張永賀

摘 ?要：現(xiàn)代社會(huì)科技的日新月異推動(dòng)了船舶行業(yè)的變革，尤其體現(xiàn)在動(dòng)力裝置配置方面。動(dòng)力裝置是船舶的核心組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響著船舶的使用壽命以及行業(yè)的未來發(fā)展方向。因此，為了推動(dòng)船舶行業(yè)的可持續(xù)現(xiàn)代化發(fā)展，配置多功能的多種類型發(fā)動(dòng)機(jī)作為船舶動(dòng)力裝置將成為發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)滿足降能耗促環(huán)保的需求。該文將通過研究當(dāng)前船舶動(dòng)力裝置的現(xiàn)實(shí)情況，總結(jié)剖析，洞悉動(dòng)力裝置以后的發(fā)展趨勢(shì)，為船舶行業(yè)發(fā)展提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：船舶;動(dòng)力裝置;發(fā)展趨勢(shì)

船舶作為承擔(dān)水上交通運(yùn)輸?shù)闹匾\(yùn)輸載體，其發(fā)展?fàn)顩r直接關(guān)乎海運(yùn)經(jīng)濟(jì)的繁榮狀況以及國家的軍事安全。動(dòng)力裝置是船舶正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源泉，在船舶的發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，動(dòng)力裝置已有最初的蒸汽機(jī)發(fā)展到目前普遍使用的聯(lián)合型發(fā)動(dòng)機(jī)，其改革趨勢(shì)朝著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。雖然現(xiàn)在柴油機(jī)依舊是民用船舶領(lǐng)域的主要選擇對(duì)象，占據(jù)了較多的市場(chǎng)份額，然而一旦新型的節(jié)能環(huán)保裝置投入使用，它將逐漸退出歷史舞臺(tái)。尤其是現(xiàn)在全球能源危機(jī)日益嚴(yán)重，各國間爭(zhēng)奪能源資源，另外能源使用帶來的環(huán)境污染問題日益加劇，促使人民不得不考慮潔凈的環(huán)保型能源。

1 動(dòng)力裝置概況

船舶正常運(yùn)轉(zhuǎn)主要依靠船舶的動(dòng)力裝置完成。因此，我們可以從其發(fā)展的過程來清晰了解它未來的發(fā)展方向和趨勢(shì)。

1.1概念介紹

簡(jiǎn)單來說，動(dòng)力裝置就是用來生產(chǎn)動(dòng)力能量驅(qū)動(dòng)船舶正常運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，在船舶航行中起著關(guān)鍵性的作用。船舶的行駛以及船員的日常生活工作都依靠動(dòng)力裝置提供能源。從組成結(jié)構(gòu)來看，動(dòng)力裝置主要包括主動(dòng)力裝置、輔助動(dòng)力裝置，輔機(jī)和其設(shè)備三大部分構(gòu)成。

作為提供動(dòng)力來源的核心部件，主動(dòng)力裝置主要負(fù)責(zé)制造動(dòng)力實(shí)現(xiàn)船舶航行。通過啟動(dòng)該裝置的主機(jī)，同時(shí)搭配螺旋槳共同作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)船體的整體動(dòng)作。與主動(dòng)力裝置匹配的輔機(jī)設(shè)備主要用于輔助提供動(dòng)力，主要包括錨機(jī)、甲板等機(jī)械部件，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步，船舶性能日趨完善化，輔機(jī)設(shè)備隨之也會(huì)做相應(yīng)的配置安排。但對(duì)于各種船舶系統(tǒng)，如管路系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等等，卻是必不可少的組成部分。以下文章將主要側(cè)重于研究主動(dòng)力裝置。

1.2類型劃分

動(dòng)力裝置多數(shù)是由主機(jī)類型進(jìn)行命名的，而主機(jī)類型則主要是通過主機(jī)性能進(jìn)行劃分。由于目前主機(jī)動(dòng)力源主要有蒸汽、汽油、柴油、燃?xì)庖约昂藙?dòng)力，所以按照動(dòng)力源不同，將主機(jī)劃分為蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)以及核動(dòng)力裝置幾種類型。

