武汉理工大学毕业设计(论文) 武汉理工大学 毕业设计 37300 吨成品油船动力装置设计 学院(系): 能源与动力工程学院 专业班级:能源动力系统及自动化 0605 学生姓名: 何雅威 指导教师: 樊红 武汉理工大学毕业设计(论文) 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果. 除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写 的成果作品.本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担. 作者签名: 2010 年6月10 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有 关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅.本人授 权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索,可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文. 本学位论文属于 1、保密囗,在 年解密后适用本授权书 2、不保密囗 . (请在以上相应方框内打"√") 作者签名: 年月日导师签名: 年月日武汉理工大学毕业设计(论文) 毕业设计(论文)任务书 学生姓名 何雅威 专业班级 能源动力系统及自动化 0605 指导教师 樊红 工作单位 能动学院热能工程系 设计(论文)题目: 37300 吨成品油船动力装置设计 设计(论文)主要内容: 1)专题文献翻译、开题论文及文献阅读报告 2)主机选型设计 3)机舱主要设备计算及选型 4)用CAD 绘制 6 张机舱布置图 5)专题小论文 要求完成的主要任务: 外文翻译,开题报告 (2·16——3·6) 主机选型设计 (3·9——3·20) 机舱主要设备计算及选型 (3·23——4·10) 用AutoCAD 绘图 (4·13——5·15) 专题小论文写作 (5·18——5·29) 论文整理 (6·1——6·6) 必读参考资料: [1] 中国船级社. 钢质海船入级规范 2006. 北京:人民交通出版社,2006. [2] 中国船舶工业总公司. 船舶设计实用手册总体分册. 北京:国防工业出版社, 1998. [3] 商圣义. 民用船舶动力装置. 北京:人民交通出版社,2001. [4] 船舶设计实用手册编委会. 船舶设计实用手册(动力装置). 北京:国防工业出版 社,1962. 指导教师签名 系主任签名 院长签名(章) 武汉理工大学毕业设计(论文) 武汉理工大学 本科学生毕业设计(论文)开题报告 1、目的及意义(含国内外的研究现状分析) 随着生产力的发展以及世界经济全球化特征的进一步明显,在世界范围内运输 生产原料、半成品和成品的需要也在逐步增加.化学品,包括沥青和硫磺等货物, 需要大量的进行长途运输.在这些繁重的运输任务中,成品油船起到了主力军的作 用. 使用成品油船来运输这些货物,有时甚至是危险品,相对其他运输方式来说, 比如飞机运输,是最安全,也是最经济的. 成品油船运输的货物一般是液货,有些货物在运输过程中还需要保持一定的温 度以保证其本身的液态性质和安全、稳定的化学性质.这就要求运输工具的结构不 仅要具有足够的强度来抵抗液货产生的压力,还要有相应的结构余量柬抵消高温液 货使结构产生温度应力而带来的不利影响.由于船舶的尺度较其他运输工具为大, 这就使得对于成品油船来说,设计者可以有更大的余地对安全性加以重点考虑.成 品油船可以同时装载若干种不同货物.分送到不同目的地,经过必要的洗舱后,再 换装其他货物,执行新的运输任务.这就很好的满足了船东多种类、小批量、多批 次运输化学品的要求,有利于提高运输效率,降低运输成本. 成品油船可以同时装载若干种不同货物,分送到不同目的地,经过必要的洗舱 后,再换装其他货物,执行新的运输任务.这就很好的满足了船东多种类、小批量、 多批次运输化学品的要求,有利于提高运输效率,降低运输成本. 由于成品油船能够满足这样一些特殊的运输要求,所以这种船型的结构特点与 一般散货船和油轮相比有着明显的差异.正是由于成品油船的这些特殊结构特点, 决定了它是一种高技术含量、高附加值的船型.我国的造船工业要想在世界船舶市 场占有更太的份额,就必须具备自行设计、建造成品油船的能力. 船舶是一种技术复杂、投资大、使用期长的运输工具,从其设计、建造到投入 营运需要经过一个相当长的阶段,因而必须要认真设计船舶,而且还要对油船的技 术经济可行性进行科学的研究和论证. 而在众多的船型当中, 成品油船又是高技术、 高附加值船舶,是国家重点开发的一类船舶.成品油船是指装运在 37.8℃时蒸汽压 力不超过 0.28MPa (绝对压力)的散装危险液体化学品的船舶.当前,世界上营运的 成品油船正向着大型化、多用途化以及高适应性发展.现在国内在这方面的研究很 武汉理工大学毕业设计(论文) 多,大连船舶重工 11 万吨成品油船建造水平接近日韩,而且创造了 3 大记录:船 台周期 81 天,航海周期 5 天,水下周期 76 天. 对成品油船进行动装设计,在达到结构材料选用合理、经济,保证船体结构强 度符合安全性要求的前提下,使得整船结构重量最轻,以降低建造成本,提高船舶 营运效率.这对我国造船工业以及航运事业的发展有着重要的经济意义. 武汉理工大学毕业设计(论文) 2、基本内容和技术方案 论文的主要内容是:1)完成专题文献翻译、开题论文及文献阅读报告;2) 主机选型设计:从船舶阻力的基本理论着手,根据经验公式,可算出船的总阻力. 然后根据算出的船舶阻力,用爱尔法和阻力系数法分别计算出船体的有效功率, 并且分别分析了这两种方法的优势和局限性,然后折中取一个值,最后根据这个 有效功率值进行主机选型;3)机舱主要设备计算及选型:根据确定了的主辅机和 应急发电机的型号以及船型参数来进行管系设计.在本文中,根据经验公式和成 品油船的建造规范,将燃油管系、滑油管系、冷却水系统、压缩空气系统、舱底 水系统、 压载水系统、 消防系统、 生活水系统和机舱通风系统分别进行选型计算; 4)经过前面部分的主机选型和管系设计, 已经确定了主机, 辅机, 泵, 阀等设备, 然后用 AutoCAD 绘制 6 张机舱布置图,并注意三视图位置对照关系;5)查阅文献 资料,完成关于侧推器的专题小论文:本文会主要介绍侧推器的功用、工作原理 及其应用范围,也会介绍首推装置原动机和传动系统的布置形式,并且会分析侧 推器失效的原因和发展趋势. 3、进度安排 第1-3 周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的资料. 确定方案,完成开题报告. 第4-5 周:主机选型设计. 第6-7 周:机舱主要设备计算及选型. 第8-12 周:用AutoCAD 绘制机舱布置图. 第13-14 周:完成并修改毕业论文. 第15 周: 准备论文答辩. 4、指导教师意见 指导教师签名: 年月日武汉理工大学毕业设计(论文) 目录摘要1? ABSTRACT.2? 1 设计已知条件 4? 2 主机选型论证 5? 2.1 船舶有效功率计算.5? 2.2 机桨匹配计算.9? 3 机电设备估算选型.14? 3.0 已知条件.14? 3.1 燃油系统.16? 3.2 滑油系统.23? 3.3 冷却水系统.26? 3.4 压缩空气系统 28? 3.5 舱底水系统.30? 3.6 压载水系统.32? 3.7 消防系统.33? 3.8 生活水系统.36? 3.9 机舱通风系统.40? 4 轮机说明书 44? 4.1 概述.44? 4.2 主机.44? 4.3 电站.45? 4.4 辅助设备.46? 4.5 系统及机舱布置.51? 5 轮机设备明细表 61? 6 专题小论文 64? 7 结束语 68? 8 参考文献 78? 9 附录 79? 武汉理工大学毕业设计(论文) 文献综述 79? 致谢 88? 武汉理工大学毕业设计(论文) 1 摘要本文对 37300 吨成品油船主推进动力装置的选型设计和管系设计作了详细的论述和分 析,为同类型成品油船的动力装置的选型设计提供了一个参考样板. 船在水面或水中航行时遭受阻力,其大小与船的尺度、形状及航行速度有关,为了使 船舶能保持一定的速度向前航行, 必须供给船舶一定的推力或拉力, 以克服其所受的阻力. 而船舶主推进动力装置就是将产生能源的发动机发出的功率转化为船舶有效推力的装置. 因此必须了解船舶的阻力特性,方能选择合适的主推进动力装置. 从船舶阻力的基本理论着手,根据经验公式,可算出船的总阻力. 再从船舶推进的角度介绍商船推进器螺旋桨发出的推力 T 与实船总阻力 R 的关系即 R=T(1-t),t 为推力减额分数,并进一步分析了产生推力的主推进轴系和推进效率.即PC= ηH?η0?ηR?ηs (PC 为推进系数,ηH-为船身效率,η0-螺旋桨敞水效率,ηR-为螺旋 桨相对旋转效率,ηs-轴传递效率).这样我们就把孤立的船体与敞水螺旋桨联系起来. 并使船体、螺旋桨和主机三者相配合,从而确定所需的主机输出功率和推进轴系.本文用 爱尔法和阻力系数法来计算船体有效功率,并且分别分析了这两种方法的优势和局限性, 然后折中取了一个值,最后根据这个有效功率值进行主机选型. 最后,根据确定了的主辅机和应急发电机的型号以及船型参数来进行管系设计.在本 文中,根据经验公式和成品油船的建造规范,将燃油管系、滑油管系、冷却水系统、压缩 空气系统、舱底水系统、压载水系统、消防系统、生活水系统和机舱通风系统分别进行计 算选型,这个部分是本文的重点. 结论:根据成品油船的建造规范,完成了 37300 吨成品油船的主推进动力装置的选型 设计和机电设备的选型设计. 关键字:成品油船; 主推进装置;机电设备; 选型设计 武汉理工大学毕业设计(论文) 2 Abstract This paper has made the detailed discussion and analysis on the main propulsion system selection design and piping design. It provided an optimum design template for similar product tankers. The vessel is to encounter the resistance when sailing on water or underwater, which is related with its size, shape and speed. In order to maintain the vessel certain speed ahead, a push or pull force shall be exerted to overcome the resistance. The main propulsion system is to convert the power generated by engine into the effective thrust. Therefore we have to acknowledge the resistance characteristics before selecting the most suitable main propulsion system. Starting from the basic theory of vessel resistance and according to an Empirical Formula for Calculating ship's effective power, we could obtain ship's total resistance. From the thrust point of view, we introduced the relationship between the resistance R of the real vessel and the thrust T generated by the normal propeller of commercial vessel i.e. R=T(1-t), t-thrust deduction factor. Further, we illustrate the propulsion efficiency and coefficient for main propulsion shafting. P?C=ηH?η0?ηR?