注册登录APP
钱包APP

船用抱轴式电励磁直驱轴带发电机

利用船舶在航行中主柴油机的富余功率发电,替代独立发电的辅机电站,减少燃油消耗,是人类多年的梦想。但普通发电机需要从主机上引出连接轴又让人们面临大部分船舶无法解决的难题。我们创为电机历经多年大胆创新,在每艘船都有的主轴上安装抱轴式轴带发电机。该发电机为分瓣式结构,转子两半采用巧妙结构与光秃秃的主轴牢牢固定,定子两半安装在船体上。一举解了困扰人们多年的难题,让人类多年追求主机发电省油的梦想变成现实。

一、项目研发背景

世界贸易大部分是靠船舶运输来完成的,而燃料费用通常占船舶营运费用的50%-60%,船舶航行的特点是船舶主机负责推进,辅机负责发电,供船上空调、照明等备用电。在船舶航运过程中,长期以来辅机独立发电造成极大的能源浪费,环境污染。目前随着国际燃油价格的不断剧烈震荡,以及国际海事组织(IMO)对排放(尤其是对NOx,SOx的排放)提出了严格要求,迫使船舶营运者、制造商和生产商想方设法采取各种措施提高船舶营运中的经济效益,同时减小船舶的碳排量。因此合理利用能源,降低燃油消耗量,对于提高船舶的经济效益有巨大的意义,近年来随着科学技术进步和装备水平的提高,尤其是当今世界对环保和节能意识的日渐增强,船舶主机的功率都有10%以上的裕度,对于货船来说,其电站的功率约为主机额定功率的5%左右,因此如何更好的利用主机的富裕功率,在不太增加主机重油消耗的情况下来发电,辅机停机,可以让使用能源、燃油消耗量降低,能够使船舶在航行中更加体现高效、节能、环保和低排放的优点。成为解决船舶运输提高船运的经济效益方面的一个重大问题也是影响经济效益和社会效益的重要问题。

图片1.png

 

二、行业现状分析

轴带发电机从上世纪70年代初,在德国开始装船,至今有40多年的历史,由于各种问题发展道路坎坷,直到变速恒频控制技术的应用,轴带发电才真正进入实用阶段。但是现有船舶一般在主机自由端引轴出来,连接齿轮箱、发电机;或者在主机减速机端引轴连接发电机。这种引轴方法很困难,齿轮箱故障率较高,使许多船东一般望而却步!

 由于许多船舶主机自由端没有空间,采用低速主机直接驱动螺旋浆的船舶也没有减速机,因此无法加装常规的轴带发电机。但无论什么船舶,主机与螺旋桨之间,都有一根传动轴,传动轴周边空间也比较大。如果利用传动轴来安装发电机,则我们面对的困难迎刃而解。

三、创新技术介绍

国外发明的直驱发电机是将船舶传动轴切开,把发电机装在传动轴之间,这种方式对于现有船舶的改造几乎不可能,只能应用新造船舶上,并且国外采用的是永磁直驱发电机,一旦电机绕组故障将造成船舶无法航行,因此它不是轴带发电机的发展方向。

图片2.png

图为 国外发明的直驱发电机

 

我们公司发明的抱轴式发电机很好的解决这一问题。(发明专利号:201810504381.5;实用新型专利号:201820779514.5)

我公司研发的抱轴式电励磁直驱轴带发电机主要创新点:发电机定子、转子均为分瓣结构,转子通过特殊方式紧紧固定在传动轴上,定子固定在船体上,电机和主机直联,由主机直接驱动,摒弃了齿轮箱。电机取消轴承,转子与传动轴连接为一体,结构简单可靠,安装方便,费用低廉,检修只需拆掉端盖。对现有传动轴毫无损伤,与国外最先进的直驱轴带发电机相比,不需要改造主轴,倘若电机出现故障,可以停止励磁不发电,不影响船舶航行。对于现有船舶改造和新造船舶都实用,是一种行之有效的世界级首创产品。

