新型船用发动机绿色智造我国节能环保型船用发动机发展战略的思考- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

我国节能环保型 船用发动机 发展战略的思考 中国内燃机工业协会常务副理事长兼秘书长 邢 敏 ， 内燃机广泛 用作汽车摩托车 、工程 建筑机械、 农业机械 、船舶、铁道内燃机车、内燃发电设备 、 军用装备 、地质和石油钻机 ，以及旅游运动器械、 园林机械和各种通用机械的主导 配套动力 ；内燃机 是我国城市和乡镇 、公路和铁道、工地和农田、矿 区和油井 、江河和湖海、高 山和边疆不可或缺的动 力机械 ；内燃机在我国交通运输 、基础建设 、农业 现代化、国防现代化以及推动和促进经济发展 、提 高城 乡居 民生活水平等方面发挥着重要作用。 内燃机是 目前人类所能掌握 的热效率最高 的移 动动力机械 。内燃机以优良的动力性 、经济性 、环 保性和可靠性 ，满足 了各种 配套机械的需要 ，对各 种配套主机的市场发展具有重大影响。随着科学技 术 的发展 ，现 代内燃机融 合 了电子技术 、信息技 术、环境 催化 、石油化工、新型材料和精密制造等 诸 多高新技术，发展成为一种融合多学科技术的高 新技术产品。在国家节能减排的经济发展总 目标 下，内燃 机是 目前和今后实现节能减排最具潜力、 效果最为直观的产品。因此 ，在未来一 段很长的时 期 中，在道路和非道路作业机械领域 ，内燃机作为 主流动力机械的地位仍然不可动摇 。 “ 十二五”期间 ，我 国经济将保持稳定增长 ， 同时将 以转 变经济 发展型式 和调整 经济结构 为主 线 ，部署 中国经济发展从外需向内需 、从高碳 向低 碳 ，从强国向富民的三大转型。 “ 十二五 ”期间 ， 中 国内燃机 行业将 应对 国内外发展环境 的重大变 化 ，保持全行业经济效益的稳定增长 ，同时坚决履 行节能减排 的重大社会责任 ，把握和谐共赢 、可持 续发展的新机遇 ，从而开始进入一个新的重大发展 和重组调整期。 为满 足汽车 摩托车 、工程 建筑机 械 、农业机 械 、船舶、铁道内燃机车 、内燃发 电设备 、军用装 备 、地 质和石油钻 机 ，以及旅 游 、休 闲与运动 器 械 、园林机械和各种通用机械等领域的发展需要 ， 实现 国家对节能减排更高 、更新的发展要求 ，内燃 机行业 必须全面 展开产业 结构调 整和 产 品优化 升 级 ；大 力推进 自主科技创新 ；综合提高全行业的整 体素 质及核心竞争力 ，为 国民经济各行业提供先进 优质的节能环保型 内燃机 ；为我国从 内燃机制造大 国走向内燃机制造强国进一步夯实产业基础 ；为国 民经济的平稳持续发展，以及建设资源节约型和环 境友好型社会 ，作出新的 、更大的贡献 。 国际船用发动机技术发展现状 据 国际海事组织 ( I MO)的研究报告数据 ，到 2 0 2 0 年 ，全球航运业C O 排放量将达到1 4 1 j，这给 船舶航运节能减排带来 了巨大的压力。 受全球气候变暖影响 ，国际海事组织 ( I MO) 提 出了新造船 的船舶能 耗限制指 数 ，通过 减少含 碳燃油消耗 ，降低室温气体CO ， 的排放 。2 0 0 9 年 ， I MO 推 出船舶能耗限制指数 ( E E DI )，要 求各成 员国自愿执行 ，2 0 1 3 年将开始强制执行。 于2 0 0 8 年 1 0 B，国际海事组织海洋环境保护委 员会 ( I MO ME P C)对I MO附则VI 进行了修订 ， 属 冷 加 工 7 ， 分别规定 了在不同时期和区域NO 、S O 、P M等排 放量的限制值以及对燃油含硫量的规 定等。将通过 两阶段实现NO 减排 目标 ：2 0 1 1 8 1 月 1 日开始实施 I MO T i e r 1 I 限制，2 0 1 6 年 1 月1 日开始实施更严格的 I MO T i e r 限制。 