ηs (PC-Propulsion coefficient , ηH- hull efficiency,η0-Propeller open water efficiency,ηR-Propeller relative efficiency, ηs-shafting efficiency). Therefore, we link the isolated hull and open water propeller. In addition, hull, main engine and propeller have to be matched in order to decide the needed engine power output and propulsion shafting. In this paper, Ayre and Method of Resistance Coefficient were used to calculate effective power, and we also analysed advantages and limitations of these two methods, and then selected a appropriate value. finally,propulsion system selection design was made according to the effective power. At last, piping design was made according to the types of main engine, auxiliary machinery, and emergency generator. This paper made the detailed discussion and analysis on the fuel oil system, lube oil system, cooling water system, compressed air system ballast water system, bilge system, fire fighting system, potable water system and air system. 武汉理工大学毕业设计(论文) 3 Conclusion: under the construction criterion of product tankers, main propulsion system selection design and piping design of 37300 DWT PRODUCT TANKER have been finished. Key Words: Product Carrier; Propulsion Plant; Electromechanical Equipment; Selection Design 武汉理工大学毕业设计(论文) 4 1 设计已知条件 1 船型 本船为成品油船,单机单桨尾机舱布置. 2 船舶主要尺度 总长:184.9m 垂线间长:176m 型宽:31m 型深:16.7m 设计吃水:9.5m 载重量:37300t 船员人数:28 人3航速,续航力 服务航速:15Kn 4 燃油种类 主机在海上航行时使用 600cst/50℃燃料油,进出港时使用柴油. 柴油发电机组使用柴油. 燃油锅炉燃油则使用 600cst 的燃料油,仅在点火时使用柴油. 5 环境参数 环境气压:0.1013MPa (760mmHg) 相对湿度:70% 环境温度:45℃ 海水温度:32℃ 武汉理工大学毕业设计(论文) 5 2 主机选型论证 主机是一艘船舶的"心脏" ,是船舶活动力的来源,因此主机选型是整个动力装置设 计过程中的核心内容.主机的性能直接影响到传播的其他各项参数,如船舶的操纵性,营 运经济性,可靠性,振动及噪声以及机舱布置等等.表征主机的主要性能参数包括:额定 功率,额定转速,平均有效压力,燃油和滑油消耗率,输出扭矩等. 本船是一艘成品油船,根据本船的特点,对主机选型有如下要求: 1、从重量和尺寸的角度,要求主机重量轻,尺寸尽量小,以便增加船舶载重量,缩 小机舱容积. 2、从功率和转速的角度,要求主机是大功率运行,低转速,以得到比较高的船舶推 进效率. 3、从燃油和滑油的角度,应对燃油和滑油要求较低,耗油率尽量低,尽量综合考虑, 以减少成本,提高营运的经济性. 4、从主机的造价,寿命以及维修的角度,要求主机的造价较低,使用寿命长,维修 保养方便. 5、振动和噪声要尽量小. 6、柴油机的热效率要高,燃油消耗率要尽量低. 2.1 船舶有效功率计算 同时用阻力系数法和爱尔法估算船舶有效功率, 然后进行比较, 最后取一个合理的值. 2.1.1 用阻力系数法计算船舶有效功率. 用阻力系数法进行计算时,参考了《船舶原理(上)》和《流体力学》 .根据《船舶原 理(上)》P180 和《流体力学》P17 得到:在计算雷洛数 1 Re ? ? w vL ,其中 Lw1 为水线长(m), v 是船速(m/s),μ是水的运动粘性系数,如无特殊说明,对于实船取标准水温 t=15℃时 之值, -6 2 1.141 10 m / s ? ? ? 根据《船舶原理(上)》P168: 2 10 0.075 c (log Re 2) f ? ? (1) 根据《船舶原理(上)》P180: f1 C 4.00E 04 ? ? (2) 武汉理工大学毕业设计(论文) 6 剩余阻力系数 Cr 根据下图查得: 图2‐1? 剩余阻力系数与速长比的关系? 根据《船舶原理(上)》P179: ? ? w 0.85Lpp B 2T ? ? (3) 根据《船舶原理(上)》P276: ; t f f1 r C C C C ? ? ? ( 4 ) 总阻力: 2 ' 1 R 2 ?? ? t w c S (5) 有效功率(W): e P R? ? (6) 武汉理工大学毕业设计(论文) 7 经过总结得到: 表2‐1? 阻力系数法船体有效功率估算表? 项目 单位 数值 航速 v m/s 7.71 Re 雷洛数 ? ? vl 1.20E+09 2 10 0.075 c (log Re 2) 摩擦阻力系数 ? ? f 1.50E-03 f1 C 粗糙补贴 4.00E-04 r 剩余阻力系数C 0.00051 t f f1 r C C C 总阻力系数C ? ? ? 2.41E-03 ? ? w 0.85Lpp B 2T 湿表面面积 ? ? ㎡ 7480 2 ' 1 R 2 t w c S ?? ? 总阻力 N 5.35E+05 e P R? ? 单机有效功率 W 4.12E+06 故:用阻力系数法 算出的结果是 4120kW. 2.1.2 用爱尔法估算船舶有效功率 用爱尔法计算船舶有效功率完全按照《船舶原理(上)》P279——P286 进行计算.即可 得出下表 2: 武汉理工大学毕业设计(论文) 8 表2‐2? 艾亚法船体有效功率估算表? 故:用爱尔法算出的结果是 5434kW. 设计水线长 Lwl=178m 宽度吃水比数 B/T=3.26 垂线间长 Lbp=176m 方形系数 Cb=0.76 宽度 B=31 纵向浮心位置 xc=0.5%L,船中前 吃水 T=9.5m L/ 1/3 =5.11 排水量 =37300t 0.64 =893.44 速度 v(m/s) 7.71 / v gl 傅汝德数 0.186 标准 C0 查船舶原理(上)图7-3 430 标准 Cbr 查船舶原理(上)图7-3 0.77 实际 Cb(肥或瘦)(%) 0.768 瘦Cb 修正(%)瘦 查船舶原理(上)图7-6 1.72 Cb 修正数量1 7.396 已修正 Cb 之C1 437.39 B / T % 10 2 % b B C T ? ? ? ? ? ? ? ? ? 修正( ) -9.6 B/T 修正数量2 查船舶原理(上)式7-23 -41.99 已修正 B/T 之C2 395.4 标准 xc 查船舶原理(上)表7-5 1.69%L,船中前 实际 xc 0.09%L,船中前 相差 1.6%L,后xc 修正(%) 查船舶原理(上)表7-7(b) -4.55 xc 修正数量3 查船舶原理(上)式7-24 17.99 已修正 xc 之C3 413.4 1.025 % 100% wl bp wl L L L ? ? ? 长度修正( ) -1.35 长度修正数量4 查船舶原理(上)式7-25 -5.57 已修正长度 C4 407.8 Va3 3375 ? ? kw C V P a e 735 . 0 4 3 64 . 0 ? ? ? 5434kW 武汉理工大学毕业设计(论文) 9 通过爱尔法和阻力系数法的计算得出船舶有效功率分别是:5434kW 和4120kW.爱尔 法对中低速传估算结果与船模试验的吻合程度尚好,但其所统计的资料仅代表 20 世纪 40 年代以前的船型,因而用于近代的船型,如肥大船往往误差较大,而本文所涉及的成品油 船是肥大型的中高速船舶(方形系数是 0.76,船速是 15kn),所以误差较大.阻力系数法 是根据傅汝德阻力分类法(即:将船舶阻力分为摩擦阻力和剩余阻力)得来的,在保证傅汝 德数相等的情况下进行研究,因此阻力系数法主要适用于低速船舶,对于高速船舶,实船 和模型船的雷洛数 Re 相差较大,而本文研究的成品油船属于中高速船,所以误差较大. 最后根据母型船的取值经验,综合考虑下,最终船舶有效功率取 5200kW. 2.2 机桨匹配计算 主机选型和螺旋桨的设计密切相关.在设计中要综合考虑船、机、桨的匹配问题,从 而选定螺旋桨参数和主机型号. 在主机选型与螺旋桨参数确定的机、桨匹配计算中分为初步匹配设计和终结匹配设计 两个阶段. 初步匹配设计:已知船体主尺度、船体有效功率、船舶设计航速、螺旋桨的直径或转 速,确定螺旋桨的效率、螺距比、最佳转速或最佳直径及所需主机功率,从而选定主机和 传动设备. 终结匹配设计:根据选定的主机的功率、转速、船体有效功率,确定船舶所能达到的 最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率. 2.2.1 初步匹配计算 1.船体主尺度 设计水线长 LWL=178 垂线间长 LPP=176m 型宽 B=31m 型深 d=16.7m 设计吃水 T=9.5 方形系数 Cb=0.76 排水量(海水)=40836t 排水体积=39839.96m3 船舶设计航速 V=15kn 2.推进因子的确定 1)我们用泰勒公式计算伴流分数ω,因为泰勒公式适用于海船,对单螺旋桨船有: b 0.5C 0.05 0.5*0.76 0.05 0.33 ? ? ? ? ? ? ; 武汉理工大学毕业设计(论文) 10 2)推力减额分数 t 对单螺旋桨船: t ? kw;式中: 对流线型舵或反应舵:k 0.50 0.70 ? ? ; 对方形舵柱的双板舵: 0.70 0.90 ? ? k ; 对单板舵:k 0.9 1.05 ? ? . k 0.7 t 0.7*0.33 0.231 k? ? ? ? 在这里选择流线型舵, 取 ,故 3)相对旋转效率ηr 对单螺旋桨船:ηr=0.98~1.05;这里取ηr=0.985 4)轴系传递效率ηs r 0.96 0.98 =0.985 s ? ? ? ? 对无减速齿轮箱的船: ,这里取 武汉理工大学毕业设计(论文) 11 初步匹配设计计算(直径 D 给定)过程如下: 表2‐3? 初步匹配设计计算? 武汉理工大学毕业设计(论文) 12 根据上表的数据,用Excel 画图,得到下图,其中 pe 是船身有效功率,pte 是螺旋桨克服的有效推进功率,ps 是主机功率,p/d 是螺距比.图2‐2? 确定转速的最佳结果? 根据 Excel 图得到:转速 n=119.2r/min,η0=0.56,p/d=0.725,pe=5200kW,主 机功率=8487.9kW. 2.2.2 终结匹配计算 因为船身有效功率曲线不清楚,这里不做终结匹配计算. 2.2.3 主机选型 经过选择,有三款比较合适的 Man B&W 的柴油机.接下来我们从功率、机 桨匹配、燃油消耗率和经济性等方面进行比较,然后从中选一款最适合的主机: 1)6S50MC 功率 8580kW,转速 127r/min,燃油消耗率 171 g/ kW·h; 2)8S50MC 功率 8560kW,转速 95r/min, 燃油消耗率 171 g/ kW·h; 3)7L60MC 功率 8610kW,转速 123r/min,燃油消耗率 159 g/ kW·h; 根据上文的计算,主机的最佳功率是 8487.9kW,最佳转速是 119.2r/min.对于8S50MC,虽然功率很接近理论计算的主机功率,但其转速只有 95r/min,机 桨匹配性能不好,所以不选择 8S50MC.对于 7L60MC,主机的功率和转速都满 足条件,而且燃油消耗率最小,所以是一个不错的选择;对于 6S50MC,从功率, 转速,燃油消耗率来看,6S50MC 也能满足条件.现在,再从其他方面来比较 武汉理工大学毕业设计(论文) 13 7L60MC 和6S50MC:因为 6S50MC 售价比 7L60MC 低,性价比高,能够满足预 算,故选择 7L60MC. 武汉理工大学毕业设计(论文) 14 3 机电设备估算选型 本部分包括了船舶燃油系统、滑油系统、压缩空气系统、冷却水系统、舱底 水系统、 压载水系统、 通风系统、 消防系统、 供水系统管路以及主要设备的计算. 估算公式,除特别说明外,均来自《船舶设计手册轮机手册》和《民用船舶动力 装置》 .所选设备型号、排量、压头等均来自各个公司的主页. 