图片3.png

 

大连创为自主研发

抱轴式电励磁直驱轴带发电机

突显的五大优势特点:

1)系统可靠性强

创为新型轴带发电机和主机直联,由主机直接驱动,摒弃了齿轮箱。而齿轮箱是传统轴带发电机系统中故障率最高的设备。而且发电机不使用轴承。众所周知,轴承是电机的易损件。

(2)安全性好

创为新型直驱轴带发电机根据船况定制设计,适应主机转速变化范围大,可达正负50%,保证遇到突发情况时不跳电,安全性大大提高。

(3)提供功率大,发电效率高

传统轴带发电机一般只能达到300KW,超过500KW,则齿轮箱价格飚升,系统经济性直线下降。而创为新型轴带发电机不要齿轮箱,功率可达1500KW。发电效率可以达到94%。

4)安装简捷方便

创为新型轴带发电机系统安装简捷方便,占用空间小,对船舶安装环境要求低。主机首端尾端自由选择,在航运过程中可安装,不用非到船坞维修保养时才能安装,不影响船期。一些原来不具备安装条件的船舶也能享受轴带发电机带来的节能和环保的便利。

(5)可与辅机长期并车,切换方便

轴发系统供电,通过变频器调节,同样接入船上电网,可与辅机系统长期并车使用,并可以很方便的切换。

图片4.png

 

图为  抱轴式电励磁直驱轴带发电机试验中

四、项目商业价值

 采用我司直驱轴带发电机(功率530kW)的 35000吨集装箱船,其经济效益测算如下:

轻质柴油价格6600  元/吨
重油价格3500 元/吨
柴油发电机组辅机耗油率220g/kW·h柴油辅机发电消耗在200-240g/KW·h
船舶主机发电耗油率160g/kW·h
正常航行时船舶消耗功率(平均值)400kW
每年节约的轻柴油费用0.220×24×400×200×6600=278.7(万元)每年由本项目发电时间按200天
每年因发电消耗的重油费用0.160×24×400×200×3500=107.5(万元)每年由本项目发电时间按200天
每年节省费用278.7-107.5=171.2(万元)

轴带发电机组总价约80万,每年可节省170万,半年即可收回成本,效益十分可观。

据统计,截至2016年底,我国国际航行海船1283艘,国内航行海船21196艘,若采用此项改造技术,我国国际航行海船每年可节省22亿,国内航行海船每年可节省363亿的费用,还未包含节省的人工维护及备件费用。

目前我国轴带发电机市场容量约200亿元,我公司产品在国内外具有相当的比较优势,许多船舶不能安装传统发电机,而我们的发电机正好解决了这一难题。预计三年至五年内可达到10%的市场份额,既20亿元,每年可创利税5亿元。我们的前景不可估量。

、项目环保性 

船舶有害排放一种是来源于船舶柴油机(主机与辅机)和锅炉燃烧后排放的各种废气,这些含有硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、未燃碳氢和固体颗粒等废气排至大气中,不但改变了空气组分、减少可空气的氧含量,增加大气尘埃,会直接或间接造成温室效应使气候变暖,甚至形成酸雨,给人类带来危害。

另一种是油渣废油几乎全部产生于机舱,据统计53吨重柴油机船舶,每天要分离出0.8~1.4吨的含油垃圾,占总耗油量的1.5~2.0;燃用劣质燃料油将会更高,将这些垃圾油排放大海中会带来更加严重的污染。

如果采用轴带发电机,我国每年可节省柴油900万吨,减少1万亿立方米的废气排放,9000吨的烟尘排放给大气造成的危害,以及大量的废油废渣对海洋造成污染。对于节约能源、减少污染具有重大意义。

六、财务数据

blob.png

blob.png

、公司团队核心人物介绍:

