船舶动力装置的发展趋势探讨

张永贺

摘  要：现代社会科技的日新月异推动了船舶行业的变革，尤其体现在动力装置配置方面。动力装置是船舶的核心组成部分，其性能的优劣直接影响着船舶的使用寿命以及行业的未来发展方向。因此，为了推动船舶行业的可持续现代化发展，配置多功能的多种类型发动机作为船舶动力装置将成为发展趋势，同时满足降能耗促环保的需求。该文将通过研究当前船舶动力裝置的现实情况，总结剖析，洞悉动力装置以后的发展趋势，为船舶行业发展提供参考和帮助。

关键词：船舶;动力装置;发展趋势

船舶作为承担水上交通运输的重要运输载体，其发展状况直接关乎海运经济的繁荣状况以及国家的军事安全。动力装置是船舶正常运转的动力源泉，在船舶的发展中发挥着关键性的作用。随着技术的进步，动力装置已有最初的蒸汽机发展到目前普遍使用的联合型发动机，其改革趋势朝着节能环保方向发展。虽然现在柴油机依旧是民用船舶领域的主要选择对象，占据了较多的市场份额，然而一旦新型的节能环保装置投入使用，它将逐渐退出历史舞台。尤其是现在全球能源危机日益严重，各国间争夺能源资源，另外能源使用带来的环境污染问题日益加剧，促使人民不得不考虑洁净的环保型能源。

1 动力装置概况

船舶正常运转主要依靠船舶的动力装置完成。因此，我们可以从其发展的过程来清晰了解它未来的发展方向和趋势。

1.1概念介绍

简单来说，动力装置就是用来生产动力能量驱动船舶正常运转的设备，在船舶航行中起着关键性的作用。船舶的行驶以及船员的日常生活工作都依靠动力装置提供能源。从组成结构来看，动力装置主要包括主动力装置、辅助动力装置，辅机和其设备三大部分构成。

作为提供动力来源的核心部件，主动力装置主要负责制造动力实现船舶航行。通过启动该装置的主机，同时搭配螺旋桨共同作业，从而实现船体的整体动作。与主动力装置匹配的辅机设备主要用于辅助提供动力，主要包括锚机、甲板等机械部件，但是随着技术的进步，船舶性能日趋完善化，辅机设备随之也会做相应的配置安排。但对于各种船舶系统，如管路系统、排水系统等等，却是必不可少的组成部分。以下文章将主要侧重于研究主动力装置。

1.2类型划分

动力装置多数是由主机类型进行命名的，而主机类型则主要是通过主机性能进行划分。由于目前主机动力源主要有蒸汽、汽油、柴油、燃气以及核动力，所以按照动力源不同，将主机划分为蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机以及核动力装置几种类型。

蒸汽机主要依靠蒸汽供应动力，之前一直用于火车上，直到1807年才首次在船舶上使用，“克莱蒙号”轮船是第一艘使用蒸汽机的船舶。蒸汽机具有构造简单、制作费用少的优势，但同时也存在诸多缺陷，如造型笨重，体积大等。随着时代发展，其主要构成部分锅炉则是历经了多次变革，有原始的水管锅炉改为烟管锅炉，直到现代使用的铝钢复合型锅炉。另一与之相似的主机型是燃气轮机，也是使用气体实现动力供应。该机型多配置在单机功率大的军用舰艇上。由于其作业环境为高温高压状态，热效率低，故此没有获得较好的推行。

柴油机和汽油机采用的是气缸燃油制造能量。二者的区别在于使用的燃油不同，柴油机采用柴油作业，而汽油机使用汽油生产热能。柴油机在20世纪便已经用于船舶运输中了。因为它热效率极高，产生热量不易损失，且具有较大的单机功率，所以相较于汽油机得到更大的发展空间。随着技术的进步，通过完善喷油和增压器，使得柴油机的应用范围更广，日渐发展为主要的船舶动力装置。

