海水液压传动技术及其在海洋能领域的应用展望

朱永杰

（中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室，山东青岛 266100）

海水液压传动技术及其在海洋能领域的应用展望

朱永杰

（中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室，山东青岛 266100）

海水液压传动技术和海洋能均为国际新型的前沿技术，受到国内外科研机构的高度重视。该文介绍了海水液压传动技术的定义、特点以及实际应用，以及海洋能的定义、应用和国内海洋能技术的发展现状，并分析了海水液压传动技术在开发海洋能领域应用的优越性，最后对海水液压传动在海洋能领域中的应用作了展望。

海水液压技术 海洋能 应用展望

0　引言

海洋，占地球总表面积的71%，蕴含着丰富的矿产生物能源等自然资源。由于对陆地资源的过度开采，人类社会面临着严重的人口爆炸、资源枯竭、经济衰退问题，因此发展海洋科技，开发海洋能资源成为解决人类社会问题的有效路径。

海水液压传动技术，作为国际液压领域新兴前沿液压技术，已被广泛应用到各种海洋设备中，成为开发海洋资源的重要手段之一［1］。本文介绍了海水液压传动技术以及海洋能的定义、特点等，并分析了海水液压传动技术在开发海洋能领域应用的优越性，最后对海水液压传动在海洋能领域中的应用作了展望。

1　海水液压传动技术

海水液压传动技术是指以海水为工作介质的水液压技术。液压传动系统采用海水作为工作介质［2-4］，主要优点如下：

（1）无污染、阻燃、防爆。海水介质具有无污染，阻燃爆防的特点，避免了以油作为工作介质时带来污染及安全隐患。

（2）来源广泛、使用成本低。

（3）响应速度快、控制精度高。与油压系统相比，水液压传动系统位置控制精度高，系统工作准确性高。

（4）系统效率高、功率密度高。海水粘度较低、弹性模量大、粘滞阻力小，液压系统的沿程损失少，压缩损失小，系统效率高。

（5）体积小、轻便、系统简单。海水液压系统对循环设备元器件需求较少，简化了系统结构，减轻了系统重量。

（6）易于维护、应用范围广。

海水液压传动系统不易产生污垢，对系统的维护和保养十分方便。

目前，海水液压传动技术得到了长足的发展，已经推广和应用于水下作业、深潜设备、海洋平台、消防系统以及食品工业、通用机械等领域，取得了不可忽视的经济和科技效益。

2　海洋能

海洋能源通常指海洋中可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。

我国海洋能资源极为丰富［5］，据不完全统计，我国潮汐能资源坝址共有424处，总装机容量为2179万kW，年发电量约624亿kW时；波浪能理论平均功率为1285万kW；温差能资源蕴藏量最大，南海温差能资源实际可供利用装机容量达13121～14176亿kW，主要集中在各大江河的出海处；近海风能资源是陆上风能资源的3倍，预计达到715亿kW。

目前，我国潮汐能开发利用已经形成了一定规模，波浪能以及潮流能开发利用也取得了一定成果，而其他形式的海洋能例如海水盐差能、温差能等的研究与开发尚处在实验室原理试验阶段。

3　应用展望

我国海洋能开发利用在技术层面存在着许多问题［6］。首先，我国海洋能资源丰富是建立在广阔的海洋面积基础之上的，相比之下，海洋能能源较为分散，能源密度较低，难以进行收集利用，因此对海洋能设备工作效率有较高要求；其次，海洋能开发利用技术是对海洋、能源、土木、水利、机械、材料、电力等多技术领域的集成。然而，目前综合利用技术的开发尚处于起步阶段，致使一次性投资大，与常规能源利用相比，耗费高，经济性差；最后，由于海洋能设备的特殊工作环境，其零件的维修和更换相对困难，工作环境容易造成零件金属表面的腐蚀和磨损，给设备的维护带来不便。

相比而言，海水液压传动技术在海洋能开发利用方面，优势明显。首先，海水液压传动系统具有响应速度快、控制精度高、系统效率高、功率密度大等优点，能够满足海洋能设备对工作效率的要求，且环境无害；其次，相对于机械传动，在同等功率下，装置体积小，结构紧凑工作平稳，反应快，冲击小，能高速启动，制动和换向，控制、调节简单，易于实现自动化与电气控制配合使用以及实现复杂的顺序动作和远程控制，且易于实现系列化、标准化，易于设计，制造和推广使用。最后，海水液压传动设备本身抗海水腐蚀性强，便于设备的维护和保养。

4　结语

海水液压传动技术凭借其特有优势，正成为液压领域新兴技术发展方向之一，海洋能开发利用也将是世界各国争相发展的前沿科技，两者的有机结合对我国发展海洋科学，开发海洋事业具有重要的理论和现实意义。

［1］聂松林，尹方龙.水液压柱塞泵的研究进展及展望［J］.液压与气动，2015，1：1-7.

［2］杨曙东，李壮云.介绍几种中高压海水液压泵［J］.液压与气动，2000（4）：40-42.

［3］Dubus G， David O， Measson Y， et al. Making hydraulic manipulators cleaner and safer： from oil to demineralized water hydraulics［C］//Intelligent Robots and Systems，2008.IROS 2008. IEEE/RSJ International Conference on.IEEE，2008：430-437.

［4］刘银水，王晓斌，吴德发等.移动式海水液压水下作业工具系统［J］.机床与液压，2008，36（10）：14-17.

［5］中华人民共和国国家发展委员会基础产业发展司.中国新能源与可再生能源 1999 白皮书 ［M］.北京：中国计划出版社，2000，48-54.

［6］刘富铀，赵世明，张智慧等.我国海洋能研究与开发现状分析［A］.海洋技术，2007（9）：118-120.

朱永杰（1989—），男，山东潍坊人，硕士研究生，研究方向为水液压技术。