胡家龙:公司创始人,上海交通大学 电机工程,高级工程师,公司管理者,法人兼总经理,负责公司整体运营。1993年被聘为工程师,1998年被评为高级工程师。曾就任大连第二电机厂副厂长、总工程师。毕业30年来,一直从事电机技术开拓创新工作,先后在《中小型电机》、《维持电机》、《全国中小型电机论文集''94》等国家级刊物上发表多篇科研论文。曾获得辽宁省科技进步奖等多项科技大奖。

2008年1月自主创业,创办了大连创为电机有限公司,任总经理,致力于特种电机的研发、制造、销售,在此领域积累了丰富的经验,公司在交流牵引、风力发电、石油钻机驱动、冶金、起重等方面取得了骄人的业绩。目前公司所设计生产的电机拥有21项专利;2015年度水泥立磨改造技术在大连市发展和改革委员会评定为大连市制造业重点领域首台(套)技术设备示范应用项目国内首台套,其技术及生产能力在国内属独家首创。2016年度大功率全压启动技术在大连市发展和改革委员会评定为大连市制造业重点领域首台(套)技术设备示范应用项目国际首台套;公司自2009年就通过了质量管理体系ISO9001的认证,2015年认定高新技术企业。2017年获得第六届中国创新创业大赛三等奖及优秀企业奖,4项辽宁省“专精新特”产品证书,2018年APEC中小企业最佳创新实践奖。创为电机在他的带领下正在向“成为中国最专业的电机设计生产商和服务商”的目标前进。

薛芳:公司创始人,哈尔滨理工大学 电机设计,高级工程师公司监事兼副总经理,主管公司营销工作。曾获得省科技进步二等奖,带领公司销售团队,实现了销售业绩连续三年近100%的增长。

主要业绩如下:

(1)1987一2008大连第二电机厂工程师,高级工程师。承担§BA锥转子电机消化引进工作及KBF系列电机国产化设计工作。

 1990年参与开发《SBA系列锥形绕线转子三相异步电动机》荣获辽宁省科技进步奖;

(2)1995年参与开发《KBF系列锥形转子制动三相异步电动机》荣获辽宁省机械工业厅二等奖;

(3)1996年开始变频电机研制工作,后又负责辊道电机设计开发及市场技术支持工作。

(4)1996年参与开发《YRZX系列起重用锥形转子制动三相异步电动机》荣获辽宁省机械工业厅二等奖;

(5)1998年参与开发YEZX系列锥形转子制动三相异步电动机荣获大连市科技技术进步二等奖;

(6)2008年至今大连创为电机有限公公司副总经理负责技术支持及市场营销工作。

魏威:哈尔滨理工大学 “电机设计”,高级工程师,公司技术总监。带领团队研发多项国内外首创、产品荣获辽宁省“专精新特”产品及21项专利。本人主要业绩如下:

(1) 主持过国内低压大功率冶金起重及变频电机的设计开发及技术条件的制定。

(2)  2004年负责美国乔丹变频电机、德国Schindler escalator motor扶梯电机产品的开发设计工作。

(3) 2004年7月通过了深圳项目管理学院项目管理专业培训。

(4) 2012年3月成功为大连橡胶塑料机械股份有限公司研发、设计生产的开炼机改造项目用低压绕线转子三相异步电动机YRO400L-6(250KW、380V、50Hz、S1)。

(5) 2012年4月为国外客户开发高压空空冷绕线转子电机1DR500-6(850KW、4160V、60Hz、S1)。

(6) 2013年8月负责首钢迁安钢铁有限责任公司350吨天车主钩电机YZR500L-10C(415kW、380V、50Hz、S3-60%)增容改造。特点:定转子采用硬绕组;温升低。样机使用合格,2014年末批量生产。