世界船舶柴 油机技术呈现 出大功率集成 化、结 构紧凑模块化 、智能 自动化 、高效节能低排放及安 全可靠长 寿命 的发展趋势 ，节约能源和减少排放是 当今两大热点话题 ，低排放 已成为推动当今船 用发 动机发展的第一 驱动力 。世界各国船 舶发动机厂商 纷纷加大技术研 发力度 ，不断研究和 开发船舶发动 机新技术和新产 品 ，通过技术创新提高船 用发动机 节能 、环保方面 的性能 ，在改善发动机燃料 高效燃 烧过程、排放控制及尾气后处理技术 、新型替 代燃 料及 船舶 动力 能量综 合利用 技术 开发 与应 用等方 面 ，进行 了大量 的技术创新和改进提 高 ，取得 了突 破性进展。 面对全球船舶运输节能、环保新形势的变化 ， 世界各国传统发动机制造商和研究机 构都在积极开 展船用发动机排放控制技术和低排放大功率 柴油机 的开发研究。 综合分析 国外船用柴油机为应对 节能、环保新 形势的要求，其所采取的主要技术途径 ： ( 1 )改善 燃料燃烧 过程 ，提 高发动 机燃烧效 率 ，如 ：高增压技术 、高压共轨燃油喷射技 术及米 勒循环技术等 。 ( 2 )实用新型替代清洁燃料 ，减少燃料中有 害物质成分 ，改 变发动机以石油燃料 为主的结构 ， 特别是可再生能 源的开发利用 ，如 ：气体燃料发动 机、双燃料发动机及生物燃料发动机等 。 ( 3 )开发排放控制技术和尾 气处理系统 ，减少 有害汽油排放 ，如 ：机 内燃烧过程优化、废 气再循 环及选择性催化还原等。 ( 4 )发动机动力系统能量综合利用 ，进一步提 高发动机系统效率 、降低有害废气的总排放 量 ，如 采用热 电联供 、联合与热循环WH R、能量储存和混 合动力等 。 我国船用发动机技术发展现状 近年来 ，我国船舶工业取得了快速的发展 ，在 国际地位和竞争实力上都实现 了大幅度提高 。船舶 8 施 参磊 棚工 柴油机主流产品均是国外专利许可证产品 ，技术 发展 受制于 人 ，自主知识 产权的船舶发动机产品 技 术水平不高 ；我国船舶柴油机产品的整体研发 水平 与国外 知名先 进柴油机公司还存在较大的差 距 ；我国具备 了高 、中、低速柴 油机 整机的生 产 能力 ，但船 舶柴油机技 术发展仍存在较 多不足之 处 ；基本具备 了中速 柴油机 的 自主研发 能力 ；初 步形成 了船舶柴油机及其 配套件 的研制 生产体系 和产业布局 ；配套件技 术水平不能满足船舶柴油 机的发展要求 ，关键配套件仍依赖进 口。 “ 十二五 发展战略 1 发展战略 “ 十二五 ”期 间内燃机行业要深入 实践科学 发展观 ，走新 型工业化道 路。首先 ，应以市场为 导 向、以改革为动 力、以提 高经济和社会效益为 中心 、以节 能减排 为 目标 ，加快 行业结构调整和 重组 力度 ，提高全 行业 的综合实力和整体素质 ， 适应 经济全球化和 国内外 市场竞 争。其次 ，应加 快产 品结构调 整 ，利 用现 代高新技术 ，提升行业 的开发 创新 能力和 产品技 术水平 ，为实现全行业 持续稳定发展提供 必要的技术保障 。争取在2 0 2 0 年左 右实现 由生产 大国转 变为生产强 国的宏伟 目 标 ，为实现 我国经济转 型升级和提高社会生态效 益作 出积极贡献 。 2 发展思路 夯实基础 ：夯 实可 持续发展 的基础 ，夯实改 革开放3 0 年来建成的科学研究体 系和产业制造体 系的基础 ，以务实的态度解决问题 。开展主机和 零部件制造体 系相互 间的协同、协作 ，缩短新产 品开发周期 。夯实全行业的储备基础。 3 发展主题 内燃机产 品的节能 、高效率 、排放控制和 高 效清洁地利用替 代燃料。 4 发展重点 ( 1 )重点发 展领 内燃机 以其是 目前人 类 所能掌握的热效率 最高的移动动 力机械 的特 色 ， 以及经过 长期大量广泛使用所形成的便捷 的社 会 化服务保障供应体系 ，被公认为在今后相 当长 的 一 个时期内 ，先进的 内燃机仍然具备旺 盛的生 命 力。 “ 十二五”期间，根据节能减排的国策要 求和 各种相关配套机械的市场需求，内燃机行业重点发 展 的产品领域 ：发展为大型船舶配套的低油耗低 排放大功率中低速柴油机 。