船舶动力系统现状及发展探讨

林启波

摘 要：船舶动力系统作为船舶的核心系统，对船舶的良好运行起着至关重要的作用。在现代船舶工业中，对船舶动力系统的研究一直处于不断的发展中，对船舶动力系统的研究也是各国各轮船厂商关注的焦点。本文对船舶动力系统的发展现状进行了简单的分析，并对其发展趋势进行的展望，通过对现有动力系统的改进以及对新能源系统的应用进行论述，希望能够对船舶动力系统的发展提供一点帮助。

关键词：船舶；动力系统；发展趋势

前言

船舶动力系统是整个船舶的核心，也是船舶造价最为昂贵的一部分，船舶动力系统的性能对船舶整体的性能影响十分巨大，因此，船舶动力系统的发展是全球造船业关注的焦点问题，对核心技术的掌握是全国造船国家竞争的关键。船舶动力系统是船的动力源泉，充当着人体心脏的功能，船舶动力系统对保障船舶的安全运行具有重要的作用。

一、船舶动力系统概述

船舶动力系统主要由船舶主机、传动系统以及推进器组成，船舶动力系统的造价占船舶设备的35%，占全船总造价的25%。动力系统是保证船舶正常运行、作业以及停泊等所必须的船舶机械设备，船舶动力系统的性能关系到船舶运行安全，船舶系统的动力选择决定着船舶运行的费用，船舶动力系统的重要性对船舶不言而喻。

面对全球资源能源的紧张与缺乏，降低能源消耗成为全球的共识，在船舶动力系统研究制造领域，提高船舶动力系统的运行效率、降低资源能源消耗、提高船舶的载重能力和续航能力对资源能源节约与高效利用有着重要的帮助作用；面对全球变暖等极端气候的频繁出现，降低二氧化碳排放，保护生态环境成为全球的共识，国际海事组织以及各国政府对船舶运行产生的环境污染高度重视，加强船舶动力系统的优化，降低船舶运行尾气的排放成为船舶动力系统性能优化的重要考虑的问题。

船舶动力系统经过了漫长人力、风力的运行后，近200年来开始实行了机械性能操作，随着蒸汽机、蒸汽轮机、柴油机等运用到船舶上来，船舶动力系统不断改进与完善。

二、船舶动力系统的现状

柴油机动力系统。柴油机作为船舶动力系统是使用最为广泛的，这是由于柴油机作为动力系统具有启动速度快、负荷运转性能强的优势，同时柴油机动力系统安全、可靠、效率高，广泛被应用于船舶主机和船舶电站。当前我国的船舶动力系统主要以柴油机动力系统为主，柴油机也作为船舶的主机。柴油机动力系统主要分为柴油机直接驱动和柴油机齿轮驱动，分别应用于大中型远洋运输船舶和中小型客货运船上。当前我国的柴油机通过进行技术合作、专利许可的引进以及开展自主研发工作，在国内已经形成了较强的生产、研发能力，但尽管我国自主生产能力已经有了快速的发展，但与世界先进国家相比还有较大的差距，我们还需要不断进行科技研发，提高自主创新能力。

燃气机轮动系统。燃气轮机在尺寸和质量方面具有明显的优势，其加速性能好、可靠性强以及NOX排量低，因此被广泛应用在高速客船中。相比于柴油动力系统，燃气机轮动系统燃油经济性能低，不仅其油耗高，燃气轮机不能实现燃油的充分燃烧使用，并且还需要干净清洁、价格较为昂贵的蒸馏油，导致船舶的耗油量高、燃油成本大，大大降低了其经济性，因此被大多数航运公司所抛弃。但燃气轮机也有其特殊的优势，其质量轻功率大，动力响应性能良好，具有高可靠性、实用性以及低排污。

三、船舶动力系统的发展趋势

船舶动力系统是对能源的消耗十分巨大，也是当前环境污染和温室气体排放的主要来源，船舶动力系统的发展趋势一定是要节约资源能源，降低能源消耗，减少污染廢弃的排放量，积极应用新能源、新技术，促进我国船舶动力系统不断朝着绿色、节能、环保方向的发展。