相较于上述的四类动力装置类型来说，核动力装置才称得上是最为环保的类型了。其采用核反应堆释放强大的能量，经过持续性的冷水冷却实现粘附效果，生成蒸汽，从而实现热量的传递作用，推动动力装置开展工作。由于时代的发展，蒸汽机只能停留在工业革命时代，而汽轮机虽然功率大，但也不适用于信息化的现实需求。虽然柴油机是当前最普遍采用的机型，但是随着绿色环保生活的发展，人们对环境的要求越来越高，节能环保绿色将是未来提倡的方向，因此核动力装置有望成为船舶行业发展的重要动力支柱。

2 远期发展方向及目标

全球气候呈现趋暖的态势，船舶行业开始提倡绿色环保，具备绿色环保功能的动力装置将成为未来船舶行业发展所需的动力源。但结合该行业的实际情况来看，柴油机在以后的半个多世纪依然占据船舶行业的主要动力市场。

2.1 柴油机的实际使用情况分析

由上述分析可知，柴油机具备热效能高、功率大的良好动力性能，因此在船舶领域得到普遍采用。目前在商船、渔船以及工程船中，大多数都是选择的柴油机作为动力支撑。通过调研统计，柴油机占据了现在舰船主机市场的九成以上，而且采用柴油机作为动力主机的船只的总功率在整个造船功率中也占比很大。为了减少能源浪费，喷水法和催化剂法是当前比较流行的柴油机节能方法，喷水法可以减少生产过程中二分之一的废气排放量，而催化剂法能够消除NOX，从而减少能源浪费。

因为柴油机具有重量轻盈、机动性能良好且容易操作的特点，因此在民用船舶中颇受欢迎。通常民用船舶采用低速柴油机，可以有效改善转速，提升螺旋桨的工作效率，这种机型也多用在尾机舱船及载驳船上。技术的进步带动了柴油机性能的日趋健全提升，从而推动了柴油机在船舶动力领域的持续发展和适用范围的扩展。

2.2 环保是船舶动力装置选择方向

虽然当前柴油机因其经济实惠的优势在船舶行业占据多数市场，但是虽然人们越来越提倡节能环保，柴油机将逐渐被节能环保的联合动力装置所取代。什么是联合动力装置呢？顾名思义，就是使用两个或者两个以上的机型共同作业从而制造动力能源，推动船舶正常运转。通常情况下，选择可再生能源匹配传统动力装置的配套方式。以太阳能和燃气轮机的联合作业作为例子进行说明，因为太阳能具有可再生的特点，因此选择器作为热量供应来源，同时结合燃气轮机制造蒸汽提供动力源，二者共同作业从而推动舰船的正常运转。在作业过程中，因为使用的太阳能和蒸汽都是环保可再生资源，符合未来动力装置的发展趋势，因此这种组合模式有望成为未来船舶行业的一款动力装置的考虑对象。除了这种联动模式之外，还有风能与燃气轮机联动、海洋能与燃气轮机联动等多种联动模式，这些新兴的联动模式都将成为未来的机型发展新方向。

3 结论

船舶运输业的日趋发展和完善，带动了相关上下游产业链的发展。船舶制造业也随之获得了巨大的发展空间，尤其是动力装置行业。随着船舶行业业务的发展壮大，航运业务量日渐增加，其运输压力不断增大，原有的汽油机、柴油机以及燃气等动力装置所提供的动力能源已经达不到现在的运输作业需求，船舶行业需要更具高热能、强大功率的新型能源动力装置来缓解运输压力。除此之外，国家倡导实行节能环保的举措，这就要求船舶动力装置不仅具有强大的动力驱动，还需要满足节能环保的发展方向。因此，船舶动力装置制造企业必须加快研发设计进度，开发出适应市场需求的新型产品。国家也需要借鉴国外的先进技术和政策，通过政策引导的方式，促使相关生产企业开展研发新型产品，只有这样，才能推动船舶动力装置的更新换代，才能减少船舶行业的能源浪费现象，推动船舶行业朝着高效快捷、绿色环保的方向迅速发展。未来随着技术的日新月异，更多的新科技如清洁能源动力装置等都有可能用于船舶生产环节中去，促进更加高效节能环保的新机型的问世使用，实现整个行业的可持续健康发展。

参考文献

[1] 陈重万.船舶动力装置发展的新趋势[J].电子世界，2013（18）：228.

[2] 徐汇涛.船舶动力装置发展研究[J].机电技术，2015（2）：75.