3.0 已知条件 1 主机(1 台) 型号:6S50MC 型式:四冲程,直立,涡轮增压,船用柴油机. 缸数:6 直径:500mm 行程:1910mm 最大持续功率(MCR): 8580kW 最大持续功率时转速: 127r/min 螺旋桨设计点功率(CSR):7293kW(85%时持久功率) 燃油消耗率(ISO 工况): 171g/ kW·h 滑油消耗率: 1.4g/kW·h 起动系统:压缩空气启动系统 2 柴油发电机组(3 组) 柴油机 8L23/30H(3 台) 型式:直列,四冲程,六缸,直接喷射,废气涡轮增压,中冷船用柴油机. 缸数:8 缸径:230mm 行程:300mm 功率:1040kW 转速:720r/min 旋转方向(从飞轮端看):逆时针 起动方式:压缩空气 燃油消耗率:200g/kW·h+5% 武汉理工大学毕业设计(论文) 15 滑油消耗率:1.5g/kW·h 发电机(3 台):轴带发电机 型式:三相,自励无刷船用交流发电机 功率:990KW 转速:720r/min 电压:AC450v 频率:60Hz 3 应急柴油发电机组(选取卡特彼勒的发电机组:3406) 柴油机 型号:3406 功率:260kW 柴油机 型式:直列,四冲程 缸数:6 功率:277kW 转速:1800rpm 燃油消耗率:212g/kW·h 滑油消耗率:2.08g/kW.h 起动方式:电起动 发电机 型号:防滴,自带通风,无刷 型式:船用三相交流同步发电机 功率:230kW 转速:1800rpm 电压:450V 频率:60Hz 武汉理工大学毕业设计(论文) 16 3.1 燃油系统 本船所选用主机在正常航行时使用燃料油,在进出港时使用轻柴油;三台柴 油发电机使用轻柴油;应急发电机使用轻柴油;锅炉使用重油.(长期停炉后第 一次点火使用轻柴油). 3.1.1 主机耗油量 6 0 10? ? ? ? ? ? z e n m z g p t (1) 式中: mz—主机耗油量,t; pn—主机持续功率,7293kW; ge—主机耗油率,171g/kW·h Z—主机台数,1 台; t0—续航力,12000/15=800h; 6 6 0 10 171 7293 800 1 10 997.7t z e n m z g p t ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.1.2 辅机耗油量 6 m 10? ? ? ? ? f f f k b p (2) 式中:mf—辅机燃油消耗量,t bf—辅机燃油消耗率,g/kW·h,bf=200g/kW·h t2—续航力 h,t2=800h; k—辅机负荷系数,取0.6; pf—辅机标定功率 kW,pf=辅机标定功率 kW,pf=1040kW 6 6 m 10 200 1040 800 0.6 10 99.84t ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? f f f k b p 武汉理工大学毕业设计(论文) 17 3.1.3 辅锅炉油耗量 -3 10 g g e m k g t ? ? ? ? (3) 式中:k—使用系数,取0.6; mg—辅锅炉燃油消耗率,t; g e g —辅锅炉燃油消耗率,85kg/h; t—使用时间,800h; 3 3 m 10 85 800 0.6 10 40.8t ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? g g e k g t 3.1.4 燃油消耗量 主机和辅锅炉燃油中重油和轻柴油使用比例为 9:1. 3.1.4.1 重油消耗量 1 m 0.9 ( ) 0.9 (997.7 40.8) 934.65 ? ? ? ? ? ? ? Z g m m t 3.1.4.2 轻柴油消耗量 2 m 0.1 ( ) 0.1 (997.7 40.8) 99.84 203.69 ? ? ? ? ? ? ? ? ? z g f m m m t 3.1.5 燃油贮存量 船舶进港后燃油仍需 10%的裕度,以轻柴油为储备,故: 重油 ' 1 1 m 934.65 ? ? m t 轻柴油 ' 2 2 1 2 ( ) 10% 203.69 (934.65 203.69) 10% 317.52t ? ? ? ? ? ? ? ? ? m m m m 3.1.6 油舱容积 3.1.6.1 重油舱 ' 1 1 0 1 1 ? ? ? ? ? ? r f r V m c c c (4) 武汉理工大学毕业设计(论文) 18 式中: V1—重油舱容积,m3 ρr1—重油密度,0.93t/m3 ; Cr—容积系数,1.1; C0—储备系数,1.1; Cf—风浪系数,1.2; ' 3 1 1 0 1 1 1 934.65 1.1 1.1 1.2 1430m 0.93 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? r f r V m c c c 3.1.6.2 轻柴油舱 ' 2 2 0 2 1 m ? ? ? ? ? ? r f r V c c c (5) 式中: 3 2 m ; 轻柴油舱容积, ? ? ? ? ? ? V 2 ?r -----轻柴油密度,085t/m3 ;其余同上; ' 3 2 2 0 2 1 1 m 317.52 1.1 1.1 1.2 542.4 0.85 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? r f r V c c c m 3.1.7 日用油柜容积 3.1.7.1 主机日用油柜 6 Z 1 1 1 1 1 V 10 ? ? ? ? ? ? ? ? r e n r t c g p (6) 式中:Vz—主机日用油柜容积 m3 t1—供油时间,取10h 6 6 3 Z 1 1 1 1 1 1 V 10 10 1.1 171 7293 10 14.75m 0.93 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? r e n r t c g p 武汉理工大学毕业设计(论文) 19 3.1.7.2 辅机日用油柜容积 6 2 2 2 2 1 V 10 ? ? ? ? ? ? ? ? f r e n r t c g p (7) 式中:Vf—辅机日用油柜容积,m3 t2—供油时间,取10h 6 6 3 2 2 2 2 1 1 V 10 10 1.1 1040 200 10 2.69m 0.85 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? f r e n r t c g p 3.1.7.3 辅锅炉日用油柜容积 6 3 3 3 3 1 10 ? ? ? ? ? ? ? ? g r e n n V t c g p (8) 式中:Vg—辅锅炉日用油柜容积,m3 ; ge3—辅锅炉燃油消耗率,参考母型船取 85kg/h; t3—供油时间,取6h; 6 3 3 3 3 3 3 1 1 10 85 6 1.1 10 0.6m 0.93 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? g r e n n V t c g p 注: a. 主机轻柴油柜与辅机轻柴油柜公用,所以轻柴油日用油柜容积 3 3 Z f 10%V +2V 10% 14.75 2 2.69 6.855m ? ? ? ? ? ? V 取6.9m3 . 即:轻柴油日用油柜取 3 个,每个轻柴油日用油柜的容积为 2.3m3 . b. 主机日用油柜(重油)可供辅锅炉燃油,所以重油日用油柜容积 3 4 Z g 90%V +90%V m (14.75+0.6) 90%=13.81 ? ? ? V 故:设两个容积为 7m3 的重油日用油柜. c. 辅锅炉设一个轻柴油日用柜 3 5 g 10% 0.6 10% 0.06m ? ? ? ? ? V V 3.1.8 油渣柜容积 武汉理工大学毕业设计(论文) 20 据《民用船舶动力装置》商胜义 P158,按主机功率选取:V=4.0m3 . 3.1.9 污油柜容积 n1 p V7=0.1 1000 ? (9) 式中:V7—污油柜容积,m3 ; Pn1—主机功率,7293kW; 3 n1 p 7293 V7=0.1 0.1 0.73 1000 1000 ? ? ? ? ? m 3.1.10 沉淀柜容积 3 8 4 r z1 n1 1 1 V =z t c g p 10 ? ? ? ? ? ? ? ? r (10) 式中:V8—沉淀柜容积,m3 ; t4—存油时间,一般是 24-28h,在这里取 26h; 3 6 3 8 4 r z1 n1 1 1 1 V =z t c g p 10 171 7293 26 1.1 10 38.35m 0.93 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? r 3.1.11 主机燃油供给泵排量与压头 3.1.11.1 排量 3 1 1 1 1 10 ? ? ? ? ? ? ? vg e n r g k g p (11) 式中:gvg—主机燃油泵排量,m3 /h; k—裕度系数,取3; 3 6 3 1 1 1 1 1 10 171 7293 3 10 4.02 / 0.93 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? vg e n r g k g p m h 武汉理工大学毕业设计(论文) 21 3.1.11.2 压头 压头一般取 0.245-0.588MPa ,取3.1.11.3 型号 由上海泵阀的主页上得到: 型号:ISWY40-200 流量:4.4 m3 /h 扬程:51m 电动机:4.0kW 3.1.12 辅机燃油供给泵 辅机自带 3.1.13 燃油输送泵 3.1.13.1 流量: f ? ? ? Z g rs s V V V q t (12) 式中: rs q —燃油输送泵流量 m3 /h; ts—注油时间,取0.5h; f 3 14.75 2.69 0.6 36.08m /h 0.5 ? ? ? ? ? ? ? Z g rs s V V V q t 3.1.13.2 压头 根据《民用船舶动力装置》取0.24-0.343MPa ,则在这里取 0.24MPa . 3.1.13.3 选型 根据上海泵阀的主页选取: 型号:65-160(I)B 流量:43.2 m3 /h 扬程:24m 转速:2900r/min 武汉理工大学毕业设计(论文) 22 电动机功率:4kW 3.1.14 燃油分油机 按主机最大连续功率和燃油锅炉用油量的分油机容量 Q: 1 ( 42.5) (8580 0.171 42.5) 24 1.15 1866 / 23.5 0.95 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e e N g d Q l h t (13) 式中: Ne1—主机最大连续功率(MCR)8580kW ge1—主机燃油消耗率 0.171kg/kW·h a—安全系数 1.15 D—主机一天工作时间 24h ρ—燃油密度 0.95kg/m3 t—每天分离时间 23.5h 燃油锅炉续航耗量(50%负荷) 42.5kg/h 本船选用燃油分油机二台: 有效分离量: 2000L/h 武汉理工大学毕业设计(论文) 23 3.2 滑油系统 3.2.1 主机滑油分油机 按主机最大连续功率计算滑油净油机容量: 1 1.4 8580 4 2044.6 / 23.5 ? ? ? ? ? ? ? e k N z Q l h t (14) 式中: Ne1 —主机最大连续功率(MCR):8580kW K —滑油耗率:1.4 L/ kW·h t —每天分离时间:23.5h Z —分离次数:4 选型: 型号:SA835 处理量:2400L/h 3.2.2 主机滑油消耗量 6 6 1 10 1.4 8580 800 10 9.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Z Z M g MCR T t (15) 式中: MZ —主机滑油消耗量(在续航时间内)t gz1—主机滑油消耗率:1.4g/kW·h MCR—主机额定功率:8580kW t—续航时间 800h 3.2.3 辅机滑油消耗量 6 6 2 10 1040 1.4 2 800 0.85 10 1.98t ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? e f f M N g Z T K (16) 式中: Mf—发电机组柴油机滑油最大消耗量 t Ne2—发电机组柴油机功率 kW 1040kW gf—发电机组柴油机滑油消耗率 g/kW?h 1.4 武汉理工大学毕业设计(论文) 24 Z—发电机组使用台数(以2台计算) 2 台T—续航时间 h 800h K—负荷系数 0.85 滑油总耗量M 9.6t 1.98t 11.58t ? ? ? 