（一）对现有动力系统进行改进

柴油机动力系统噪音大，但经济性、可靠性以及操纵性等都具有良好的优势，因此，对柴油机动力系统进行改进是船舶动力系统的一个发展趋势，我们可以通过运用机内净化技术，包括利用增压中冷技术、燃烧室改进技术以及高压喷射技术等来提高柴油机的经济性和燃烧效率，同时也可以有效地控制二氧化碳以及一氧化碳等有害气体的排放，达到保护环境的目的。当前常规柴油机动力系统集成供货被设计院、船舶制造厂商广泛的接受起来，船舶生产厂家通过模块设计方法来提供主推动力系统完整的解决方案，由厂家来对船舶主推进系统进行制造，将设计、制造、安装调试以及维修服务进行集成化，这样的做法在显著的提高主推进系统的技术性能、可靠性的同时，也延长了船舶的生命力。

鉴于燃气轮机动力系统的耗油量高、燃油成本量大的问题，其发展趋势可以考虑在传播中安装燃气轮机与柴油机组合装置，这样一来可以发挥燃气轮机质量轻、尺寸小，并且加速性能好的优势，二是可以利用柴油机对燃油进行充分的燃烧，以此来发挥燃气轮机的真正价值，也可以将燃气轮机的适用范围进行扩大。近年来双燃料发动机也开始出现，为了降低发动机的废气排放，各大发动机厂商都开始进行技术研发，寻找降低发动废气排放的解决办法，将液化天然气作为船机的新型燃料进行研究，部分厂家现已取得一定的进展，逐渐开始推广双燃料发动机产品。

（二）对新能源系统的应用

太阳能具有清洁、环保、资源丰富且取之不尽、用之不竭。当前太阳能技术被广泛的应用在各行各业。船舶动力系统应用太阳能动力系统也是其发展趋势之一，通过利用太阳能发电技术，将太阳能电池作为船舶的主动力系统或辅助动力系统。当前，太阳能动力系统在船舶动力系统的应用中还处于起步阶段，技术还有待于进一步完善，在我国太阳能船舶动力系统也刚刚进入实用化阶段，未来有待于进一步发展，对太阳能动力系统的应用，还需要进一步提高光电技术的能量转化效率，加大太阳能电池板的表面积，以此来提高船舶的续航能力，提高航行里程和航行时间。

燃料电池动力系统是利用燃料电池作为船舶主动力或辅助动力的动力系统。燃料电池是一种通过电化学反映将化学物质转换为电能的转换装置。燃料电池具有很多的优点，具有较高的能量转换率，能量转换持续性长，且十分节能环保，近年来被广泛应用到船舶动力系统中来。在我国，燃料电池动力系统当前已经进入到实用阶段，燃料电池噪音小、污染低且能效高，军用船舶、科考船、游览船、客船等都广泛的采用了燃料电池作为传播的动力系统。当前，燃料电池的应用还具有一定的限制性，燃料电池价格高、燃料供应与提取的技术还不够成熟，这些都成为限制燃料电池动力系统普及的阻碍。加强燃料电池作为船舶动力系统的应用，一是提高燃料电池燃料提取水平，促进燃料供应站以及然后供应网的建设工作；二是加强对燃料电池的研发工作，以提高燃料电池的使用性能和可靠性，保障燃料电池动力系统使用的安全。

总结

随着经济领域的快速发展，船舶运输业也在快速发展中，对船舶动力系统的研究工作也引起人们的关注，各国各船舶生产厂家都在致力于更好的降低能源消耗，减轻环境污染，降低燃油成本。当前许多新技术的研发也逐渐开始推广起来，并广泛应用于船舶动力系统中来，不仅促进了船舶运输的安全，也为船舶领域的发展奠定了基础，对船舶动力系统的研究对船舶事业的发展具有重要的推动作用。

参考文献

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（作者单位：清远市附城镇白庙船厂）