发展为国防工业配套 用高功率密度的柴油机。发展为先进内燃机配套 的零部件 。发展用于内燃机设计开发、生产制造 和检验测试用的各类先进测试设备和仪器。发展 内燃机开发 、实验验证、标定 匹配和应用管理体系 的信息化技术平台。 ( 2 )重点发展的产品 重点发展天然气、甲 醇、生物等代用燃料发动机。游艇和低空飞行器用 高速发动机。大型船舶用大功率中低速柴油机 ；内 河、湖泊航运 、近海捕捞及水上特种作业船用高速柴 油机。电控高压共轨燃油喷射系统 、电控组合式 单体泵 、能承受1 6 0 MP a 以上高动态响应的喷油器总 成。满足各种燃用替代燃料的内燃机用燃料供给系 统 。适 用于高性能汽油机和柴油机用高效增压器 ( 系统 )。各类先进的排气后处理系统 、废气再 循环系统 ( E G R )。满足整车性能需求的高可靠性 电子控制系统。各种新型内燃机零件 ( 如缸套、活 塞、活塞环、活塞销、曲轴、连杆、轴瓦以及进排气 机构和各结合面密封垫片等)。新一代内燃机用滤清 器、冷却水泵、机油泵、输油泵、电机 电器、换热器 等部件系统 ( 特别鼓励支持集成模块化产品)。内 燃机及零部件研发、制造、检验检测用测试设备和仪 器。满足现代内燃机排放法规 、适应高强化 、多种 燃料要求的润滑油。 ( 3 )重点发展 的技 术内燃 机先进增 压技 术( 可 变几何增压 、二级增 压 、机械 增压 、电动 及 电辅 助增压等 )。 内燃 机高效应 用替代燃料 技术 。内燃机排 气后处理 技术 。废气再循 环 ( E G R)技术。多点 、多参数高可靠性电子控制 单元( E C U)技术。柴油机燃油精细过滤及高效 水分 离技术。内燃机可变进气系统技术。内燃 机用排气制动技术 。内燃机高密封技术 ，低摩擦 技术。内燃机基础零部件新结构 、新材料 、新工 艺技术。内燃机设计及关键零部件参数数据库 。 内燃机测试研发技术。内燃机再制造技术。 5 发展 目标 船用 中速柴油机方面 ，深入开展 自主知识产权 船用中速柴油机 系列化产品的开发研制 ，全面掌握 E | 中速柴油机 系列的设计方法 ，同时加 强部分核心部 件 ( 高压共轨 、增压器、电控单元及轴瓦等 )的 自 主研制 ，提高关键配套件的国产化率。 船用高速柴油机方面 ，借鉴和应 用 自主品牌中 速柴油机开发研制的思路 、方法和手段 ，开展 自主 知识产权船用高速柴油机开发研制 ，掌握船用高速 柴油机总体设计和关键零部件设计。 船用低速柴油机方面 ，攻克关键零部件制造技 术和工艺 ，进一步提高国产化率 ，降低制造成本 ， 提高国产化部件 质量 ，提升产品竞争力。加 强对低 速柴油机专业技术 ，如经济型 、排放 、故障诊断 、 控制系统 、智能化控制系统等先进技术进行 消化吸 收和研 究 ，形成 自主研 制的能 力。听过消化 和分 析 已引进的 国外最新一代许可证产品，梳理其设计 思想 、设计方法和 实现途径以及需要 突破的关键技 术 ，开展小缸径船 用低速柴油机关键设计技术论证 和预先研究 ，为今后低速机的设计开发奠定基础 。 重点开展船用发动机高压共轨技术 、高增压技 术 、智能控 制技术 、高效燃烧 技术 、排 放控制技 术 、气体发动机技 术、能量综合利用技术等研究及 开发应用 ，研究并掌握柴油机智能化控制单元的技 术性 能和关 键技术 ，具 备开发 自主知识 产权的发 功率船用发动机智能控制系统的能力 ；开展气体发 动机 、双 燃料发动 机及替代 清洁燃料发 动机设计 开发 ；研 究船用发 动机排放控 制 ，掌握 船舶排放 控制机 内技术和前后处理技术 ( E G R、S C R、喷水 等)，以适应越来越严格的船舶排放法规要求 ；开 展船用发动机能量综合利用系统开发 ，掌握其关键 设计技术 ，进一步提高船舶动力系统的综合效率和 减少有害排放物的总排放量 ，达到节约能源 、减少 环境污染的 目的。 制造工艺与装备 “ 十二五”期 间我 国内燃