3.2.4 主机滑油循环泵 设两台,一台备用 3.2.4.1 排量 3 0.014 8580 120.1 / ? ? ? ? ? H d eb q q p m h (17) 式中:qd-----主机要求的单位功率小时排量,取0.014m3 /h 3.2.4.2 压头 一般不包括冷却时为 0.294-0.392MPa ,取0.350MPa . 3.2.4.3 选型 根据泊头泵阀制造有限公司 型号:KCB—2500 流量:130 m3 /h 转速:985r/min 功率:75kW 3.2.5 主机滑油循环舱: r Vg= C ? H q Z (18) 式中: Vg 主机滑油循环柜,m3 ; Cr 容积系数,1.25; Z 主机循环倍率,低速柴油机为 6-12 次/小时,取10 次/h 武汉理工大学毕业设计(论文) 25 3 r 130 Vg= C 1.25 16.25m 10 ? ? ? ? ? H q Z 3.2.6 滑油储存舱容积 c 1 V ( ) ? ? ? ? ? ? ? ? Z f zh fh v c h C C C C C C (19) 式中:Vc—储油舱容积,m3 ; Czh—主机换油量,取1.5t; Cfh—辅机换油量,取0.5t; Cv—容积系数,1.1; Cc—储备系数,1.2; ρh—滑油密度,0.92t/m3 3.2.7 滑油沉淀舱 原则上滑油沉淀舱 V3 和滑油储存舱容积 Vc 相同,现19m3 3.2.8 油渣柜 查 《民用船舶动力装置》 (商胜义编写)的表 4-2-1, 根据主机功率得到 V=1.0m3 武汉理工大学毕业设计(论文) 26 3.3 冷却水系统 3.3.1 主机膨胀水箱 1 1 ( ) 50 60 ? ? ? ? x h y V q C (20) 式中:Vx—膨胀水箱容积,m3 ; qh—活塞淡水泵排量,按照经验由主机体积确定为 100m3 /h; Cy—容积系数,为1.1-1.2.取1.1; 3 1 1 1 ( ) 100 1.1 2.2m 50 60 50 ? ? ? ? ? ? ? ? ? x h y V q C 3.3.2 冷却水泵 3.3.2.1 淡水冷却水泵 a 排量,按所带走的散热量计算: 2 1 ( ) ? ? ? ? v z eb d d d H b P k q C t t (21) 式中:qd—淡水冷却水泵排量,m3 /h; Bz—主机燃油消耗率,0.171kg/(kW·h); Peb—主机标定功率,kW; K—裕度系数,取1.2; t2—淡水出主机温度,℃; Cd—淡水比热容 4300J/kg·℃; Hv—燃油低热值,4.3*107 J/kg; t1—淡水进主机的温度,℃; ε—冷却水带走的热量百分比,取22%; 故进出温度相差 10℃ 7 3 2 1 1.3 10 8580 1.2 0.171 22% 387.34m / ( ) 4300 10 1000 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? v z eb d d d H b P k q h C t t b 压头:总压头一般为 0.147-0.196MPa .缸套和活塞均采用淡水冷却器时, 则取 0.29-0.31MPa .这里取 0.30MPa . 武汉理工大学毕业设计(论文) 27 c 选型: 型号:VRF 8/320G 流量 440m3 /h 压强:0.30MPa 3.3.2.2 海水冷却泵 a.流量: 根据《民用船舶动力装置》(商胜义编写)P173 知:对于低速柴油机,缸套和 活塞都用淡水冷却, 有一个范围值: 0.054~0.082m3 /kW· h. 故取 0.065 m3 /kW· h. 则有: 0.065 m3 /kW·h*8580kW=557.7m3 /h. b.压头: 缸套和活塞都用淡水冷却时, 为0.147~0.196MPa . 取0.170MPa . c.选型:型号:VRF 9/320 SDG 流量:600m3 /h 压强:0.25MPa 武汉理工大学毕业设计(论文) 28 3.4 压缩空气系统 3.4.1 启动空气瓶 3 0 0 2 1 ( ) ? ? K PV V m P P (22) 式中:VK—空气瓶容积,m3 ; P2—最高气动压力,取2.94MPa ; V—所放出的自由空气量,m3; P1—最低启动压力,取0.686MPa ; P0—大气压力,取0.1MPa ; 3 1 [ ( 1) ] 10 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Z r z V q V q q V 式中: Φ—启动次数,取6; q—启动一次单位气缸容积所耗自由空气量,L/(L·次); q1—冷启动一次单位气缸容积所耗自由空气量,取5~7L/(L·次); qr—热启动一次单位气缸容积所耗自由空气量,取3~5L/(L·次); Vz—柴油机气缸总容积,L; 2 3 Z V 10 4 ? ? ? ? ? ? ? s i D 式中:D—汽缸直径,50cm; S—活塞行程,191cm; i—汽缸数,为6; 2 3 2 3 Z V 10 50 6 191 10 2249.03L 4 4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? s i D 3 -3 3 1 [ ( 1) ] 10 =[7+(6-1) 5] 2249.03 10 71.97m ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Z r z V q V q q V 3 K 2 1 71.97 V = 3.26m 9.8 ( ) 9.8 (2.94-0.686) ? ? ? ? ? ? V P P 故主机共设置 3.5m3 、2.94MPa 的启动空气瓶 3 只(注意主机和辅机各用一 个启动空气瓶,剩下一个备用). 武汉理工大学毕业设计(论文) 29 3.4.2 空压机 供柴油机启动的空气压缩机,一般应为独立驱动的空气压缩机,要求一小时 内充满主柴油机的所有启动空气瓶,并且使压力达到所要求的最大压力.设置两 台,其中一台备用. 3.4.2.1 排量 K max V=V 9.8 ? ? P (23) 式中:V—空气压缩瓶排量,m3 /h; VK—启动空气瓶容积,m3 ; Pmax—启动空气瓶内的最高压力,MPa ; 3 K max V=V 9.8 3.5 2.94 9.8 100.48 / ? ? ? ? ? ? ? P m h 3.4.2.1 选型 型号:WP 101 L 排量:121 m3 /h 压力:2.94MPa 3.4.3 杂用空气瓶 参照母型船选用 3.4.3.1 汽笛空气瓶 汽笛空气瓶一只,100L,1MPa ; 3.4.3.2 日用空气瓶 日用空气瓶一只 2m3 *1.0MPa 武汉理工大学毕业设计(论文) 30 3.5 舱底水系统 3.5.1 舱底水泵 舱底水泵应配备两只,其中一只备用. 3.5.1.1 舱底水总管直径 据《钢制海船制造规范》 ,舱底水总管直径不小于下列计算值,实际可按照 主管所允许的最接近的公称通径取整. 1 25 1.68 ( ) ? ? ? d e B D (24) 式中: d1—舱底水总管直径,mm; L—船长,184.90m; B—型宽,31m; D—型深,16.7m; ? ? 1 25 1.68 ( ) 25 1.68 184.90 16.7 31 182.77mm ? ? ? ? ? ? ? ? ? d e B D 3.5.1.2 舱底水泵的排量 每台舱底水泵的排量不小于下列计算值: 2 3 2 3 3 1 1 5.66 10 5.66 182.77 10 189.07 / ? ? ? ? ? ? ? ? ? q d m h 舱底水泵压头:0.2~0.3MPa ,若舱底水泵兼做消防泵时,其压头必须满足 消防泵的要求,一般应为 0.5~0.8MPa 3.5.1.3 舱底水泵的选型 根据上海泵阀的主页查得: 型号:150ZW200-20 压头:0.2MPa 流量:200m3 /h 电机功率:15kW 武汉理工大学毕业设计(论文) 31 3.5.2 机舱处舱底水支管 机舱处舱底水支管内径应小于下列计算值: 2 d =25+2.15 ( ) ? l B D (25) 式中:d2—舱底水支管直径,mm; l—舱室长度,由船体图得 26.2m; 2 d =25+2.15 ( ) 25 2.15 26.2 101mm (31+16.7) ? ? ? ? ? l B D 3.5.3 舱底油水分离器 3.5.3.1 船用舱底油水分离器满足下列标准: 舱底水经处理后应达到所规定的排放标准: 1) 在15°倾斜下仍能正常工作; 2) 能自动排油; 3) 并且同时希望其构造简单,体积小,重量轻,易于检修. 3.5.3.2 容量 根据《民用船舶动力装置》(商胜义编写)P190 所述: 4000t 以上的船舶,舱底水油水分离器容量为 2t/h, 故本船选用 2t/h 的油水分离器. 3.5.3.3 型号 处理能力:2t/h; 效果:≤15ppm; 加热方式:电加热器 排油方式:自动或手动; 耗电功率:9kW; 台数:1 台; 武汉理工大学毕业设计(论文) 32 3.6 压载水系统 3.6.1 压载水泵 3.6.1.1 压载水泵底流量 ? ? y V q t k (26) 式中: qy—压载水泵排量,m3; V—总压载水量, (不包括自流出的压载水;对油船则不包括兼用压载水舱 的压载水),m3,设计中由经验得到为全船总载重量的 30%~40%,这里取 35%. 则V=35%*37300/1.025=12736m3 ; t—注排水时间,h;一般要求 1~2 小时内将最大一个压载水舱内的水排完, 全船 10~14h,这里取 12h; k—系数,压载水平均流量与压载水泵排量之比,与船舶类型有关,一般为 0.8~0.9.这里取 0.8; 3 12736 1326.7 / 12 0.8 ? ? ? ? ? ? y V q m h t k 3.6.1.2 选型 选取 1400 m3 /h*0.3MPa 的压载水泵 3.6.2 扫舱泵 对于大型船舶,往往设有扫舱泵,以利于排出压载水舱内的剩余水量,其排 量qs 可按下式决定:(0.11 0.33) ? ? s y q q , 现取3syq0.15q 0.15 1326.7 199m / ? ? ? ? h ;根据经验压头可以取 0.2~0.3MPa ,这里 取0.3MPa . 武汉理工大学毕业设计(论文) 33 3.7 消防系统 按《规范》本船固定消防系统采用水消防和 CO2 灭火系统,货舱、居住舱 区域、甲板舱、服务处所采用水灭火系统,机舱内还有 CO2 灭火系统,水灭火 系统设有驱动消防泵两台. 3.7.1 消防泵选型 3.7.1.1 流量计算 《海规》规定,泵的总排量应不少于每一台独立舱底水泵用作舱底抽水时所 需排量的 4/3,但货船的消防泵总排量不需超过 180m3 /h,所需消防泵(货船应急 泵外)的排量在任何情况下不得少于 25m3 /h,且至少应能维持两股所需的水柱. 所以排量取 180 m3 /h. 3.7.1.2 压头 消防水泵的压头 1 2 3 P=P +P +P 式中: P—排出压头,MPa ; P1—水枪喷水时,各消防阀内应维持的压头, MPa ; P2—管内压力损失,取最远或最长的管路计算,MPa ; P3—静压头,从泵到消防阀的垂直距离所需要的压头, MPa . 其中: P2 应根据不同船舶, 取驾驶甲板或首楼甲板上的消防阀中数值较大者 计算. 所以: 消防阀处的压力 P1,可根据《民用船舶动力装置》得到,在这里取 0.3MPa , 至于 P2+ P3,因为在设计时不清楚,参考同类母型船取 60m 故总压头是 90m. 3.7.1.3 选型 故选取 180 m3 /h*0.9MPa 的消防泵就可以了. 型号:SFN 60G 流量:180 m3 /h 压强:0.9MPa 武汉理工大学毕业设计(论文) 34 3.7.2 应急消防泵 按《海规》要求,应急消防泵排量不小于 25 m3 /h,且压头不小于 0.25MPa . 由《中外船舶配套设备手册》可知: 型号:25CL-4; 流量:25m3 /h; 扬程:65m; 电机:Z2C-52Y160M2-2; 电机功率:16kW; 3.7.3 CO2 灭火系统 3.7.3.1 机舱灭火 CO2 量 表3‐1? 确定 CO2 量? 序号 计算名称 代号 单位 公式及数据来源 数值 1 机舱长 L1 m 船体总图 26.2 2 机舱宽 B m 船体总图 18 3 型深 D m 船体总图 6 4 机舱开口长 L2 m 船体总图 10.5 5 机舱开口宽 B2 m 船体总图 7.3 6 主甲板机舱棚高 D2 m 船体总图 4.6 6 其它小空间容积 R m 3 船体总图 120 7 机舱容积(包括机 舱棚) V1 m 3 V1=(L1*B*D)+2*(L2*B2*D2)+R 3654.78 8 启动空气瓶总容积 V2 m 3 实取(3MPa ) 10.5 9 气笛等空气瓶总容 积V3 m 3 实取(1MPa ) 2.0 武汉理工大学毕业设计(论文) 35 3.7.3.2 液货舱所需的 CO2 量 因为液货舱容积还没有确定,这个先不算. 