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PROMAS推进系统优化推进效率
时间:2012-04-28 10:58 来源:网络 点击:

                               
    通过改善舵桨与螺旋桨及其相互配合可以优化推进器的效率,从而也就降低了燃料损耗以及二氧化碳的排放量。
    罗尔斯·罗伊斯公司在研发PROMAS系统(Propulsion Manoeuvring System)时正是为了这一目标,并在2007年以投放市场。自此,不仅新造船舶同时也各种改建船舶订购该系统。

系统介绍
    该PROMAS推进系统由一个悬挂吊舱、一个整合在舵叶中并延伸至导流罩的带舵叶的导流管、桨毂以及液压控制的变距桨叶。以上组件共同组成了一个动力推进系统。该推进系统与传统的螺旋桨与舵机系统在整体效率明显高出一筹。
    这一效率的提升源于各个部件的性能改善。针对螺旋桨涡流对舵叶进行了优化,从而最大程度上降低了推进装置阻力,并且能够回收大部分由螺旋桨涡流旋转产生的能量。另外,也扩大了运转速度较小时无空泡角范围。曲面降低了毂涡的损耗,并且对导流区有好的作用。同时,采用液压控制的导管桨也有利于装置产生的效率。PROMAS的桨叶设计使得负荷能够达到径向分散。这就改善了螺旋桨的运行效率,并能够节省燃料,同时做到不增加螺旋桨产生的振动与噪声。作为可选方案,PROMAS还能降低螺旋桨的振动与噪声,而且不会同时降低螺旋桨原效率。

可以实现的燃料节省
    方形系数大于0.8、速度范围在14至18节的单螺旋桨船能够取得最好的效果。与传统动力方案相比,PROMAS能够使效率增加6至9个百分点。对于速度相对较快、船型较窄的船舶,如渡船,效率也能增加2至5个百分点。而设计良好的双螺旋桨船能获得1%至3%的效率提高,虽然这一数值相对较低,但考虑到目前的燃料价格及其未来的增长势头,该效率提高的幅度仍不可小觑。由于与标准螺旋桨舵机系统相比,PROMAS的额外费用并不是很高,因此如货轮、化学品运输船等大型新造货船一年后就能收回投资,旧船改建也能在两年内收回投资。除此之外,燃料消耗的降低也大大降低了二氧化碳的排放,同时也减少了燃烧排气中有害气体的含量(例如,SOx与NOx)。

项目选介
    PROMAS的第一笔订单来自于为Kristian Jebsen公司在中国制造的两艘散装货轮,其吨位可达33500dwt。这两艘货轮的螺旋桨直径为5.2m。
    自此,PROMAS的应用领域不断扩大,包括目前在建的几艘滚装客货轮与滚装船,其中一艘渡轮采用罗尔斯·罗伊斯创新的推进方案——即由PROMAS与吊舱装置的组合动力推进方案,同时还有一艘正在改进的渡轮和多艘巡游客轮也采用了PROMAS推进系统。
    挪威Fjord Line订购的两艘RoPax渡轮将采用罗尔斯·罗伊斯推进系统、减摇装置以及甲板机械。订单的执行由挪威Bergen集团的Fosen造船厂完成,除了这两艘渡轮外也不排除为第三艘也装备该系统。这两艘巡航渡轮将于2012年完成,并有Fjord Line在丹麦与挪威之间的两条航线上运营。
    罗尔斯·罗伊斯 为这两艘渡轮提供的可调螺距螺旋桨长4.7m,单驱动轴功率约为10000KW,其中包括附属的轴承、800KW的主轴驱动发电机及控制系统。该PROMAS系统的舵机、桨舵与螺旋桨相匹配,提高了船舶的流体动力效率。这两艘Fjord Line最新的渡轮长170m,其1350长的装载空间中可最多容纳1500位乘客与600辆汽车,运行速度可达20节。
    Wilhelmsen Lines公司在韩国现代重工(HHI)订购的两艘7900单位的PCTC(汽车/卡车专用运输船)采用PROMAS单螺旋桨推进器以及一个7.2m的定距桨。由于之前在这种运行速度达20.3节的船型上从未使用过该推进系统组合,因此在现代重工的港口船坞对其进行了大规模的测试,主要是PROMAS推进器与可代替的襟翼舵推进器的性能比较。结果显示,PROMAS的推进效率高出2.2至3个百分点,同时操作性能也更加出色。
    2012年将有两艘新的169米长的渡船取代德国罗斯托克与丹麦盖瑟之间航线上原来的渡船投入运营。这两艘渡轮由P+S造船公司在德国施特拉尔松制造,渡船装载量可达460辆乘用车或者90辆商用车以及1500名乘客,速度为20.5节。这两艘新造渡轮将大大提高哥本哈-柏林之间乘运与货运容量,同时提高了该航线的环境友好性。罗尔斯·罗伊斯的创新推进方案将满足速度、操作性、经济性以及低排放等一系列的高要求。
    推进系统设计为三螺旋桨推进。其中较为特别的是在中间的推进器上安装PROMAS可调螺距螺旋桨。其他两个外挂推进器则采用流线型外形的吊舱推进系统。

旧船改造
    PROMAS-Lite是PROMAS系统在旧船翻新时可采用的型号。它可以改善已经投入运营的船舶的推进效率,同时最大程度降低振动与噪声。 PROMAS-Lite可以在有计划的干坞维护期间安装,装配包括在现有桨舵上安装一个桨毂盖,在现有螺旋桨桨毂上安装一个导流罩,并安装相应的桨叶。如果是定距桨,可以采用效率更高的整体式螺旋桨或者罗尔斯·罗伊斯螺栓固定式螺旋桨替换原来的螺旋桨。后者是将每片桨叶分别用螺栓固定在桨毂上。该推进系统既可以用于单螺旋桨船也可以在双螺旋桨船上使用。但是推进效率的提高取决于原来的舵机性能与其它因素,因此每艘船都必须经过单独的性能测试。推进效率一般能够改善5%至10%。如果原螺旋桨以及旧损耗严重,或者船舶将用于其它用途,那么为原有桨毂设计新的桨叶或完全采用新的螺旋桨系统通常能够大幅度提高推进效率。罗尔斯·罗伊斯集团在推进器领域从事了多年的研发,其位于瑞典的克里斯蒂娜港的研究中心在该领域取得了很大成果。
    在接下去的几个月中将有好几艘巡航班轮装备上PROMASLite,其中包括装配定距桨“海洋梦幻号(Vision of the Seas)”与“海洋荣光号(Splendour of the Seas)”以及装配调距桨的“挪威太阳号(Norwegian Sun)”。滚装客货轮同样可以在改建中采用PROMASLite推进系统。在挪威奥斯陆与丹麦哥本哈根航线上运营的两艘DFDS公司的渡轮的其中之一----- “斯堪的纳维亚明珠号(Pearl of Scandiavia)”-----在这里作为实例同样值得一提。该轮渡与2011年1月在计划性的干坞维护时装配了PROMAS-Lite推进系统。罗尔斯·罗伊斯为其提供了两个桨毂盖,并焊接到其原有桨舵上。另外一艘则将在原有Kamewa 157 XF5/4上装配上两个导流罩,每个桨毂将装上四个PROMAS系统而优化的桨叶。预计将节省至少10%的燃料。

来源:网络

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