(7) 2015年8月负责研发YCKF560L-4(1200kW/690V/50Hz)多用途兆瓦级双电枢双滑环双馈发电机。该产品的研发属于国内外首创,这一创新产品的试制成功,填补了国内外兆瓦级多用途双电枢双滑环双馈发电机的空白。已取得实用新型专利,专利号为:201620871730.3;

(8) 2016年2月负责开发设计TYC2500-120(2500kW/6000V/15.75Hz)球磨用2.5MW永磁直驱同步电动机,现已在用户现场成功安装使用。该产品的试制成功填补了国内外高压低速大转矩永磁直驱同步电动机在大型球磨机传动系统应用中的空白。已取得实用新型专利,专利号为:201620874728.1;

(9) 2016年8月负责7500KVA同步发电机组改造设计。与国内同类产品相比,主要创新点为:a.机组采用滚动轴承座结构,取代了滑动轴承座及其配套的稀油站结构;b. 发电机电压谐波不超过1.5%,一般国内同类产品>3%;c. 全压起动。该产品经用户出厂验收合格,2017年5月已发给埃及西电用户。

、大连创为电机有限公司简介

大连创为电机有限公司是研发设计生产特种电机的高新技术企业,始创于2008年1月29日,注册资金为1000万元。目前员工人数为110人,其中科技人员14人,研发人员有50人。公司依托多年的技术储备和行业实施经验在电动汽车牵引电机、风力发电机、石油钻机驱动电机、海洋流发电机组、大型试验机组等方面取得了骄人的业绩。公司的每一种产品从研发设计、生产制造、测试均自主完成,所设计生产的电机拥有自主知识产权;大功率、超大功率电机,永磁直驱发电机,大功率中、高速永磁发电机,大功率试验机组和特殊规格电机设计制造能力居国内行业领先地位。

2009年就通过了质量管理体系ISO9001的认证,2015年认定高新技术企业,立磨设备改造技术在2015年度大连市发改委评定为国内首台套重点机械领域项目,全压启动项目在2016年度的认定大连市制造业重点领域国际首台(套)技术设备示范应用项目。公司目前拥有技术专利21项。2017年荣获第六届中国创新创业大赛-先进制造行业 三等奖及优秀企业奖及4项辽宁省“专精新特”产品。我们研发生产的产品均符合国家产业政策方向,即节能又环保,我们的产品深得广大客户的信赖和好评。

公司拥有数控车床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、数显立车、自动切割机等机加设备,以及电机制造专用的真空浸漆、30000V匝间耐压试验仪、20000 kg动平衡机、5000 kg动平衡机、300 kg动平衡机、300 kW安川变频器 、1500kW西门子变频器、2000kW变流器、10000V变压器、1500KVA调压器、1000KVA调压器、30000kVA发电试验平台及永磁直驱发电机试验平台等一系列关键设备。

我们在牵引电机方面,研发生产了混合动力、纯电动、有轨、无轨、地铁牵引电机五大品种,共计30多个规格。可为用户提供包含牵引电机、电机控制、助力转向、空压机、DC/DC电源转换器,驾驶室高压安全开关和高压控制柜等电驱动系统;已完成了由单一电机制造向提供整车电驱动系统的转变,我们的新能源电动车用牵引系统已批量供应给厦门金龙、厦门金旅、扬州亚星、川汽野马、青年客车,其中混和动力电机份额占市场10%。

风力发电机方面,已有双馈、永磁两类产品,发电机最大功率为5000kW,研发的中小型低速永磁直驱风力发动机,已批量供货,运行在舟山群岛,国外市场对此需求较大,出口工作正在进行。

我们在石油钻机用电机和特殊规格电机设计制造能力居国内行业领先地位。并开发出直驱绞车、直驱泥浆泵、直驱转盘、直驱顶驱电机及油田用全压起动电机等一系列具有高科技含量的产品,使得石油钻机更加紧凑方便、安全可靠。