10 空气瓶释放总容积 V4 m 3 V4 =V2 *(30-1)+V3 *(10-1) 316.2 11 计算总容积 V5 m 3 V5=V1+V4 3970.98 12 机舱所需 CO2 容积 Vc m 3 Vc=0.35*V5 1389.8 13 CO2 自由气体密度 ρ m 3 /kg 按规范 0.56 14 机舱所需 CO2 重量 Ge kg Vc / ρ 2481.8 15 每瓶 CO2 重量 q kg/瓶 按每瓶 68L 计算为≤68*0.67 45.5 16 所需 CO2 总瓶数 n 瓶n=Ge/q 55 武汉理工大学毕业设计(论文) 36 3.8 生活水系统 3.8.1 淡水压力柜容积 据《钢制海船入级与建造规范》以及本船的要求列出下表: 表3‐2? 压力水柜容积? 3.8.2 生活水泵排量计算 由《钢制海船入级与建造规范》P237 可知: 水泵排量根据压力水柜的有效容积在高峰用水时间时的持续使用时间和水泵每小时 对压力水柜的充水次数,算出水泵每次充满压力水柜有效容积的时间,然后求出水泵的排 量. 水泵每次启动的时间间隔: 0 60/ min ? t n 式中:n—水泵 1h 内启动的次数,一般取 5~10.这里取 8. 0 60/ 60/8 7.5min ? ? ? ? t n 显然,t0 应包括水泵每次充满压力水柜有效容积的时间、以及压力水柜被充满后,其 序号 项目 符号 单位 公式 数值 1 船员人数 Z 28 2 船员每人每天清水耗量 q3 L/D q3 250 3 全船每天总用水量 Q0 L Q0= Z·q3 7000 4 高峰时集中用水系数 β 0.3 5 高峰时的用水量 qmax L/D qmax=β·q3 2100 6 水泵每小时启动次数 N 8 7 水泵每次向水柜供水量 D1 L D1=qmax/n 262.5 8 压力柜有效容积 V1 L V1=D1 262.5 9 水柜最低使用压力 P1 MPa (绝对压力) 0.25 10 水柜最高使用压力 P2 MPa (绝对压力) 0.35 11 在压力 P2 时的空气容积 V2 L V2=P1*V1/(P2-P1) 656.25 12 在压力 P1 时的空气容积 V3 L V3=V1+V2 918.75 13 压力柜无效容积 V0 L 根据《海规》 100 14 压力水柜总容积 V L 1018.75 武汉理工大学毕业设计(论文) 37 有效容积在高峰用水时的持续使用时间(即水泵在充满有效容积后的停止工作时间),即01tmin ? ? t t 式中: t—压力水柜有效容积在高峰用水使的持续谁用时间,一般取为 2~4min;这里取 3min t1—水泵充满压力水柜有效容积的时间,min. 故:t1=4.5min 1 2 1 2 262.5 656.25 233.33 / min 3 4.5 故:水泵排量 ? ? ? ? ? V V D L t t 3.8.3 海水压力柜 各器具耗水量及个数: 大便器:独用 14 个,公用 4 个; 小便器:4 个; 打扫用水:8L/d; 杂用水:8L/d;(由于打扫用水,杂用水占的比例非常小,在这里不考虑) ? 图3‐1? 用水器具的给水单位? 武汉理工大学毕业设计(论文) 38 根据 《船舶设计手册轮机分册》 表5-6-2 得: 大便器和小便器使用冲水阀, 给水单位是 140, 图3‐2? 同时使用需水量选取量? 然后查表 5-6-4 得到: ? ? m? ? ? f 230L/min. ? ? 3 3 3 m 100% 230 60 10 10 0.86 / 16 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Y f qD m h T 式中: Y —同时使用系数,100%; S —船员人数; m—用水器具的个数 f —单个器具的给谁单位 T —1 天内用水器具使用时间,取8-16h,这里取 16h. 图3‐3? 用水器具的同时使用系数 Y? 其中 Y=100%按表 5-6-2 查得,再按式可求得: 3 max q 1.8 1.548 / ? ? D D q m h 故: 3 3 V 0.15m ; ? 3 3 max 2 q 1.548 V = 0.26 6 6 ? ? D m m 武汉理工大学毕业设计(论文) 39 3 2 2 1 1 2 0.26 0.20 0.34m 0.35 0.20 ? ? ? ? ? ? ? P V V P P 3 3 3 3 1 2 3 0.15m 0.26m 0.34m 0.75m ? ? ? ? ? ? ? ? V V V V 取海水压力水柜的容积为 0.8m3 . 3.8.4 压力柜供水泵排量及压头计算 3.8.4.1 淡水柜的供水泵 1)水泵排量根据压力水柜的有效容积在高峰用水时间时的持续使用时间和水泵每小时 对压力水柜的充水次数,算出水泵每次充满压力水柜有效容积的时间,然后求出水泵的排 量. 2 2 1 ? ? y V V q t t (27) 式中: t—压力水柜有效容积在高峰用水时的持续使用时间, 一般取为 2~4min;这里取 3min; t1—水泵充满压力水柜有效容积的时间,min; V2—有效容积; 由于 0 1 0 60 t 与???tttn得: 0 60 60 t 7.5min 8 ? ? ? n 1 0 7.5 3 4.5min ? ? ? ? ? t t t 1 1 656.25 ( ) 364.58 / min 3 4.5 ? ? ? ? y q L 2)水泵压头 一般要求保证进入压力水柜处压力略高于压力水柜的最高工作压力.即:不得小于 0.35MPa . 3)选型 型号:CR 5-20 流量:400L/min 压头:0.37MPa 武汉理工大学毕业设计(论文) 40 3.8.4.2 海水泵(和淡水泵的计算方法一致) 1)排量计算: 2 2 1 1 1 260 L/min 5 2.5 y V V q t t ? ? ? ?( + )=156 (28) 式中:t1——5min,t=7.5-5=2.5min; 2)压头: 本船要求海水泵不得小于 0.35MPa ; 3)选型: 选取 160L/min*0.36MPa 的海水泵. 3.8.5 生活污水处理装置 由《中外船舶配套手册》选择: 型号:ST4; 处理能力:40~43 人; 处理后水质:SS<40mg/L,BODs<40mg/L,大肠杆菌<200/100ml; 3.8.6 辅锅炉给水泵 1) 给水泵排量 3 3 (1.2 1.5) 1.4 85 10 0.119m / 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? g D q h (29) 式中:qg——辅锅炉给水泵排量,m3 /h; D——辅锅炉最大蒸发量,t/h; ρ——给水密度,t/m3 ; 2) 给水泵压头 给水泵压力与锅炉蒸汽压力、管路阻力和辅锅炉安装高度有关. 3) 辅锅炉给水泵的选型 型号:CR 32-6-2; 流量:0.2m3 /h; 压头:1.4Mpa. 3.9 机舱通风系统 武汉理工大学毕业设计(论文) 41 3.9.1 机舱通风机的排量 机舱通风机的排量有三种方法确定: 1)按通风带走的设备散热量计算 2)按柴油机及辅锅炉燃烧所需的空气量计算 3)按机舱换气次数计算 用上述三种方法计算出 3 个通风量后,以其中最大一个通风量作为风机的排量,来选 择机舱通风机. 3.9.1.1 按通风带走的设备散热量计算 F Q V = 60? ? pa c t (30) 式中:VF——通风量,m3 /min; Q——机舱内机械设备的散热量,kJ/h; ρ——干燥空气的密度,在20℃、101.3kPa 时取 1.205kg/m3 ; cpa——干燥空气的定压比热容,1.009kJ/(kg·℃); t——机舱内空气允许温升,5~6℃. 1)对柴油机 1 b Q =3600 P ? 式中:Q1——柴油机的散热量,kJ/h; ω——相对于柴油机功率的散热损失率,可取为 2%; Pb——柴油机标定功率,kW. 代入上式可得柴油机所需通风量 3 b b F1 3600 P 60 P V = m / min 60 ? ? ? ? ? ? ? pa pa c t c t (31) 3 b F1 60 P 60 2% 8580 V = = =1693.64m / min 1.205 1.009 5 ? ? ? ? ? ? ? ? pa c t 2)对辅锅炉 2 ? ? g u Q B H (32) 式中:Q2——辅锅炉的散热量,kJ/h; Bg——辅锅炉燃油消耗量,kg/h; 武汉理工大学毕业设计(论文) 42 ω——散热率,0.5%~0.75%; Hu——燃油低热值,取42500kJ/kg. 所以辅锅炉所需通风量 3 2 85 5% 42500 495.2 / 60 60 1.205 1.009 5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? g u F pa B H V m h c t 因此,为保证柴油机和辅锅炉燃烧所需的空气量,即通风量 3 1 2 1693.64 495.2 2188.83m /h ? ? ? ? ? ? F F F V V V 3.9.1.2 按柴油机及辅锅炉燃烧所需的空气量计算 1)对柴油机 1 b 60 ? ? c c b F V P V (33) 式中:VF1——柴油机燃烧所需空气量,m3 /min; bc——柴油机燃油消耗率,0.171kJ/(kW·h); Vc——燃烧 1kg 燃油所需空气量,20℃、101.3kPa 时取 11.6m3 /kg β——过量空气系数,取1.7; Pb——柴油机标定功率,8580kW. 3 1 b 0.171 11.6 1.7 8580 482.21m / min 60 60 ? ? ? ? ? ? ? c c b F V P V 2)对辅锅炉 F2 V 60 ? g g B V (34) 式中:VF2——辅锅炉燃烧所需空气量,m3 /min; Bg——辅锅炉燃油消耗量,kg/h; Vg——辅锅炉燃烧空气量,当空气过剩系数为 1.15 时取 14.7m3 /kg. 3 F2 85 14.7 V 20.83m / min 60 60 ? ? ? ? ? g g B V 因此, 为保证柴油机和辅锅炉燃烧所需的空气量, 柴油机及辅锅炉燃烧所需的空气量: 3 3 1 2 482.21 20.83 503m / min 30182.6m /h ? ? ? ? ? ? ? F F F V V V 武汉理工大学毕业设计(论文) 43 3.9.1.3 按机舱换气次数计算 机舱换气次数就是从保证机舱管理人员安全工作和健康以及机械设备的正常运行 考虑,每小时需将机舱内的空气更换多少次.实际上,其次数也就是机舱容积的倍数.对 于一般船舶,换气次数通常是 30~40 次/h.于是通风量 ? ? F M V V (35) 式中:VM——机舱净容积(扣除机舱中机械设备所占的容积),3655m3 ; λ——机舱换气次数,这里取 35 次/h. 3 35*3655 127925m / ? ? ? ? ? F M V V h 故机舱通风机的排量为 127925m3 /h. 3.9.2 机舱通风机的压头 通风机的压头 = 通风管路中总的压头损失*(1.1~1.2),根据母型船选取 850pa. 3.9.3 机舱送风机的选型 共布置 4 台送风机,其中两台可逆.型号都相同,是: 型号:AQB-1120; 流量:55000m3 /h; 压头:850pa. 武汉理工大学毕业设计(论文) 44 4 轮机说明书 4.1 概述 本船为尾机型 37300 吨级成品油船,推进装置采用 1 台船用低速柴油机做主机 (6S50MC),柴油机通过高弹性联轴节,经中间轴和轴承,螺旋桨轴和轴承传动螺旋桨.服 务航速时,续航力按 12000 海里设计. 发电装置由 3 台主柴油发电机组和 1 台应急柴油发电机组组成.机舱内设有燃油组合 锅炉一台,它们产生的蒸汽应满足全船油舱(柜)和需加热的设备加热及生活采暖. 本船螺旋桨的设计点取为主机 85%MCR,主机转速按 127rpm. 本船设备的仪表不采用集中的方式,而是分散在设备的附近. 各机械设备及管系附件均按中国工业标准(如GB、CB、JB、YB、HG 及SY 等)制造, 但进口设备附带的管子及附件按制造厂标准. 各机械设备、备品的供应按船级社规范和船东要求配置. 4.2 主机 1) 技术参数: 型号:6S50MC 型式:四冲程,直立,涡轮增压,船用柴油机. 缸数:6 直径:500mm 行程:1910mm 最大持续功率(MCR): 8580kW 最大持续功率时转速: 127r/min 螺旋桨设计点功率(CSR):7293kW(85%时持久功率) 燃油消耗率(ISO 工况): 171g/ kW·h 滑油消耗率: 1.4g/kW·h 起动系统:压缩空气启动系统 2) 燃油、滑油和水的要求 a)循环润滑油应具有良好的抗氧化能力和净化—分离特性.本机采用的循环滑油粘度 等级符合 SAE40 的要求.