蒸汽機(jī)主要依靠蒸汽供應(yīng)動(dòng)力，之前一直用于火車上，直到1807年才首次在船舶上使用，“克萊蒙號(hào)”輪船是第一艘使用蒸汽機(jī)的船舶。蒸汽機(jī)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、制作費(fèi)用少的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在諸多缺陷，如造型笨重，體積大等。隨著時(shí)代發(fā)展，其主要構(gòu)成部分鍋爐則是歷經(jīng)了多次變革，有原始的水管鍋爐改為煙管鍋爐，直到現(xiàn)代使用的鋁鋼復(fù)合型鍋爐。另一與之相似的主機(jī)型是燃?xì)廨啓C(jī)，也是使用氣體實(shí)現(xiàn)動(dòng)力供應(yīng)。該機(jī)型多配置在單機(jī)功率大的軍用艦艇上。由于其作業(yè)環(huán)境為高溫高壓狀態(tài)，熱效率低，故此沒有獲得較好的推行。

柴油機(jī)和汽油機(jī)采用的是氣缸燃油制造能量。二者的區(qū)別在于使用的燃油不同，柴油機(jī)采用柴油作業(yè)，而汽油機(jī)使用汽油生產(chǎn)熱能。柴油機(jī)在20世紀(jì)便已經(jīng)用于船舶運(yùn)輸中了。因?yàn)樗鼰嵝蕵O高，產(chǎn)生熱量不易損失，且具有較大的單機(jī)功率，所以相較于汽油機(jī)得到更大的發(fā)展空間。隨著技術(shù)的進(jìn)步，通過完善噴油和增壓器，使得柴油機(jī)的應(yīng)用范圍更廣，日漸發(fā)展為主要的船舶動(dòng)力裝置。

相較于上述的四類動(dòng)力裝置類型來說，核動(dòng)力裝置才稱得上是最為環(huán)保的類型了。其采用核反應(yīng)堆釋放強(qiáng)大的能量，經(jīng)過持續(xù)性的冷水冷卻實(shí)現(xiàn)粘附效果，生成蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞作用，推動(dòng)動(dòng)力裝置開展工作。由于時(shí)代的發(fā)展，蒸汽機(jī)只能停留在工業(yè)革命時(shí)代，而汽輪機(jī)雖然功率大，但也不適用于信息化的現(xiàn)實(shí)需求。雖然柴油機(jī)是當(dāng)前最普遍采用的機(jī)型，但是隨著綠色環(huán)保生活的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求越來越高，節(jié)能環(huán)保綠色將是未來提倡的方向，因此核動(dòng)力裝置有望成為船舶行業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿χе?/p>

2 遠(yuǎn)期發(fā)展方向及目標(biāo)

全球氣候呈現(xiàn)趨暖的態(tài)勢(shì)，船舶行業(yè)開始提倡綠色環(huán)保，具備綠色環(huán)保功能的動(dòng)力裝置將成為未來船舶行業(yè)發(fā)展所需的動(dòng)力源。但結(jié)合該行業(yè)的實(shí)際情況來看，柴油機(jī)在以后的半個(gè)多世紀(jì)依然占據(jù)船舶行業(yè)的主要?jiǎng)恿κ袌?chǎng)。

2.1 柴油機(jī)的實(shí)際使用情況分析

由上述分析可知，柴油機(jī)具備熱效能高、功率大的良好動(dòng)力性能，因此在船舶領(lǐng)域得到普遍采用。目前在商船、漁船以及工程船中，大多數(shù)都是選擇的柴油機(jī)作為動(dòng)力支撐。通過調(diào)研統(tǒng)計(jì)，柴油機(jī)占據(jù)了現(xiàn)在艦船主機(jī)市場(chǎng)的九成以上，而且采用柴油機(jī)作為動(dòng)力主機(jī)的船只的總功率在整個(gè)造船功率中也占比很大。為了減少能源浪費(fèi)，噴水法和催化劑法是當(dāng)前比較流行的柴油機(jī)節(jié)能方法，噴水法可以減少生產(chǎn)過程中二分之一的廢氣排放量，而催化劑法能夠消除NOX，從而減少能源浪費(fèi)。

