| 单词 | 动力装置运行工况优化节能与提高经济性的研究 |
| 释义 | 【动力装置运行工况优化节能与提高经济性的研究】 拼译：oplimization of energy saving of power factory voyage and research on economical improvement 动力装置，通常指船舶、汽车、火车、起重运输机械、工程机械等，以热力供能为主的运输工作机械设备。在轮机工程中是指保证船舶正常航行、各种作业以及船员、旅客正常工作和生活所必须的供能机械、设备和系统的综合体。 动力装置在工作中，产生单位功所消耗能量的多少，或称为它对能源利用率的多少将决定其经济性，经济性决定各种动力装置的存在与发展。优化节能，涉及到最优化的概念。求最大最小的问题提出于17世纪，但没有系统理论作指导，直至微积分和有关数学理论的建立，才为最优化提供了理论基础。动力装置随着生产的发展，内容愈来愈丰富，工作状态也越复杂，因此早期的节能工作，都是侧重在某一个设备或某一局部。实际上，动力装置系统在运行中都存在着最节能的工况，由于影响这一工况的因素较多，计算比较复杂，因而难于确定。随着计算机技术的发展，寻求最优工况的条件日趋成熟，动力装置实现综合最佳节能工况便成为研究的热门课题。动力装置运行工况优化节能是指目前条件下，动力装置获得最高效率或取得最大节能效果。它将能耗降到最低从而获得经济性，但实际生产是否能获得最大经济效益，还要看整个收支情况。所以最节能工况不一定能获得最大经济效益，最大经济效益时工况不一定是最节能的。要使两者科学地结合起来，必须在开展优化节能的同时，进行提高经济性的研究。热能动力装置的产生与发展的核心问题决定于热效率的高低。1848年在费城的展览会上陈列的煤气机热效率很低，只是内燃机的雏形。到1860年，煤气机的功率发展为2～4kW，热效率提高到4%～5%，在工业中开始被采用。1877年德国奥托制成的四冲程煤气机，热效率达10%～12%。1898年德国鲁道夫·狄塞尔提出了压燃或内燃机的工作原理，并研制出一台煤油机，热效率可高达24%。航舶动力装置，自1807年由英国罗伯特·富尔登(Robert Fulton)在美国建造以蒸汽机为动力的机帆船“克莱蒙特”(Clermont)号在赫德逊河试航以来，已有186年的历史。从1975～1982年世界建造2000载重吨以上的航舶看，各类航舶动力装置围绕能耗高低产生的竞争十分激烈。例如1975年，由于柴油机动力装置热效率高，人们淘汰了多年使用的蒸汽机，将柴油机动力装置船的建造数提高到总建造数的86．9%，而蒸汽动力装置下降到12．9%，燃气轮机动力装置占0．2%。近期船用柴油机发展为低速、长冲程、增压中冷发动机，使内燃机的热效率超过50%，因此到1982年，世界建造柴油机动力装置船的数目上升到99．8%。船舶动力装置节能从某一局部发展到现代系统地优化节能，使节能工作进入一个新的阶段。这势必将计算机技术广泛用于动力装置的优化管理和优化控制。美国1980年生产的新汽车中有50%使用了微处理机，如用于燃油喷射、点火时刻的最佳控制，水温或其它装置的优化调节等。在此期间国内外发表了大量文章探讨各种动力装置的最节能工况、优化节能的各微机控制方案和实施效果。如将微处理机用于风帆与动力装置的优化节能控制、可调螺距螺旋桨与主机的优化控制等。丹麦在一艘载重60kt的标准货船上采用船舶、主机和螺旋桨的优化调整，可节省燃料30%。日本1982年建造的Shinho Marn号200kt矿物散装船，采用动力装置工况优化节能措施，比以往相等载量、航速的船舶节省燃料40%以上，号称世界第一节能船。这说明动力装置优化节能的潜力十分可观。中国的船舶动力装置优化节能也发展迅速，例如1984年提出的“船舶运行工况优化节能”方案经研究和实施，于1992年通过交通部技术鉴定。全国各地优化节能措施相继出现，1991年提出船舶运行工况优化节与显示装置；1992年提出船舶拖力与航行最佳拖带效益等工况优化节能原理与方案。船舶运行工况优化节能理论的建立与发展，严格受工况优化监测仪表和设备的生产与发展制约。以往的监测设备仅能测取动力装置的一项或几项参数，综合优化节能参数难以测定，若以积叠的数值来检验，因影响因素太多，很难准确。所以研究工况优化节能的综合检测装置十分必要，例如瑞典、原西德、日本、美国、丹麦、挪威等国都非常重视采用船舶最佳纵倾航行以获得动力装置节能。瑞典ASEA公司，原西德SCHIFFKO公司已研制出了船舶最佳纵倾配载仪。它使用方便、直观，已在船上使用并获得显著的节能效果，为推广最佳纵倾航行节能技术提供了有利条件。交通部上海船舶运输科学研究所也于1988年研制出中国第一台最佳纵倾配载仪，首先用于上海远洋公司的“风燕”轮上，已取得可喜的节能效果。Shell Seatex公司配合船舶动力装置优化节能，发展的船舶性能监测仪(Ship Performance Monitor)能在仪器屏幕上直接显示主机每千瓦小时轴功率油耗、每千瓦小时轴功率船舶行驶的距离和每吨燃料船舶航行海里数3项指标，以综合检测节能效果。中国1992年由交通部主持鉴定的“船舶运行工况优化节能与显示装置”科研项目中，其中显示装置可显示船舶航行阻力、船舶航行1km的燃料消耗、螺旋桨的效率、主机的热效率、功率、负荷率和每小时的油耗等，对推广、检验船舶动力装置优化节能具有重要意义。它先后测试了自航工况的各项能耗和牵引运输性能，系泊试验、主机各气缸工作均匀性试验中轴的传动效率，船舶压舵、浅水效应下航行阻力与能耗的变化，燃油系统故障发生时的能耗变化等，为船舶动力装置工况优化节能的推广应用提供了有利条件。动力装置必须消耗能源，它的核心问题是提高动力装置的热效率。当然这并不排除还要研究解决实际生产中的许多特殊问题。从世界探明石油储量中推算，石油30多年后将采完，因此在世界范围内必须进行优化节能。20世纪60年代初电子计算机的引入使动力装置优化节能技术得到蓬勃发展。随着现代各种先进的微型机和系统优化控制装置的发展，动力装置优化节能技术将在世界各国普遍应用。本课题今后的发展方向是：(1)由目前动力装置局部的优化节能控制(如发动机点火时刻、空燃比的最佳节能控制等)发展到整体装置的优化节能控制。(2)将动力装置优化节能与环境保护、工作条件改善密切结合起来。(3)深入发展优化节能的控制理论，普遍发展和应用各种动力装置优化节能的监视和检测仪表及装置，以促进优化节能理论的发展使之取得显著节能效果。【参考文献】：1 胡明勷，郭子成．武汉造船．1985，43(5)∶3～382 汪贤忠，魏成英．湖北汽车．1988，(1)∶60～653 周永瑞．船舶节能，1990，(2)43～464 胡仲根，李兴昌．船舶节能．1990(4)，23～3025 胡明勷．武汉水运工程学院学报，1991，15(3)∶297～3026 胡明勷，郭子成，顾宣炎．武汉造船．1992，81∶38～44(武汉水运工程学院胡明勷、郭子成副教授撰；唐育民审) |
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