具体牌号按主机制造厂使用说明书推荐的选用. b)摇臂独立滑油系统采用的滑油,其要求及品牌亦按主机制造厂推荐的使用. c)增压器和调速器滑油:L-TSA68(GB11120-89) 3) 冷却淡水 为防止柴油机部件内冷却水管的锈蚀, 应对淡水进行处理, 处理方法按 SEMT 的要求. 武汉理工大学毕业设计(论文) 45 4.3 电站 4.3.1 柴油发电机组 柴油机 8L23/30H(3 台) 型式:直列,四冲程,六缸,直接喷射,废气涡轮增压,中冷船用柴油机. 缸数:8 缸径:230mm 行程:300mm 功率:1040kW 转速:720r/min 旋转方向(从飞轮端看):逆时针 起动方式:压缩空气 燃油消耗率:200g/kW·h+5% 滑油消耗率:1.5g/kW·h 发电机(3 台):轴带发电机 型式:三相,自励无刷船用交流发电机 功率:990KW 转速:720r/min 电压:AC450v 频率:60Hz 4.3.2 柴油发电机组 本船尾楼甲板左舷应急发电机室内设应急柴油发电机组一台,向需要应急供电的设备 如舵机等供电.柴油发电机组的设计满足 CCS 规范要求,柴油机设有两种起动方式(气、 电). 柴油机 型号:3406 功率:260kW 柴油机 型式:直列,四冲程 缸数:6 功率:277kW 转速:1800rpm 燃油消耗率:212g/kW·h 武汉理工大学毕业设计(论文) 46 滑油消耗率:2.08g/kW.h 起动方式:电起动和空气起动 发电机 型号:防滴,自带通风,无刷 型式:船用三相交流同步发电机 功率:230kW 转速:1800rpm 电压:450V 频率:60Hz 4.4 辅助设备 4.4.1 泵 每台泵均应按不同用途带有必需的附件,如压力表、压力真空表、放气旋塞及放水塞 等. 每台离心泵的电动机应有足够的功率,以便在泵的各种排量压头条件下均不超负荷, 每台旋杆泵、 齿轮泵或活塞泵均带有能通过全排量的安全阀, 以防止损坏排出管路及设备. 4.4.1.1 燃油系统 (1)本船燃油系统摄主机燃油供应单元一套: (2)燃料油输送泵 数量: 1 台(3)轻柴油输送泵 数量: 1 台(4)燃、滑油油渣泵 数量: 1 台4.4.1.2 滑油系统 (1)主滑油泵及备用泵 数量: 2 台(2)滑油输送泵 数量: 1 台(3)尾管滑油手摇泵 数量: 1 台 武汉理工大学毕业设计(论文) 47 4.4.1.3 海水系统 (1)主海水冷却泵 数量: 2 台(2)辅机海水泵 数量: 2 台(3)空调水冷却泵 数量: 1 台(4)舱底消防总用泵 数量: 2 台(5)压载水泵 数量: 4 台(6)卫生水泵 数量: 2 台(7)应急消防泵 数量: 1 台4.4.1.4 淡水系统 (1)主机淡水冷却泵 数量: 2 台(2)生活淡水泵 数量: 2 台(3)生活热水循环泵 数量: 1 台(4)锅炉给水泵(锅炉配套) 数量:2 台(其中一台备用) 4.4.2 空气压缩机 (1)主空压机: 数量:2 台(2)控制空压机: 数量:1 台(3)应急空压机: 数量:1 台(4)日用空压机: 数量:1 台 武汉理工大学毕业设计(论文) 48 4.4.3 离心分离机 (1)轻柴油离心分离机 数量:1 台(2)滑油离心分离机 数量:1 台(3)燃料油离心分离机 数量:1 台 所选用的热交换器按不同使用情况,应带有安全阀,放气旋塞,泄放旋塞,压力表,温度 表,锌块和化学清洗接管等. (1)主机燃油雾化加热器 已安在主机燃油组装单元中. (2)燃料油离心分离机加热器(制造厂配套) 数量:2 台 型式:蒸汽加热壳管式 加热面积:按分油机厂标准 (3)主机滑油冷却器(主机配套) 数量:1 台 型式:卧式壳管式 冷却面积:按主机制造厂标准 (4)辅机滑油冷却器(辅机配套) 数量 :3 台 型式:卧式壳管式 冷却面积:按辅机制造厂标准 (5)滑油离心分离机加热器(制造厂配套) 数量:1 台 型式:蒸汽加热壳管式 加热面积:按分油机厂标准 (6)主机淡水冷却器(主机厂配套) 数量:1 台 型式:卧式壳管式 冷却面积:按主机制造厂标准 (7)大气冷凝器 数量:1 台 型式:卧式壳管式 冷却面积:10m2 武汉理工大学毕业设计(论文) 49 4.4.4 机舱风机 机舱通风机 型号:AQB-1120; 流量:55000m3 /h; 压头:850pa. 4.4.5 空气瓶及压力水柜 (1)主空气瓶 数量:2 台 容积:3.5m 3 工作压力:2.94Mpa (2)辅空气瓶 数量:1 台 容积:0.25m 3 工作压力:2.94MPa (3)应急柴油发电机组空气瓶 数量:1 台 容积:0.5m 3 工作压力:1MPa (4)汽笛及雾笛空气瓶 数量:1 只 容积:0.1m 3 工作压力:1MPa (5)日用空气瓶 数量:1 台 容积:2m 3 工作压力:1MPa (6)杂用空气瓶 数量:1 只 容积:2m 3 工作压力:0.7MPa 4.4.6 环保设备 (1)生活污水处理装置 武汉理工大学毕业设计(论文) 50 数量:1 台 型号:ST4; 处理能力:40~43 人; 处理后水质:SS<40mg/L,BODs<40mg/L,大肠杆菌<200/100ml; (2)舱底油污水分离装置 处理能力:2t/h; 效果:≤15ppm; 加热方式:电加热器 排油方式:自动或手动; 耗电功率:9kW; 台数:1 台; 4.4.7 其他设备 (1)空气干燥装置 数量:1 台 型号:ALD 0080 型式:制冷式 处理空气量:60m 3 /h 工作压力:0.7Mpa (2)大型泡沫灭火机 数量:1 只 型号:MPT6 容量:65L (3)大型泡沫灭火机 数量:2 只 型号:MPT100 容量:135L (4)发电柴油机消音器 数量:3 台 型式:干式 通径:Dg=300mm 4.4.8 机修设备 (1)车床 武汉理工大学毕业设计(论文) 51 数量:1 台 型号: 最大加工直径: mm ? 电机功率:kW (2)台式钻床 数量:1 台 型号:H5-3 最大钻孔直径: 25mm ? 电机功率:1.1kW (3)砂轮机 数量:1 台 型号:ST-200 型式:立式 砂轮直径: 200mm ? 电机功率:0.6 kW (4)机舱行车(手动) 数量:1 台(主机 1 台) 型式:船用单梁行车 起重量:1.5t 型号:WA1 (5)手拉葫芦 数量:2 台(主机 1 台,杂用 1 台) 型号:HS-A1.5 起重量:1.5t 起重高度:4m (6)电焊机 数量:1 只 型号:AX7-300-1 焊接电流: 功率:10KW 4.5 系统及机舱布置 4.5.1 海水冷却系统 本系统设主海水泵二台,辅海水冷却泵二台和空调冷却水泵一台.主海水泵的容量包 武汉理工大学毕业设计(论文) 52 括主机、齿轮箱、主机滑油冷却期、高温水热交换器等设备冷却所需要的海水.辅海水冷 却泵为 3 台发电柴油机、监视室立柜式空调和冷藏装置等设备提供所需要的海水.空调冷 却水泵一台供中央空调和大气冷凝器等设备冷却水. 在系统中设 DN450mm 海水总管 1 根;在海水总管上设高低位通海阀箱及钢质直角截 至通海阀各 1 只. 4.5.2 淡水冷却系统 本系统包括主机缸套冷却水系统,柴油发电机缸套冷却水系统,上述系统均各独立, 避免相互干扰绕. 4.5.2.1 主机缸套冷却水系统 主机缸套冷却淡水采用闭式系统,系统中设有两台主机淡水冷却泵,两台主机淡水冷 却泵互为备用,主机启动暖机使用发电柴油机冷却水,还设有 1 具淡水冷却器、1 只温度自 动调节阀以及相应的管路. 系统中还设主机淡水膨胀水箱 1 只,其安装高度距主机淡水排出口处空气分离器的最 高处不小于 2cm,淡水膨胀箱是由自动和手动补给水阀及低位报警. 4.5.2.2 发电柴油机缸套冷却淡水系统 每台发电柴油机均自带水箱,冷却淡水泵,系统包括淡水冷却器 1 台、三通温度调节 阀及相应的管路等.每台机组各自形成独立的系统. 4.5.3 燃油系统 本系统包括燃油输送系统、燃油日用系统、燃油净化系统和燃油泄放系统等四部分. 4.5.3.1 燃油输送系统 本系统包括燃油注入、贮藏、调驳和排放的功能.系统中的设备有燃料油输送泵 1 台及柴油输送泵 2 台,油渣泵 1 台. 在甲板上两舷设有燃油和轻柴油注入口、油渣排出口.从岸上或供油船来到的燃油经 过各自的注入口,直接注入至各燃油舱和燃油沉淀舱,轻柴油舱和轻柴油沉淀舱.油渣舱 内的渣油通过油渣泵经过油渣排出口输送到岸上. 燃料油输送泵按需要,可将燃料油舱的油驳至燃料油沉淀舱. 轻柴油输送泵可将轻柴油舱内的轻柴油输送至轻柴油沉淀舱和轻柴油日用舱. 本系统各燃油舱柜的溢油,均溢至燃油溢油舱. 燃油溢流舱、燃油污油舱内的燃油可经燃料油输送泵驳至燃料油沉淀舱. 燃油油舱内的油渣由油渣泵输送至岸上处理. 武汉理工大学毕业设计(论文) 53 各舱柜均应装设液位标.燃料油日用、轻柴油日用舱、轻柴油舱等设浮子式液位计. 各燃料油舱、污油舱均装有蒸汽加热管.凡输送燃料油的油管均设蒸汽加热伴行管,并进 行绝热包扎. 4.5.3.2 燃油净化系统 本系统包括 2 台燃料油离心分离机和 1 台轻柴油离心分离机,并分别配蒸汽加热器 1 具. 2 台燃料油离心分离机在一般情况下,1 台离心分离机工作,另一台备用,也可 2 台 燃料油离心分离机并联同时使用. 燃料油分离机的供油泵从燃料油沉淀舱抽吸燃料油,经加热后进入离心分离机,分离 净化后的燃料油输送至燃料油日用舱和锅炉日用燃料油柜.根据燃料油的品质,分离机可 进行间歇分离或连续分离.此分离机在需要时,也可对轻柴油进行分离处理. 轻柴油分离机的供油泵从轻柴油沉淀舱抽吸轻柴油,经加热后进入离心分离机,分离 净化后的轻柴油输送至轻柴油日用舱、应急发电机日用轻柴油柜和锅炉日用轻柴油柜. 各分离机排出的污水则排入舱底水舱内. 4.5.3.3 燃油日用系统 本系统是将燃油从各日用舱柜输送至主机,发电就,发电机组,锅炉,应急发电机组. (1)主机燃油供油系统 从燃油日用舱或轻柴油日用舱来的油经过燃油双联滤器进入燃油供油单元,燃油供油 单元在对燃油进行处理后送入主机. 主机回油至燃料油日用舱.主机泄漏油至燃油污油舱. 当主机需要场时间停机和进出港时,可通过将进机的燃料油转换为轻柴油.在燃料油 管路上应敷设蒸汽伴行管并外加绝热包扎.对用于燃料油系统的仪表及其接管亦应考虑防 冻措施. (2)主发电柴油机和应急柴油发电机组 主发电机组的柴油机、应急发电机组的柴油机按燃用轻柴油进行设计,其日用油柜的 容积满足 CCS 规范的要求. 主发电机组的柴油机机带燃油泵从轻柴油日用舱经过燃油双联滤器将燃油吸入后通 过燃油吸入后通过燃油双联精滤器至高压油泵,发电柴油机泄油至污燃油舱. 在轻柴油日用舱的供油管处,设有气动快关阀. 轻柴油日用柜在溢流管上的溢流观察器应设在输送泵的附近易观察之处以便控制油 泵. (3)燃油废气锅炉 燃油废气锅炉燃油供油单元从锅炉燃料油日用舱和轻柴油日用舱燃油吸入,经过燃料 油加热器输送入锅炉. 武汉理工大学毕业设计(论文) 54 4.5.3.6 燃油泄放系统 在本系统中,油舱柜、油泵、滤器等油盘中的残油和主机和发电机组泄漏油,此类油 泄放至燃油污油舱.此舱内的油经过分离后自再重新使用. 燃料油的泄放管应加蒸汽伴行管,并进行绝热包扎. 4.5.4 滑油系统 本系统包括滑油输送系统、滑油净化系统、滑油供油系统、滑油泄放系统等. 4.5.4.1 滑油输送系统 本系统包括滑油注入、贮藏、调拨和排泄等作用.主、辅机滑油和减速齿轮箱滑油从 甲板加油站内注入头直接注入滑油贮藏舱,而增压器和空压机等设备所用滑油可用桶装贮 藏在机舱内,需要时可手动加入. 机舱内设滑油输送泵 1 台,将污滑油舱和主机滑油循环舱经排岸接头排至岸上处理. 主、辅机和减速齿轮箱滑油循环舱中滑油注入是依靠重力作用进行的 本系统各滑油舱柜的溢油均溢至污滑油舱,各滑油舱柜均装设自闭式平板玻璃液位 计. 4.5.4.2 滑油净化系统 (a)滑油分离净化系统 本系统主要分离净化污滑油,系统中设滑油离心分离机台.滑油离心分离机对主机滑 油循环舱和污滑油舱中的滑油进行分离处理,然后输送的滑油沉淀舱待使用. 分离机的油渣人工排放至油渣舱内,水则排至舱底水舱内, 离心分离机配蒸汽加热器 1 台. 4.5.4.3 滑油日用系统 (1)主机滑油供给系统 本系统包括主机轴承滑油.一台主机滑油系统包括:滑油循环舱 1 只,主机滑油备用 泵1台,滑油冷却器 1 台,滑油温度通过三通温度调节阀控制,其整定值为 55℃.经滑油 冷却器冷却后的滑油进入自清洗滤器,过滤后的油进入主机.主机启动前由主机配套的预 供泵进行预润滑. (2)发电柴油机滑油日用系统 每台机组的滑油供给系统包括:机带滑油泵 1 只、滑油冷却器 1 具、三通温度调节阀 1 只、滑油粗滤器 1 只、滑油细滤器 1 只.上述设备均随机配套供货.且大部分组装在机 组上.3 台发电机组的滑油系统各自独立. (3)减速齿轮箱滑油日用系统 武汉理工大学毕业设计(论文) 55 该系统包括随机配套设备:机带滑油循环泵 1 只、滑油冷却器 1 只、三通温度调节 阀1只、滑油粗滤器 1 只、滑油细滤器 1 只.还配置备用滑油循环泵一台. (4)尾管滑油润滑系统 该系统包括:手摇滑油泵 1 只、滑油滤器 1 只、尾管滑油重力柜 1 只. 4.5.4.4 滑油泄放系统 机舱中各种滑油设备,包括双层底以上的各滑油舱柜、滑油泵及滤器等设置油盘,并 用管子将油盘中的残油引至污油舱. 