市场需求、价格变化和行业竞争等情况，并结合我国船舶工业中长期发展规划的要求，提出了我国建设船用中速柴油机基地、大力提升研发制造能力的发展思路和对策建议。     

面向智能化的先进船用中速柴油机生产工艺

介绍国内主流柴油机车间的生产建设情况。以中速柴油机为例,分析并归纳国内中速柴油机零部件加工、装配、整机试验的现状及不足,并有针对性地提出改进突破点:改善车间环境、优化设备配置、合理调整工艺流线、采用模块化及集成化理念等措施可对生产工艺进行优化,从而保证柴油机的出厂质量及可靠运行并提升生产效率。     

传热规律对船舶热机最优性能的影响

本文导出了不可逆卡诺热机的效率与输出功率的优化关系，并借此讨论了三种常见传热规律不可逆卡诺热机的最优性能，得到了一些普适结果，它对于热机优化设计提供了一些新的理论依据。     

船用中速柴油机NO_x排放性能优化研究

利用专业的发动机仿真软件BOOST和HYDSIM建立柴油机工作过程模型和电控单体泵仿真模型,并根据现有的柴油机试验数据和电控单体泵系统平台试验数据对计算模型进行标定;运用标定好的模型对电控单体泵系统配机的排放性能进行优化分析,最终结合米勒循环和喷油正时调整得出优化结果;考虑到油、气、室三者间的匹配要求,最终的优化把喷射、雾化与燃烧结合起来,并通过三维燃烧分析软件对电控单体泵系统的改进方案进行校核,为实现电控单体泵系统与柴油机良好的匹配提供了有力的支撑.     

船舶主机数字调速仿真训练器的研制

为了研究船舶主机调速系统的特性和控制算法,将船舶主机调速系统的性能要求转化为复合PID控制算法的问题,研制基于Nabtesco MG-800Ⅲ的数字调速仿真器。非线性PID实现主机转速控制,其比例增益、微分增益和积分增益分别是控制偏差的非线性函数。模糊自整定PID实现主机油门的位置控制,其PID的3个参数随着偏差和偏差变化速度,根据模糊控制原理进行在线修改。物理仿真结果表明,数字调速器的非线性模糊自适应PID算法能提高调速系统的动态精度和抑制扰动的能力。     

神经网络在船舶主柴油机建模中的应用

该文研究用BP神经网络建立船舶主柴油机模型的方法,并对BP算法进行了改进,提出了一种动态优化学习率的方法,对6L80MC柴油机实际数据用BP网络进行计算的结果表明,该算法能有效地建立船舶主柴油机模型。该模型已成功用于船舶主机遥控仿真系统中。