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摘要：随着船舶工业的发展，现代化船舶正呈现出快速化、大型化、以及自动化发展趋势，动力系统如何提升其可靠性以及经济性，已受到业内人士的高度关注。船舶动力系统作为整船的核心部位，其运行质量不仅关系着船舶航行的动力性，同时还与航行的稳定性、可靠性、经济性水平存在密切的关联。因此，对船舶动力系统研究现状以及发展趋势进行深入分析，有着非常积极的现实意义与价值。
关键词：船舶动力系统；现状；发展趋势
1导言
船舶动力装置是为保证船舶正常营运与航行而设置的动力设备，为船舶提供各种能量并使用这些能量来保证船舶正常航行、人员正常生活、以及完成各种作业。船舶动力装置是各种能量的产生、传递、消耗的全部机械、设备，是船舶的重要组成部分。船舶动力系统由发动机、传动系统和推进系统3个部分组成，传统的船舶动力系统有蒸汽轮机、燃汽轮机、柴油发动机、螺旋桨推进系统等。船舶动力系统关乎船舶的航行速度与平稳性，在科技进步的背景下其重要性日益凸显，其购买成本与维护保养成本也在船舶总成本中占很大一部分，所以做好船舶动力系统是未来行业发展的一大趋势。
2船舶动力系统现状
2.1传统柴油动力系统
在船舶动力系统中，柴油机动力系统具有非常突出的应用优势，包括功率水平高、安全系数高等，基于这些优势，船舶动力系统以柴油机动力系统为首选方案，一般情况下，可以根据柴油机装置的驱动形式对其进行分类，包括二冲程柴油机动力系统以及四冲程柴油机动力系统这两类。上述两类柴油机动力系统的最显著区别体现在转速上。前者转速偏低，在将其应用于船舶动力系统的过程中，多经直接驱动螺旋桨的方式为船舶前进提供动力支持，同时，受转速偏低这一特性的影响，使其在大规模传播以及需远洋船舶中也有着极为突出的应用价值。而与之对比，四冲程柴油机动力系统转速偏高，主要原因是其经过了齿轮箱的降速处理再应用于螺旋桨驱动过程当中，因此对于小规模船舶工程动力驱动系统而言有良好的适应性。当前技术条件支持下，柴油动力系统在我国船舶动力系统研究领域中有着极为广泛的应用价值，柴油机动力系统研发、操作人员技术要求高，进一步凸显了该系统的核心应用价值。
2.2燃气轮机
船舶动力系统中的燃气轮机系统相比于传统柴油机船舶动力系统在传动质量、效率与尺寸上拥有不小的优越性。而且燃气轮机通过压缩空气进入燃烧室与燃料一起燃烧进行膨胀做功，拥有不错的传动效率与加速起速性能，能直接输出旋转运动，适用于喷射机或是船舶动力系统。燃气轮机相对于传统柴油发动机轻盈了很多，但功率却高出不少，使用柴油装置进行高压气体燃烧可以提升整体船舶动力系统的燃油经济性，减少废气、废料排放污染，对船舶主要行驶的湖泊、河海环境有极大的帮助。但是燃气轮机并不像柴油发动机可以在做功时进行燃料的充分燃烧，发动机缸体所需温度、耐久性以及刚性的要求更大，致使安装与后期维修保养成本升高，制约了燃气轮机在船舶动力系统上的使用。
3船舶动力系统的未来发展趋势
3.1燃料电池动力系统
燃料电池动力系统应用于船舶动力系统中的核心是指基于燃料电池装置为船舶推进提供主动力或辅助动力支持。期间所涉及到的燃料电池装置是指基于电化学反应实现化学物质自电能转换的装置。燃料电池装置的能量转换率水平高，供电保证持续性，因此体现出了良好的节能环保特点，在船舶航运系统乃至船舶动力系统模块中应用相当广泛。当前技术条件支持下，船舶动力系统中对燃料电池装置技术的应用已经进入实践化阶段，凭借其高能效、无污染以及低噪音等一系列特点与优势被广泛应用于中小规模游览船舶、军事传播、LNG船舶、以及科学考察船舶动力系统中。但随着应用经验的不断累积，燃料电池成本偏高、燃料供应难度较大、技术成熟度不足等问题开始凸现出来，在一定程度上限制了燃料电池动力系统的进一步推广。
