液化天然氣船舶低速雙燃料發(fā)動機推進系統(tǒng)設(shè)計方法研究

【摘要】：對液化天然氣不斷增加的需求和越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),使得對LNG運輸船的推進系統(tǒng)的選型設(shè)計由常規(guī)的雙燃料蒸汽渦輪轉(zhuǎn)變到如今的二沖程雙燃料機。論文的目的是為一艘147210立方米,簡稱LNG的船舶設(shè)計和選擇合適的二沖程雙燃料推進系統(tǒng),用于替換最初的蒸汽渦輪推進系統(tǒng)。本文研究了影響液化天然氣運輸船推進系統(tǒng)設(shè)計和選擇的各種因素,對比了典型的單一燃料柴油機和傳統(tǒng)的蒸汽渦輪推進系統(tǒng),進一步對二沖程低速推進系統(tǒng)的設(shè)計和選擇進行了研究。首先介紹了推進系統(tǒng)設(shè)計的理念,并將閃蒸汽(BOG)處理作為選擇液化天然氣運輸船推進系統(tǒng)的主要標(biāo)準(zhǔn)。然后分析了現(xiàn)有LNG船推進系統(tǒng)的利弊,闡述了整個推進系統(tǒng)的設(shè)計過程,同時也指出了LNG船推進和推進系統(tǒng)評價參數(shù)的具體差異。再次給出了設(shè)計和選擇該船舶推進系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)方法。為了快速有效地計算船舶阻力,運用了分析和估算的方法,類比Holtrop和Mennen方法運用簡單if循環(huán)在Excel電子表格中進行編程從而得出結(jié)果,并與瓦赫寧根B系列圖表中的螺旋槳敞水特性曲線的結(jié)果進行對比,用簡單if循環(huán)編程在Excel上繪出了特性曲線。通過比較后發(fā)現(xiàn),相比單一燃料柴油機和傳統(tǒng)的蒸汽渦輪推進裝置,所選的二沖程低速推進系統(tǒng)的生命周期成本(LCC)具有明顯的優(yōu)勢。最后介紹了相應(yīng)軸系的設(shè)計,采用了高強度、高耐蝕材料(Aqualoy22),符合ABYC標(biāo)準(zhǔn)和勞氏船級社運輸規(guī)則,從第一原則對軸系進行了綜合扭矩實驗和應(yīng)力分析,簡要說明了二沖程推進系統(tǒng)相關(guān)的振動問題。由于液化天然氣的全球需求猛增導(dǎo)致LNG運輸船越來越大,該研究揭示了在此趨勢下采用二沖程雙燃料推進系統(tǒng)作為LNG運輸船最合適的推進系統(tǒng)的優(yōu)勢。在可預(yù)見的未來,無論在航運還是在整個運輸行業(yè)領(lǐng)域,作為氣體燃料的液化天然氣將成為傳統(tǒng)液體燃料的替代品從而扮演重要的角色。 【關(guān)鍵詞】：液化天然氣 閃蒸汽 二沖程雙燃料機 低生命周期成本 Holtrop and Mennen方法 ABYC指南
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• ABBREVIATIONS10-11
• NOTATIONS11-12
• Chapter 1 INTRODUCTION12-17
• 1.1 Background12-14
• 1.2 Theoretical significance14-15
• 1.3 Research Objectives15-17
• Chapter 2 REVIEW OF LNG CARRIER PROPULSION SYSTEM17-27
• 2.1 Overview17
• 2.2 Development of LNG carriers17-18
• 2.3 Trends in LNG carrier propulsion systems18
• 2.4 Propulsion selection considerations18-21
• 2.4.1 Operating efficiency19
• 2.4.2 Environmental Concern19
• 2.4.3 Safety19
• 2.4.4 Reliability and redundancy19-20
• 2.4.5 Maintainability20
• 2.4.6 Flexibility20
• 2.4.7 Crewability20
• 2.4.8 Reduced Engine room dimensions20-21
• 2.5 Propulsion alternatives21-24
• 2.5.1 Dual Fuel Medium Speed(4-stroke)Diesel Engine(DFDE)21
• 2.5.2 Slow Speed(2-stroke) Diesel Engines21-22
• 2.5.3 Gas turbines in combined cycle22-24
• 2.6 Engine matching and selection24-27
• 2.6.1 Margins24-25
• 2.6.2 Engine Selection process25-27
• Chapter 3 LNG PROPULSION PLANT DESIGN AND SELECTION27-77
• 3.1 Introduction27-28
• 3.2 Estimation of ship Particulars28-34
• 3.2.1 Average Ship Particulars as a Function of Ship Size29-30
• 3.2.2 Average hull design factor,F_(des)30-31
• 3.2.3 Average design ship speed31-33
• 3.2.4 The 147,210 m~3 LNG carrier33-34
• 3.3 Propeller Design34-63
• 3.3.1 Estimation of Total Resistance34-40
• 3.3.2 Hull form coefficients40-42
• 3.3.3 Bulb Parameters42-48
• 3.3.4 Preliminary Design Stage48-59
• 3.3.5 Final Design stage59-63
• 3.4 Main Engine Matching and selection63-66
• 3.4.1 Margins63-66
• 3.5 Economic and Qualitative evaluation66-77
• 3.5.1 Comparative LCC66-67
• 3.5.2 Analysis procedure67
• 3.5.3 Components of annual operating cost,OPEX~P67-77
• Chapter 4 SHAFTING DESIGN AND VIBRATION ANALYSIS77-92
• 4.1 Introduction77
• 4.2 Design of the Propeller shafting system77-87
• 4.2.1 Shaft Materials78-79
• 4.2.2 Propeller and intermediate shaft design79-81
• 4.2.3 Bending Moments calculation81-85
• 4.2.4 Induced Stress calculation85-87
• 4.3 Vibration Analysis87-92
• 4.3.1 2-Stroke engine vibration features and remedies87-88
• 4.3.2 External unbalanced moments88-90
• 4.3.3 Guide force moments90
• 4.3.4 Axial vibrations90
• 4.3.5 Torsional vibrations90-92
• Chapter 5 ConCLUSION AND FUTURE WORK92-95
• 5.1 LNG carrier propulsion Design92-93
• 5.2 Features of the propulsion systems for LNG carriers93-94
• 5.3 Dual Fuel Engines94-95
• REFERENCES95-97
• APPENDICES97-100
• ACKNOWLEDGEMENTS100

