1、船舶柴油机概述柴油机在船舶动力装置中的地位柴油机在船舶动力装置中的地位 船舶柴油机的发展 船舶柴油机当前的技术水平 第1页，共27页。柴油机在船舶动力装置中的地位 1912年 世界上第一艘远洋柴油机船Selandia轮投入营运 1939年 柴油机船在世界船队总吨位中的所占的比例上升到约60%船舶动力装置开始进入到了柴油机时代 1970s后 向民用船舶动力装置的各个领域扩张 VLCC、大型散装船、集装箱船 LNG船 第2页，共27页。近年世界2000DWT以上船舶造船统计 年份1990 1992199419961998200120022003造船数817763778986108094896010
2、33柴油机船 81776377097410789419461017百分比100%100%98.97%98.78%99.81%99.26%98.54%98.45%第3页，共27页。2000-2003年2000DWT以上船舶柴油机装船情况统计 年份2000200120022003装机数装机功率(kW)装机数装机功率(kW)装机数装机功率(kW)装机数装机功率(kW)总计112311628784115513504068119013434842117713487107低速机6259034065699107549066551089623771511113899百分比55.65%77.69%60.52%7
3、9.64%55.04%81.10%60.75%82.40%中速机4982594719456274916153525386054622373208百分比44.35%22.31%39.48%20.36%44.96%18.90%39.25%17.60%第4页，共27页。船舶柴油机概述 柴油机在船舶动力装置中的地位船舶柴油机的发展船舶柴油机的发展 船舶柴油机当前的技术水平 第5页，共27页。船舶柴油机的发展 柴油机的早期发展 1876年德国人奥托(N.A.Otto)第一次提出了四冲程循环 1880年英国的D.Clerk和J.Robson及德国的K.Benz等成功地开发了二冲程内燃机。1893年Rudo
4、lf Diesel申请了压缩发火内燃机专利 1897年MAN公司研制成功第一台使用液体燃料的内燃机 第6页，共27页。船舶柴油机的发展的初期阶段 蒸汽机与柴油机并存，两种发动机相比较而存在，相竞争而发展；随着柴油机技术的不断发展及其产品性能的不断提高，柴油机逐渐取代了蒸汽机；20世纪40年代以后，新建商船已经很少有蒸汽机船了 第7页，共27页。船舶柴油机的发展的初期阶段 1903年柴油机用于船舶推进装置；1910年最早的沿海柴油机船Romagna轮下水，吨位为678吨，两台Sulzer柴油机，功率280kW；1912年世界上第一艘远洋柴油机船Selandia轮，吨位为7400吨，两台B&W公司
5、DM8150X柴油机，额定功率为920kW(140r/min)；1912年第一艘二冲程十字头式柴油机的Monte Penedo轮,投入营运，吨位为6500吨，两台Sulzer公司4S47柴油机(缸径470mm，行程680mm)，额定功率为625kW(160r/min)；1924年第一艘由柴油机推进的大型客轮Aoragi轮，投入营运，吨位为17490吨，4台Sulzer公司6ST70柴油机(缸径700mm，行程990mm)，总功率为9560kW(127r/min)。第8页，共27页。船舶柴油机的发展的初期阶段关健技术 无气喷射技术 1927年由RBosch发明的喷油泵在柴油机上的正式使用 增压技
6、术 第一台废气涡轮增压柴油机由MAN公司于1927年生产未能迅速推广 第9页，共27页。船舶柴油机的发展的第二阶段 从上个世纪40年代至70年代 向大缸径大功率方向发展 提高增压程度和加大气缸排量 1956年740760 mm 单缸功率12001400马力 1960年840900mm,单缸功率21002300马力 1965年930mm,单缸功率2750马力 1970年1060mm。单缸功率4000马力 1977年达到单缸功率4600马力第10页，共27页。船舶柴油机的发展的第二阶段 关健技术 废气涡轮增压技术的成熟和普及 大缸径 焊接结构 使用劣质燃油 第11页，共27页。船舶柴油机的发展的第
7、三阶段 上个世纪70年代开始至90年代末 70年代的两次石油危机诱发了世界范围内的能源危机 苏伊士运河的通航 改进增压技术以提高柴油机的单机功率并降低比重量以及提高可靠性和提高经济性等问题 第12页，共27页。船舶柴油机的发展的第三阶段主要特征各船用柴油机厂之间开始进行大规模的淘汰、调整和重新组合。从以前的八种船用低速柴油机品牌减少到三种。丹麦B&W公司兼并瑞典的Gotaverken公司 德国MAN公司兼并英国的Doxford公司 80年代初MAN公司和B&W公司的合并 90年代Wartsila公司和Sulzer的合并。柴油机技术不断趋于完善而柴油机的机型在逐渐减少和系列的完备。在世界范围内，