以上滑油系统所用之滑油牌号按主辅柴油机制造厂标准. 4.5.5 主机空气压缩系统 本系统包括主机启动压缩空气系统、杂用压缩空气系统和控制空气系统. 4.5.5.1 主机压缩空气系统 系统中包括主机空压机 2 台.上述空压机可向主空气瓶充气,工作压力为 3MPa,各空 压机均采用自动起停. 主空压机通过气水分离器和相应的管路、附件后向主空气瓶充气,2 只主空气瓶除供 主机启动外,经相应的减压阀,提供不同压力的减压空气供各种用途使用.主空压机为水 冷. 4.5.5.2 杂用压缩空气系统 本系统包括 3 种减压空气,其工作压力及用途如下: (1)由3MPa 减压到 1MPa,作汽笛雾笛气源及应急电站气源. (2)由1MPa 减压到 0.7MPa,作控制空气气源系统和全船杂用气源. (3)由0.7MPa 减压到 0.4MPa,供各种压力柜充气,海水阀冲洗及机舱杂用. 4.5.5.3 控制空气系统 由1Mpa 减压到 0.7Mpa,一路通过制冷式气源净化装置后,供全船设备控制系统计安 全系统;一路不净化处理,用于全船油舱柜气动快关阀控制系统. 4.5.6 机舱蒸汽、凝水、给水系统 4.5.6.1 蒸汽系统 本船设有燃油废气组合锅炉 1 台,,航行时废气锅炉产生的蒸汽,供油舱柜及加热器 加热、保温、生活用不够部分由燃油锅炉补充. 武汉理工大学毕业设计(论文) 56 机舱油舱加热用的蒸汽压力为 0.7Mpa,而生活用蒸汽则经过减压,其工作压力为 0.4 Mpa.在各油舱、桂内装设无法兰连接头的钢管,作为加热盘管.在燃料油舱吸口周围需 单独设置蒸汽加热盘管. 4.5.6.2 凝水系统 机舱各油、舱柜及加热用的蒸汽凝水,经过各自得阻汽器汇集至凝水总管,进入凝水 柜,然后排入热井,但生活用的凝水则直接进入热井. 热井设有给水自动补给阀及低水位报警装置.给水由淡水压力柜补水. 4.5.6.3 给水系统 锅炉设有 2 台给水泵,其中 1 台备用.在2台给水泵中都具有自动切换功能,泵的起 停右锅炉水位开关自动控制. 4.5.7 排气系统 4.5.7.1 主机排气系统 主机的排气,出增压气后通过排气管引入废气锅炉、排气烟箱,然后再通过烟囱排入 大气. 在整个排气管的适当管段处设置膨胀接头和刚性支架或弹性支架.在排气管弯头的最 低处设有雨水泄放管,使雨水可直接泄放至舱底. 4.5.7.2 主发电柴油机的排气系统 三台发电柴油机的排气管使各柴油机的排气经增压器出口至消音器后再排至大气.在 整个排气管的适当管段处设置膨胀接头和刚性支架或弹性支吊架.在排气管最低处弯头设 雨水泄放管. 4.5.8 油舱柜快关阀操纵系统 在机舱外适当的场所,设有机舱应急控制站,当在机舱发生火警时,在该控制站除可 以操纵和关闭与机舱有关的各类风机、燃油泵及施放 CO2,尚设有气动式快关阀控制箱, 以便对双层底以上的各种燃油和滑油舱柜进行遥控关闭. 4.5.9 机舱通风系统 机舱采用机械式通风系统.在罗径甲板层和艇甲板层的两侧各设有 2 台通风机. 新鲜空气通过 4 台通风机及风管送至机舱各设备处.为了便于施工,风量的分配原则 上,左舷通风机负责机舱左舷,右舷通风机负责机舱右舷,做到分区送风,4 台风机其中 武汉理工大学毕业设计(论文) 57 2 台可以正反转,加强机舱空气的对流.各分支风管管路段均设可转式通风头,在通风管 的适当位置处设有调风门,以调节各支管的风量. 除附于船体结构的风管外,风管厚度当风管单边小于 300 ㎜时用 1 ㎜厚镀锌薄板,大于300 ㎜时用 1.2 ㎜厚镀锌薄板, ,大于 500 ㎜时用 1.5 ㎜厚镀锌薄板,大于 800 ㎜时用厚 为2㎜的镀锌薄板.采用薄钢板的风管内壁必须涂防锈漆 2~3 度.风管原则上每隔 2m 设 置固定的支吊架. 应急发电机室内亦设有单独的离心抽风机和管路以便将起动电瓶内释放出来的有害 气体从应急发电机室排出. 4.5.10 舱底泵及管系 a)根据规范要求设独立驱动舱底泵两台. 选用电动离心泵一台作为舱底泵,另一台消防总用泵兼舱底泵,该两台都具有自吸能 力. 为排除锚链舱内的舱底水,设CP-30-0.5 喷射泵一台. 表4‐1? 舱底水泵性能表? b)舱底管系 舱底泵与消防总用泵都和舱底水总管直接连接,当一台泵在拆开修理时,其他泵尚能 继续工作,即可同时工作,又可独立工作. 舱底水管均为镀锌无缝钢管.无缝钢管规格按 CB3075-79 选取. 机舱船尾部设 1 个污水井,在机舱首部左右各设一个污水井作为舱底水直接吸口. 左右锚链舱各设一只污水井,用水喷式喷射泵 CP30/20-0.7T 排水,工作水来自消防 水,由锚链筒排出舷外. 舵机舱舱底水用排水管引至机舱底,至机舱易于操作处装自闭式放泄阀排水.漏水口 设在舵机舱内最低点处. 名称与型号 排量 扬程 数量 电动机 备注 M 3 /h Mpa 台kW*r/min 舱底水驳运泵 150ZW200-20 200 0.20 1 3*2950 消防总用泵兼舱底泵 125CLZ-18 135 0.695 2 55*2950 喷射泵 CP30/20-0.7T 30 0.15 1 武汉理工大学毕业设计(论文) 58 4.5.11 压载水系统 4.5.11.1 压载水泵 机舱前各压载舱由压载泵承担. 4.5.11.2 压载管系 机舱前后各压载舱的水管通径见机舱舱底压载消防管系图及机舱外舱底压载管系图. 管子材料为镀锌无缝钢管,规格按 CB3075-79 选取.2 台泵任何一台泵都可以对任何一只 压载水舱排水和注水.压载水吸口距舱底 25mm 左右. 4.5.12 淡水系统 淡水全部采用压力供水系统.设一只 0.5CB455-91 淡水压力柜和二台 VR8/350G 的泵 作淡水泵,其中一台为备用泵. 表4‐2? 泵的性能? 压力水柜设计压力 0.45Mpa,实际工作压力为 0.4 Mpa,并装置压力继电器用以自动控制 淡水泵和热水泵起动和关闭.淡水压力柜、热水压力柜分别装有直角安全阀,调整压力. 热水柜设计压力 0.45 Mpa,实际工作压力为 0.4 Mpa.淡水压力柜输出的淡水除供热 水柜和全船洗涤用水还供给主机膨胀水箱、热水箱和凝水视察柜. 热水柜输出的热水除供全船洗涤用水外,还供给离心分油机清洗池. 压力水柜加压压缩空气来自机舱压缩空气分配器. 4.5.13 卫生水系统 卫生水全部采用压力供水系统,设一只 0.5 CB455-91 卫生水压力柜和二台卫生水泵, 泵型号与淡水泵相同. 卫生水压力柜加压压缩空气来自机舱压缩空气分配器. 4.5.14 污水系统 来自厕所便器的污水(包括厕所地板的冲洗水)医务室和浴室厕所污水,盥洗汇集成一 根总管排至船用生活污水处理装置,或在允许排放区域直接到舷外.经船用生活污水处理 名称与型号 数量 台 排量 m 3 /h 全扬程 Mpa 配电动机 kW*r/min 淡水泵 VRF 8/350G 2 440 0.38 2.2*2900 热水循环泵 1WZ-0.9 1 1.8 0.25 1.5*2900 武汉理工大学毕业设计(论文) 59 装置生化方法处理后的污水,在允许排放区域直接排出舷外,或通过设在开敞甲板左右舷 的标准排放接头输送到码头上. 粪便污水管采用较厚无缝钢管加工后镀锌,管路安装应有一定的坡度,且在转弯处设 置盲板或清洗旋塞,尽量避免急弯. 污水处理装置的透气管升至尾楼开敞甲板(烟囱内)以上一定高度. 4.5.15 机舱舱底水处理系统 在机舱内设有一台 3m3 /h 的舱底水油水分离装置.此装置从舱底污水井吸进舱底水进 行分离,将分离后的符合排放标准的水排至舷外.油排至油渣舱.在排出管设有油污检测 装置.当装置排出不符合的油水时,重新进行处理.3.6 船舶系统 4.6.1 舱底水系统 舱底水系统包括机舱、锚链舱、舱底水管路和艏部储物间、油漆间、锚机液压控制室 和缆索具舱排水室. 舵机舱舱底水设放水管.通过管子将舱底水自流至机舱舱底.该管经过淡水舱时采用 整根加厚管子,通舱管件采用直通套管焊接连接件. 锚链舱舱底水是在应急消防泵舱内设置一台CP30/20-0.7T喷射器负责抽吸锚链舱污 水井内的舱底水,然后由锚链筒排船外.喷射器的工作水来自上甲板消防水总管,其中一 路消防水可作为冲洗锚链舱污水井的冲洗水. 设在机舱内的舱底泵由装有自吸装置的舱底泵和消防总用泵组成.排量和台数满足规 范要求. 在机舱前壁的左右舷和后壁各设一只污水井.污水井舱底水支管端均设有截止回阀和 泥箱,泥箱应设在易于接近并能方便打开盖子进行清理的位置.舱底水总管上也装设截止止 回阀.其他舱底水支管管端设有截止止回阀和滤网. 本船设有舱底水贮存舱一只,加热沉淀初步分离后再经油水分离器分离. 舱底水总管通经为 DN150mm,支管通经为 DN100mm 和DN65mm, 管子材料为镀锌无 缝钢管. 4.6.2 压载水系统 本船设压载泵 2 台,所有压载水舱的压载水管全部接往机舱内的阀箱上,各压载水舱 的压载水可通过压载泵进行前、后、左、右相互调驳. 首尖舱压载水管在防撞舱壁前侧设一只可在上甲板操纵的铸刚截止阀. 压载关系为分管式.压载水管材料为镀锌无逢钢管. 4.6.3 淡水、卫生水系统 武汉理工大学毕业设计(论文) 60 本船尾部设有给水舱(右一个).船尾设有二个淡水舱(左、右). 共五根支水管全部引往机舱并和总水管相连接. 淡水管(含热水管)由机舱引出至居住舱室洗脸盆,沐浴器,洗衣机,洗池等用. 由机舱淡水柜供炉灶、茶桶和厨房用水. 机舱内设一只淡水压力柜,设二台淡水泵.二台泵互为备用泵.淡水根据淡水压力柜 内的压力自动起、停.淡水泵停止压力为 0.4MPa,启动压力为 0.25MPa,由压力继电器控 制. 机舱内还设有一只电、蒸汽加热的热水柜和一台热水循环系统. 另外,本船还设有卫生水管路,供厕所、浴室、盥洗室、大小便冲洗用.冲洗水来自 卫生压力水柜. 淡水压力柜后的供水管采用耐腐蚀的材质. 4.6.4 消防系统 本船设有为各层甲板消防用的全船水消防系统和为机舱、油漆间消防用的 CO2 灭火系 统. 由机舱消防总用泵供给的消防水至上甲板经总隔断阀后分二路,一路引往首部各层甲 板以便供消防之用,及锚链冲洗喷嘴,锚链舱污水井冲洗及喷射泵工作用水.另一路引往上 甲板及上甲板以上甲板消火栓用. 各消火栓还可供甲板冲洗用,并配有二只国际通岸接头. 灭火水系统的设计满足规范要求. 机舱内设一台消防总用泵和一台压载消防总用泵,排量和台数均满足要求. 首部设一台应急消防泵 武汉理工大学毕业设计(论文) 61 5 轮机设备明细表 表5‐1? 机设备明细表? 名称 名称 型号 规格 数量 A01.I 主机 MAN B&W 6S50MC 85800 kW * 127 r/min 1 A02.I PTO 齿轮箱 IMA 670 1 A03.I 弹性联轴节 RATIO-S G362W 1 A04.I 中间轴承 CHON-380 1 A05.I 液压联轴节 1 A06.I 配油环 ODS 425 1 B01.II 辅机 MAN B&W 8L23/30H 1040 kW * 720 r/min 3 B02.I 轴带发电机 1100 kW * 1800 r/min 1 C04.II 辅锅炉给水泵 CR 32-6-2 0.2 m?/h * 1.4 MPa 2 C05.II 淡水柜供给泵 CR 5-20 400 L/h * 0.37 MPa 1 C06.II 锅炉燃油供给泵单元 DS3/2300 2.9 m?/h * 0.5 MPa 1 C07.II 锅炉点火泵单元 RSA 0.061 m?/h * 0.7 MPa 1 D01.I 燃油输送泵 65-160(I)B 43.2 m?/h * 0.24 MPa 1 D02.I 柴油输送泵 65-160(I)B 43.2 m?/h * 0.24 MPa 2 D03.I 油渣泵 B-EL600 10 m?/h * 0.4 MPa 1 D04.II 燃料油分油机单元 2xSA845 2000 L/h (600cst/50) 1 D05.II 柴油分油机单元 PU100 906 L/h (8cst) 1 D06.II 主机燃油供油模块 AMB-M-07-SS 1 D07.II 辅机燃油供油模块 AMB-M-03-SS 1 D08.II 惰性气体供油泵单元 1 D09.II 分油机间洗池及工作台 1 D10.I 主机扫气箱泄放单元 0.4m? 1 E01.I 滑油输送泵 ZB 1/b G 5 m?/h * 0.4 MPa 1 E02.II 主机滑油分油单元 SA835 2400 L/h (SAE 30) 1 E03.II 辅机滑油分油机单元 3xPU100 550 L/h (SAE 40) 1 E04.I 主机滑油循环泵 KCB-2500 130 m?/h * 0.4 MPa 2 武汉理工大学毕业设计(论文) 62 E05.I 辅机滑油循环泵 KCB-2500 130 m?/h * 0.4 MPa 1 E06.II 主机滑油自清滤器 1 E07.II 主机滑油冷却器 M20-MFM 1 E08.II 汽缸油输送泵 ZBSB8 0.5 m?