3.2电力船舶动力系统
船舶电力推进系统一般与柴油发电机、变频器、变压器等电气设备进行组合使用，以传统的驱动螺旋桨的方式进行推进，也有对应更高海上操作性能与精确性的全回转推进器。电力作为清洁能源，相对于传统柴油发动机推进系统来说，不仅拥有更高的经济效益与环保能力，还更易于动力操纵、细节微调，运转噪音更低。在一些特殊工种船舶、需要动力微调、低航速、控制平稳性的船舶如海洋科考船、海上钻井船来说，柴油发电机与电力推进系统的合理配置完全可以胜任这些任务，拥有更高的燃油经济性，相同的传动功率换算下电力推进系统至少比柴油机推进系统节约20%。
电动机交流变频调速技术的突破，使得船舶电力推进系统进一步得到发展，实现降低运行噪音、节能减排、易于操控等优势，更广泛地运用于船舶动力系统中。船舶的电力推进系统还能促进船舶电气设备以及电气一体化的发展，组合配置成船舶综合电力系统，科学有效地将机械能转化为电能，随后输出供电力系统和电力推进系统使用，最大限度地节约能源并实现电能的综合集成管理。
3.3废气处理系统
随着人类对环保的不断重视，对船舶废气排放的要求也不断提高。自2005年5月以来，MARPOL公约对船舶主机辅机的排放做出了严格地限量规定。公约要求减少例如二氧化碳、硫化物、氮化物的排放量。在MPEC第58次会议上，废气处理系统（脱硫设备等）被允许用来减少船上的硫化物排放。由于柴油机建造及燃油冶炼等原因目前正在正在建造或者服役船舶动力系统当中多数需要配套或者新增脱硫塔。按脱硫剂种类划分，可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO（氧化镁）为基础的镁法，以NaSO3（亚硫酸钠）为基础的钠法，以NH3（氨气）为基础的氨法，以有机碱为基础的碱法。脱硫塔使用封闭的循环清洁水。这些水将会用一些碱性物质的水进行处理，例如烧碱中和剂。清洗水将会被重新循环利用，损失的部分用回添加新的淡水。少量的清洗水将会被送到污水处理厂处理后再被排放到大海中之前。这个系统也可以设计出一个储存柜来实现真正的零排放。
3.4混合动力船舶动力系统
混合动力就是2种动力系统相互之间的有机结合，比较常见的有柴电动力混合、柴油机燃气轮机混合等推进动力系统，大多用于军工船舶以及大型远洋船舶。目前使用最普遍的则是带有PTH功能的柴电混合动力推进系统，此推进系统可以在柴油发动机运转的同时，进行轴带发电机与桨叶的配置。在柴油发动机主推进系统出现故障停机的紧急情况下，轴带发电机可以充当电动机驱动螺旋桨保持运转，低速巡航，有效提升了船舶远洋航行推进系统的稳定性。许多先进的船用混合动力系统，研发初期都是为了节省能源消耗的同时提升船舶行驶推进系统的稳定性，譬如混合动力远洋工程船，既可使用柴油发动机进行推动，也可以使用柴电动力系统实现推进。
4结束语
总之，随着船舶工业的发展，现代化船舶正呈现出快速化、大型化、以及自动化发展趋势，动力系统如何提升其可靠性以及经济性，已受到业内人士的高度关注。船舶动力系统作为整船的核心部位，其运行质量不仅关系着船舶航行的动力性，同时还与航行的稳定性、可靠性、经济性水平存在密切的关联。因此，对船舶动力系统研究现状以及发展趋势进行深入分析，有着非常积极的现实意义与价值。
参考文献：
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