8、目前大型低速柴油机只有MAN B&W的MC系列柴油机和Wartsila公司的Sulzer RTA系列柴油机。第13页，共27页。船舶柴油机的发展的第三阶段技术特征：节能技术研究和发展 提高柴油机的有效热效率 劣质燃油使用技术有了新的发展 降低柴油机转速，提高推进效率 柴油机可靠性的提高 TBO5 0006,0008,00012,000 20,000 小缸径系列低速柴油机的开发第14页，共27页。船舶柴油机的发展的第四阶段 2000年 以后 2000年 Wrtsil公司推出了的SULZER RT-flex全电子控制的智能型柴油机 2002年MAN B&W推出了ME系列柴油机 日本三菱公司与Wrt
9、sil公司合作开发了LSE系列柴油机 第15页，共27页。船舶柴油机的发展的第四阶段 技术特征 电子控制技术在船舶柴油机上的应用。柴油机的所有主要功能如燃油喷射、排气阀驱动、柴油机的起动和气缸润滑是全电子控制的。实现了柴油机控制和管理的电子化，信息化和智能化。发动机的管理采用DENIS模块和MAPEX监控与维护专家系统，实现利用专家知识在船评估和通过卫星通迅全面支持数据储存和传输第16页，共27页。大功率四冲程中速柴油机 的发展 自50年代开始也得到了稳步发展，至今已经历了五代机型。它的最大优点是重量轻，尺寸小，可选用最佳的螺旋桨转速。在工作可靠性、使用寿命、经济性及对劣质燃油的适应性方面均有
10、明显改进，基本上达到与低速机相近的水平。在近年建造的2 000总吨以上船舶中 中速机做主机船舶数量达到了35-40%，装机功率也达到了装机总功率的20%左右。第17页，共27页。船舶柴油机概述 柴油机在船舶动力装置中的地位 船舶柴油机的发展 船舶柴油机当前的技术水平船舶柴油机当前的技术水平 第18页，共27页。船用低速柴油机当前使用情况和技术水平 MAN B&W MC系列72%Wrtsil公司Sulzer RTA系列23%日本三菱公司UEC系列5%第19页，共27页。船用低速油机的主要参数 机型RTA48TRT-flex50CRTA96CUEC50LSES46MC-C S40ME-B K108
11、ME-C缸径(mm)4805009605004604001080行程(mm)2000205025002050193217702660缸径行程（S/D)4.174.12.64.14.24.432.5转速(r/min)12712410212412914694活塞平均速度(m/s)8.58.58.58.58.38.68.3平均有效压力MPa1.92.01.862.02.02.11.82单缸功率kW1455166057201660134011356950燃油消耗率g/kWh171171171171174171171第20页，共27页。船用中速柴油机当前使用情况和技术水平 船用中速柴油机目前虽然生产厂家
12、较多，但主要集中于Wrtsil、Mak、MAN等几家公司。第21页，共27页。近年船舶中速柴油机生产情况 生产厂20022003数量功率(kW)市场份额数量功率(kW)市场份额Wrtsil1661,062,05141.8%120914,80338.5%MAK110490,16619.3%114502,43221.2%MAN35277,28810.9%54421,93117.8%SULZER19190,4287.5%15146,4346.2%NORMO68168,6556.6%39140,6865.9%CATERPILLAR5189,6853.5%53119,9105.1%Hanshin1331
13、,6451.2%1638,0671.6%ALPHA1022,7640.9%1935,1301.5%PIELSTICK(SEMT)9123,6914.9%113,2390.6%其它5483,2323.2%2340,5771.7%第22页，共27页。船用中速油机的主要参数机型MAN L27/38MAN 32/44CRWARTSILA 32WARTSILA 64缸径（mm）270320320640行程（mm）380440400900S/D1.4:11.375:11.25:11.4:1压缩比16.5:116.0:1活塞平均速度（m/s）10.111.010.010.0平均有效压力(bar)23.526
14、.924.927.2最大燃烧压力(bar)200190200燃油消耗率(g/kWh)185.3175182171燃油喷射压力(bar)16002000使用燃油质量(cSt/50C)700700730730单缸功率（kW）204030605605002150第23页，共27页。我国的船舶柴油机发展状况 低速二冲程船舶柴油机 在上个世纪50-70年代研制自主研发了ESDZ43/82、ESDZ58/100、ESDZ76/160等机型，改革开放以来，引进Sulzer,MAN B&W公司的专利进行生产。1978年年产13 台、3.3 万千瓦 2003 年年产64 台、72.4万千瓦，第24页，共27页。第25页，共27页。船用柴油机的生产企业 沪东重机 主导产品集中在5000 kW与20000kW，年产能约为750,000kW 大连船用柴油机厂 主导产品集中在2000kW与150000kW，年产能约为300,000kW 宜昌船用柴油机厂 主导产品集中在2000kW 年产能约为70,000kW 其他船用柴油机厂的单机功率更低。第26页，共27页。船用柴油机行业的主要问题 产能较弱 产量规模和单机功率低 无法满足造船工业的要求。第27页，共27页。