因?yàn)椴裼蜋C(jī)具有重量輕盈、機(jī)動(dòng)性能良好且容易操作的特點(diǎn)，因此在民用船舶中頗受歡迎。通常民用船舶采用低速柴油機(jī)，可以有效改善轉(zhuǎn)速，提升螺旋槳的工作效率，這種機(jī)型也多用在尾機(jī)艙船及載駁船上。技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)了柴油機(jī)性能的日趨健全提升，從而推動(dòng)了柴油機(jī)在船舶動(dòng)力領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和適用范圍的擴(kuò)展。

2.2 環(huán)保是船舶動(dòng)力裝置選擇方向

雖然當(dāng)前柴油機(jī)因其經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)勢(shì)在船舶行業(yè)占據(jù)多數(shù)市場(chǎng)，但是雖然人們?cè)絹碓教岢?jié)能環(huán)保，柴油機(jī)將逐漸被節(jié)能環(huán)保的聯(lián)合動(dòng)力裝置所取代。什么是聯(lián)合動(dòng)力裝置呢？顧名思義，就是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的機(jī)型共同作業(yè)從而制造動(dòng)力能源，推動(dòng)船舶正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通常情況下，選擇可再生能源匹配傳統(tǒng)動(dòng)力裝置的配套方式。以太陽能和燃?xì)廨啓C(jī)的聯(lián)合作業(yè)作為例子進(jìn)行說明，因?yàn)樘柲芫哂锌稍偕奶攸c(diǎn)，因此選擇器作為熱量供應(yīng)來源，同時(shí)結(jié)合燃?xì)廨啓C(jī)制造蒸汽提供動(dòng)力源，二者共同作業(yè)從而推動(dòng)艦船的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在作業(yè)過程中，因?yàn)槭褂玫奶柲芎驼羝际黔h(huán)保可再生資源，符合未來動(dòng)力裝置的發(fā)展趨勢(shì)，因此這種組合模式有望成為未來船舶行業(yè)的一款動(dòng)力裝置的考慮對(duì)象。除了這種聯(lián)動(dòng)模式之外，還有風(fēng)能與燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)動(dòng)、海洋能與燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)動(dòng)等多種聯(lián)動(dòng)模式，這些新興的聯(lián)動(dòng)模式都將成為未來的機(jī)型發(fā)展新方向。

3 結(jié)論

船舶運(yùn)輸業(yè)的日趨發(fā)展和完善，帶動(dòng)了相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。船舶制造業(yè)也隨之獲得了巨大的發(fā)展空間，尤其是動(dòng)力裝置行業(yè)。隨著船舶行業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展壯大，航運(yùn)業(yè)務(wù)量日漸增加，其運(yùn)輸壓力不斷增大，原有的汽油機(jī)、柴油機(jī)以及燃?xì)獾葎?dòng)力裝置所提供的動(dòng)力能源已經(jīng)達(dá)不到現(xiàn)在的運(yùn)輸作業(yè)需求，船舶行業(yè)需要更具高熱能、強(qiáng)大功率的新型能源動(dòng)力裝置來緩解運(yùn)輸壓力。除此之外，國家倡導(dǎo)實(shí)行節(jié)能環(huán)保的舉措，這就要求船舶動(dòng)力裝置不僅具有強(qiáng)大的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，還需要滿足節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向。因此，船舶動(dòng)力裝置制造企業(yè)必須加快研發(fā)設(shè)計(jì)進(jìn)度，開發(fā)出適應(yīng)市場(chǎng)需求的新型產(chǎn)品。國家也需要借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)和政策，通過政策引導(dǎo)的方式，促使相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)開展研發(fā)新型產(chǎn)品，只有這樣，才能推動(dòng)船舶動(dòng)力裝置的更新?lián)Q代，才能減少船舶行業(yè)的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，推動(dòng)船舶行業(yè)朝著高效快捷、綠色環(huán)保的方向迅速發(fā)展。未來隨著技術(shù)的日新月異，更多的新科技如清潔能源動(dòng)力裝置等都有可能用于船舶生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去，促進(jìn)更加高效節(jié)能環(huán)保的新機(jī)型的問世使用，實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

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