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

一種能降低航天成本的新型推進系統(tǒng)    

衛(wèi)星推進 步步攀登——記航天五○二所衛(wèi)星推進系統(tǒng)    李華

日刊評第十七屆國際推進系統(tǒng)會議    阮暉;

同步衛(wèi)星推進系統(tǒng)方案的綜合分析    潘科貴;曹錫生;

美海軍試驗綜合電動推進系統(tǒng)    

試驗中的反物質(zhì)推進系統(tǒng)    陳壯叔

鋁水推進系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景    鄭邯勇

創(chuàng)新的推進系統(tǒng)    吉桂明;

空間軌道轉(zhuǎn)移飛行器推進系統(tǒng)靜態(tài)仿真分析    陳朝;黃敏超;

空間推進系統(tǒng)工作過程故障仿真    樊忠澤;黃敏超;

電動飛機技術(shù)進展    趙長輝;陳立瑋;

直線泵噴推進系統(tǒng)的性能分析和初步試驗研究    趙凌志;彭燕;沙次文;李然;宋述軍;許玉玉;

一氧化二氮單組元微推進系統(tǒng)的初步研究    方杰;田輝;孫威;蔡國飆;

先闖關(guān)后“補票” 漢力士沖刺IPO心切    記者 朱方舟

看好船舶市場ABB推進系統(tǒng)落戶上海    本報記者 徐向陽

羅·羅連獲軍船推進系統(tǒng)訂單    柳鶯

采埃孚進軍吊艙推進系統(tǒng)市場    柳鶯

杭齒拿下高端可調(diào)槳成套系統(tǒng)核心技術(shù)    金小萍 周升友

大連海大訂購MAN B&W推進系統(tǒng)    柳鶯

中高重工獲海監(jiān)船主推進系統(tǒng)改造集成打包訂單    記者 周升友

緊湊型吊艙式推進系統(tǒng)及其實船應(yīng)用    

船舶智能推進系統(tǒng)研究項目通過鑒定    記者 陳耀群

ZF擴大在華推進系統(tǒng)產(chǎn)能    柳鶯

長大坡度隧道掘進機電液推進系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    國凱

大型船舶推進系統(tǒng)的動力學(xué)建模與狀態(tài)監(jiān)測方法研究    李志雄

仿魚類擺動尾鰭推進系統(tǒng)的水動力研究    張曦

液化天然氣船舶低速雙燃料發(fā)動機推進系統(tǒng)設(shè)計方法研究    阿丹姆

微小超高壓冷氣推進系統(tǒng)及其組件工作性能仿真研究    王璐

船舶吊艙式液壓推進系統(tǒng)的設(shè)計研究    李紅波

船舶調(diào)距槳推進系統(tǒng)的建模仿真及選型設(shè)計    周炳俊

LNG船推進系統(tǒng)的研究與展望    朱哲仁

相變增壓推進系統(tǒng)虛擬樣機研究    劉茹

艦船雙槳雙舵推進系統(tǒng)的水動力研究    王詩洋

雙護盾掘進機液壓推進系統(tǒng)的研究    張成

航空推進系統(tǒng)非線性性能尋優(yōu)控制研究    吳丹

DP推進系統(tǒng)水動力干擾及最優(yōu)推力分配算法研究    楊世知