在油田钻探中, 随钻测井代表了目前国际钻井技术的最高水平,我司与盘锦辽河油田天意石油装备公司联合研制开发制造井下发电机,供电给探测和导向系统,由于钻进过程中环境恶劣,温度很高,压力极大,振动强烈,因此,能掌握和制作随钻测井仪器的目前只有美国,我国目前在这个领域还是空白,国内各大钻井公司正在进行这方面的研究工作,我司负责井下涡轮发电机的研制工作。我司研制的500W大功率涡轮发电机,是随钻测井仪的重要部分,发电机试制的成功,推进我国随钻技术的进步,打破美国技术垄断。

 在试验台电机方面分为风力发电、齿轮箱、变压器、牵引电机及变频器试验台几大类。产品有同步电机 、异步电机、永磁电机,电压 220V-10000V,容量 3kVA-100000KVA。已经为100多家国内外知名企业、科研院所、高等院校提供了各种试验平台,其中风力发电试验台占据了国内80%份额,试验台产品需要具有前瞻性、综合性,我们以超前的设计理念和优良的性价比赢得了广大用户的信任。如同步、异步多电压一体机、正交励磁调功角、大功率全压起动、免维护滚动轴承取代稀油滑动轴承及永磁直驱等为用户提供了一系列先进简洁可靠的试验装备。

在大型同步及异步电机启动技术研究方面,已取得重大突破:拖动电机可直接全压启动:启动电流仅为额定电流,对电网冲击很小,可保证电网安全运行,所需电网容量小,不需附加软启动器等其它装置,具有控制简单,安全可靠、占地小,性价比高等优点,对电机行业启动技术进步具有重大意义,解决了轻载使用场合下大功率电机启动问题。

船舶轴带发电机方面 我公司开发的永磁直驱轴带发电机,采用了新技术、新工艺,高效节能(发电机效率94%),取消了增速齿轮箱等变速机构,发电机转子由主轴直接驱动,淘汰了笨重的减速机等配套部件,避免了减速机构带来的结构复杂、转动惯量大、效率低、噪声大、润滑油泄漏、维护频繁等不利影响,符合节能减排的国家产业发展战略要求。

水泥立磨设备技术改造方面,我们研发并独家垄断其技术与生产能力的永磁直驱立磨驱动系统将立磨原设备去掉水泥立磨的机械变速箱,电机直接驱动磨盘,输出低速大转矩,安装接口尺寸同原机械变速箱。与传统的机械传动立磨相比,系统结构简单,故障率小,维护方便,机械损耗小,效率大幅提高,节约电能,还具备了速度调节功能,可在磨盘维护时以极低转速运转,也可根据物料的大小、产量调节立磨的运转速度,此外,现场如果有水冷系统,永磁电机可采用水套冷却,冷却效果好,特别是没有风机,噪声大大降低,能更好的保护操作者。该技术的创新必将引领立磨发展向电气化、智能化迈进。

在洋流发电机方面 轰动世界的首台套3.4兆瓦模块化大型海洋潮流能发电机组在舟山岱山海域正式启动发电,这意味着世界最大的潮流能发电站将在此诞生。一期所用的发电机是由我司提供四台永磁直驱合计1000kW发电机,二期、三期工程随后进行。

电机行业是一个传统的行业,经过200多年的发展,它已经成为现代生产、生活中不可或缺的核心和基础,是国民经济中重要的一环。特别是随着我国新兴产业的出现,又赋予它新的用途,我们研发生产的电机产品涉及到新能源电车、风力发电,海上石油勘探以及水泥节能设备改造等领域均符合国家产业化发展方向,使得公司能在激烈的市场竞争中处于不败地位,稳步发展。我们以技术创新作为公司生存的根本,以质量可靠保证企业的信誉。秉承着“创新无限 大有作为”的理念,致力于成为中国最专业的电机设计生产商和服务商,在今后的发展中会更加注入对技术创新的开发和投入,创造出更好更高的技术产品,保证公司的科学化、高效化的可持续发展,实现公司有序健康的运营。 

相关评估评价信息

1、技术能力(35%)

我们创为电机是研究开发特种高难电机,成立十年来填补多项国内外空白,获得专利21项,大连市首台套大奖二项,4项辽宁省“专精特新”产品,2017年荣获中国第六届创新创业大赛三等奖。我们公司制造出世界最大的永磁直驱电机;我们开发的大功率双频发电机(一台发电机可提供50Hz/200Hz两种电源)为国际首创产品;我们研究试制的5000kW全电压直接启动电动机(无需变频、软起等其他装置)获得大连市首台套大奖。面对大部分船舶柴油机无法引出连接轴安装传统发电机的难题,我们不断探索,发现在连接螺旋桨的主轴上安装发电机是唯一的选择,这种发电机必须颠覆传统型式,定、转子等部件做成分瓣结构,先把转子两半包围在转子上,转子内套与主轴之间利用涨套等方式紧紧联接,再把定子两半围绕在主轴上,然后安装在船体上,保证定、转子间隙均匀不发生摩擦现象,这种安装方式不需要另外引轴,无轴承,无齿轮箱,安装方便,维护简单,无污染,噪音低,是船舶轴带发电机发展的一个里程碑。根据台架试验和装船运行,该结构实用可靠,在主机速度变化范围内均可发电,既可独立运行,也可与辅机电站并网运行,还可以在需要时利用辅机发电进入电动机模式。

2、商业能力(40%)

在船舶航运过程中,燃料费通常占船舶营运费用的50~60%,船舶主机功率都有10%以上的裕度,对货船来说,其电站功率约为主机额定功率的5%左右,本项目利用主机富裕功率,在不增加主机重油消耗情况下来发电,采用我司直驱轴带发电机(功率530kW)35000吨集装箱船,轴带发电机组总价约80万,每年可节省170万,半年即可收回成本,效益十分可观。 据统计2016年底,我国国际航行海船1283艘,国内航行海船21196艘,若采用此项改造技术,我国国际航行海船每年可节省22亿,国内航行海船每年可节省363亿的费用,还未包含节省的人工维护及备件费用。 目前我国轴带发电机市场容量约200亿元,我司产品在国内外具有相当比较优势,许多船舶不能安装传统发电机,而我们的发电机正好解决了这一难题。预计三年至五年内可达到10%的市场份额,即20亿元,每年可创利税5亿元,前景不可估量。

3、团队能力(25%)

大连创为电机有限公司是研发设计生产特种电机的高新技术企业,始创于2008年1月29日,注册资金为1000万元。目前员工110人,其中科技人员14人,研发人员有50人。公司在电动汽车牵引电机、风力发电机、石油钻机驱动电机、海洋流发电机组、大型试验机组等方面取得了骄人的业绩。每一种产品从研发设计、生产制造、测试均自主完成,所设计生产的电机拥有自主知识产权;大功率、超大功率电机,永磁直驱发电机,大功率中、高速永磁发电机,大功率试验机组和特殊规格电机设计制造能力居国内行业领先地位。 胡家龙:公司创始人,上海交通大学 电机工程,高级工程师,负责公司整体运营及技术研发。1998年评为高级工程师。曾就任大连第二电机厂副厂长、总工程师。毕业30年来,一直从事电机技术开拓创新工作,先后在国家级刊物上发表多篇科研论文。曾获得辽宁省科技进步奖等多项科技大奖。 薛芳:公司创始人,哈尔滨理工大学 电机设计,高级工程师,主管公司营销工作。曾获得省科技进步二等奖,带领公司销售团队,实现了销售业绩连续三年近100%的增长。 魏威:哈尔滨理工大学 “电机设计”,高级工程师,公司技术总监。带领团队研发多项国内外首创。

浏览量:1780

0条回复




暂无回复

作者
用户头像
文章 404关注 7粉丝 46
联系客服