/h * 0.2 MPa 1 E09.I 主机滑油分油机供油泵 KF 42 2A1A 1750 r/min * 3000 L/h 1 E10.I 辅机滑油分油机供给泵 KF 10 2A1A 1750 r/min * 720 L/h 3 E11.I 尾管滑油泵 ZBSB 8 0.5 m?/h * 0.2 MPa 1 E12.I 尾管首密封油柜 30L 1 E16.I 齿轮箱滑油备用泵 1 F01.II 主空压机 WP 101 L 121 m?/h * 2.94 MPa 2 F02.II 控制空压机 SCK22-10 MA60 100 m?/h * 0.8 MPa 1 F03.II 应急空压机 WP 22L 25.3 m?/h * 2.94 MPa 1 F04.II 日用空压机 SCK52-10 MA60 300 m?/h * 1.0 MPa 1 F05.II 主空气瓶 A3.5-29.4 3.5 m? * 2.94 MPa 2 F06.II 日用空气瓶 A2-10 2 m? * 1.0 MPa 1 F07.II 辅空气瓶 A0.25-30 0.25 m? * 3 MPa 1 F08.II 控制空气瓶 A0.5-10 0.5 m? * 0.8 MPa 1 F09.II 日用空气干燥器 ALD 0080 60 m?/h * 0.7 MPa 1 F10.II 控制空气干燥器 ALD 0080 60 m?/h * 0.7 MPa 1 G01.I 主冷却海水泵 VRF 9/320 SDG 600 m?/h * 0.25 MPa 2 G02.I 停泊冷却海水泵 VRF 8/320G 440 m?/h * 0.3 MPa 1 G03.I 造水机海水泵 CNL 80-80/200 62 m?/h * 0.42 MPa 1 G04.I 蝶阀 DN500 2 G05.I 海水滤器 DN500 2 G06.I 手动蝶阀 DN500 2 G07.II 中央冷却器 MX25-BFM 1 G08.II 低温淡水冷却泵 VRF 8/320G 440 m?/h * 0.38 MPa 2 G10.II 高温淡水冷却器 M10-BFM 1 G11.II 缸套冷却淡水泵 VRF 1/350G 70 m?/h * 0.30 MPa 2 G12.II 主机缸套水预加热装置 STSRQ-3E-00 1 G15.II 机舱送风机 AQB-1120 55000 m?/h * 850 Pa 1 武汉理工大学毕业设计(论文) 63 G16.II 大气冷凝器 STDQL-45B-00 1 G17.I 电解氯化装置 AF R-1000 1 G18.I 电解氯化装置电控箱 1 G19.I 主机空冷器化学清洗柜 0.3 m? 1 G20.I 化学清洗循环柜 CRN 1-3F 1 m?/h * 0.3 MPa 1 G21.I 主机缸套水输送泵 CR 3-5 F 3 m?/h * 0.3 MPa 1 G22.II 主机缸套水预加热泵 CR 5-5 F 7 m?/h * 0.3 MPa 1 H01.I 泡沫/消防/总用泵 VRF 8/320G 265/120 m?/h * 1.2/0.35 MPa 2 H02.I 消防泵 SFN 60G 180 m?/h * 0.9 MPa 1 H04.I 机舱日用舱底泵 150ZW200-20 200 m?/h * 0.2 MPa 1 H05.I 油水分离器 2 t/h 1 J01.II 造水机 JWSP-26-C100 25 t/day 1 M03.II 辅机吊梁和葫芦 0.5 T 1 M04.II 发电机室过渡吊梁和葫芦 2.5 T 1 M05.II 分油机吊梁和葫芦 0.5 T 1 N10.II 烟灰及雨水收集器 0.6 m? 1 P03.II 分油机间抽风机 CAN-630 13000 m?/h * 550 pa 1 Q01.I 可调桨液压单元 HPU 1500L NG25 1 Q04.I 液压单元液压油输送泵 1 Q07.I 可调桨液压油回油泵 2 R03.I 惰性气体冷却泵 VRF 7/350 G 360 m?/h * 0.4 MPa 1 R04.I 惰性气体甲板水封泵 CRN 5-3 F 6 m?/h * 0.2 MPa 1 武汉理工大学毕业设计(论文) 64 6 专题小论文 侧推器的功用及工作原理 摘要:本文主要介绍了侧推器的功用、工作原理及其应用范围,也介绍了首推装置原动机 和传动系统的布置形式,并且分析了侧推器失效的原因和发展趋势. 关键字:侧推器 螺旋桨 1、前言 船舶进港船速逐渐降低的过程中,操舵产生的舵力转船力矩逐渐减小,控制航向的能 力逐渐变差.为了解决这个问题产生了另一种产生转船力矩的方法,即在船上安装侧推装 置,简称为侧推器. 侧推器可以作为船舶的辅助操纵装置,广泛应用于港内船舶操纵.靠离码头中船舶的 横向移动、航道内低速航行时调整航向、抑制倒车过程中的船首偏转等都是侧推器在船舶 操纵中的具体应用.侧推器适用于靠离泊操纵频率较高的船舶,如滚装船、大型客船、大 型集装箱船以及部分成品油船舶和油船等等. 侧推器也叫横向舵、横向喷流舵.它装设于船首、尾部较低处,以便于在船舶低速航 行时和布置在船尾部的常规舵协作以完成转向操作,以及当船舶停车或后退时能获得较好 的控向性能.侧推器的轴向与船舶舯剖面相垂直,位于船首底部者称首侧推器,装在船尾 的称为尾侧推器.由于船尾有螺旋桨和舵设备,因此尾侧推器的安装工艺复杂、成本相对 较高,故船舶安装侧推器多只布置在首部. 2、侧推器的工作原理: 侧推器实际上就是一种螺旋桨推进器,利用螺旋桨的转 动在水流中产生推力.不同的是,它的安装位置,使所产生 的推力方向垂直于船体纵向中心平面,形成侧向推力. 原动机 1 通过垂直传动齿轮 2、直角传动齿轮 4,驱动 螺旋桨的桨叶 5.整个螺旋桨置于船舶首部的横向贯穿的导 筒3内.格栅是用来保护螺旋桨的,它有一定的强度和坚韧 性. 但是过于粗密的格栅会影响工作效率. 当原动机启动后, 螺旋桨就使水流向左或向右经格栅喷出船体,根据作用于反 作用的原理,在船舶上就受、到侧向的反作用推力. 船舶上所安装的侧推器均为隧道式推进器,它工作时, 利用布置在横向导管中的螺旋桨所产生的推力来实现船舶 改向.为了增加首侧推器的使用效果,有的船舶还在其后侧 武汉理工大学毕业设计(论文) 65 另开设一个中空且左右贯通的平衡导管.侧推器采用可变螺距螺旋桨作推进器,其转速一 般有 2 到3级,而且它直接在驾驶台遥控.这样,根据实际需要,通过操纵手柄,就能控 制其转动方向和转速,达到操控船舶的目的. 3、侧推器的应用 目前,一些有特殊用途的船舶(如工程船、滚装船、集装箱船和客渡船等)为提高自力 操纵的能力,安装了侧推器,据报道侧推器在军用舰船上也有应用. 安装有首侧推器的船舶在进行港内操纵时,如靠离泊和避碰, 就可以用首侧推器使 船舶在较低船速情况下方便地转头或产生横向位移(侧推器及车、舵共同作用);同时,在 抛起锚作业时可用其来方便地控向.另外,当这些船舶在受限水域低速航行时首侧推器又 可被用以克服"岸壁效应"和"船间效应" ;在大风浪中滞航操纵时它又能有效地协助船 舶保向.侧推器在上述的船舶操纵中均未工作在船舶以中高速行驶的情况下. 4、侧推器失效 侧推装置对于提高船舶的操纵性能的效果是与船舶的航行速度有关的.当船舶低速航 行时,首侧装置产生的推力效果最好;随着航行速度的增加,在喷口后侧将产生低压区, 有效率损失;当船速很高时,其效率损失的影响就非常明显.当船速为 4~6kn 时,首侧 推器就会发生失效. 5、首推装置原动机和传动系统的布置方案 图6‐2? 首推装置原动机和传动系统的布置方案? 首推装置原动机和传动系统的布置方案基本上有两种: 垂直传动式和水平传动式(如上 图所示). 垂直传动式——原动机 1 置于甲板上部,中间通过垂直的传动轴系 2,以直角传动驱 动导筒中的首推器 3.图中 4 是船首的防撞舱壁.在垂直传动式中也有两种:一种是整个 装置放在防撞舱壁的前面,如图(a);另一种是将整个装置放在防撞舱壁之后,如图(b),在 实际使用中这两种方式都是允许的. 水平传动式——原动机通过水平传动轴系以直角传动驱动导筒中的首推器.采用这种 武汉理工大学毕业设计(论文) 66 传动方式,应该注意避免像图(c)那样将原动机置于防撞舱壁的后面,而使传动轴系穿过防 撞舱壁去驱动首推器的方式,这种方式破坏了舱室的水密性,是不允许的.必须将全部装 置集中于防撞舱壁的前面,或者后面.假使采用集中置于前面的方案,则原动机应该选用 能够在水中正常运转的. 6、侧推器的发展趋势 侧推装置的螺旋桨推进器一般放在横贯船体的导筒内,这样它可以受到船体的保护, 较为安全可靠.但是由于强大的水流在导筒中的流程长,摩擦损失大,使动力效率降低. 若将侧推螺旋桨全部伸出在船体外,它的水流阻力小,动力效率可以提高,但易于碰撞损 坏.因此在有些特种工作的船舶上常采用一种可以收放的形式.这种收放型侧推装置常用 于海底铺缆船上.当它在深水区工作时,侧推器伸到船体外工作,推力效率较高;当在浅 水区中作业时,则将推力器收到导筒内工作. 7、侧推器应满足的要求: 1) 装置结构简单,工作可靠,维护管理方便;? 2) 应尽可能设在船的端部,以便在同样推力下获得较大的转船力矩;? 3) 应有足够的浸水深度,以提高侧推器的工作效率.侧推器的螺旋桨轴线离水线距 离不得小于它的浆叶直径,以免空气进入螺旋桨,影响侧推器工作;? 4) 对船体造成的附加阻力要小,侧推装置本身的工作效率要高;? 5) 能根据需要迅速改变推力大小和方向;? 6) 在侧推器旁及驾驶台均能进行操作,在驾驶台上操作,一般在中央和两翼均可进 行.? 9、船上设侧推器的作用 1) 提高船舶操纵性能,特别是航速为零或航速很慢时的操纵性能; 2) 缩短船舶靠离码头的时间; 3) 节省拖船费用; 4) 提高船舶机动航行时的安全性; 5) 减少主机启动、换向次数,延长主机使用寿命. 10、侧推器的日常管理工作 1) 使用合乎要求的液压油:所用液压油应能传递大的动力,能适应不同季节、不同 海域气温变化,有适合的粘度,有高的粘度指数,凝点低(要在-30°C 以下) . 如东方石油公司的 Hydroso Oil 68 液压油. 2) 定期清洗滑油滤器. 3) 定期检查管系的漏泄. 武汉理工大学毕业设计(论文) 67 4) 定期检查油位、油温、油压,注意观察各部振动情况和运转声音,发现异常及时 处理. 5) 定期取样化验油质,及时更换不合格滑油,换新油时将系统中旧油彻底放净. 6) 侧推器间位置低,空气潮湿,注意检查电器设备绝缘和供电加热除湿. 11、生产侧推器的厂家 现在国外生产的各种侧推装置大多已经形成系列产品,可以根据船舶所需要的侧向推 力以及功率的大小从系列产品中选用合适的规格. 目前应用较为普遍的产品有:卡密瓦(KAMEWA),列泼斯(LIPS),埃舍维斯(ESCHER WYSS),川崎-KT 型等. 12、结束语 本文主要介绍了侧推器的一些理论知识和与侧推器相关的知识,为不了解侧推器的 同志提供了参考资料(现在关于侧推器的基本理论知识的资料很少).随着时代发展,近代 大型、高速船舶以及各种特种工作船舶,对操作性和机动性提出较高的要求,这门技术已 经广受欢迎,成为时代的发展趋势. 参考文献 [1] 侯增源. 调距桨与侧推器. 北京:人民交通出版社,1985. [2] 轮机工程手册编委会. 轮机工程手册(上、中、下). 北京:人民交通出版社,1994 [3] 商圣义. 民用船舶动力装置. 北京:人民交通出版社,2001. 武汉理工大学毕业设计(论文) 68 7 结束语 随着世界各航运公司对船舶运行的经济性要求的不断提高,船舶主机和机电设备的重 要性越来越被众多船东所重视.因此做好船舶主机的选型和管系设计对船舶动力装置的可 靠性、经济性、机动性等将产生直接的影响.本文对 37,300DWT 成品油船进行主机选型 和管系设计 ,使船在满足成品油船建造规范的情况下,成本最低. 在本文的专题小论文里,主要介绍了侧推器的功用和工作原理,并且介绍了与侧推器 相关的一些基础知识. 上述的设计、论述,只是对成品油船动力装置的概貌所作的一个大致了解和初步的分 析.很多重要的细节和问题有待进一步的探讨. 武汉理工大学毕业设计(论文) 69 文献 1 题名 船舶动力装置冷却水系统的可靠性分析 作者 郭军武 陈宝忠 黄党和 摘要 航运单位在船舶更新换代和业务扩大的时候,必须考虑到船舶动 力装置和系统的最优化选择.在进行最优化选择时就要对船舶动力装 置和系统的可靠度进行综合技术评估,并做出正确的判断和选择.通 过对营运船舶的动力装置冷却水系统可靠性进行分析,并与其他冷却 水系统进行比较,最后指出在选择船舶动力装置和系统时不要盲目地 追求经济性而忽视可靠性. 关键字 船舶工程 船舶动力装置 冷却水系统 可靠性 泊松过程 刊名 中国航海 文献 2 题名 冲击载荷下船舶设备与船体结构一体化动响应研究 作者 金辉 张庆明 邵宗战 马晓蕾 张阿漫 摘要 针对船舶设备在水下爆炸冲击环境下,其动态响应情况直接影响 设备的工作性能和可靠性的问题. 从系统耦合振动理论出发,基于设 备与船体一体化抗冲击分析方法,采用数值模拟方法对水下爆炸条件 下的船舶大型设备及船体结构进行冲击响应时域分析. 研究结果表 明,采用一体化分析方法的结果与实际试验吻合较好,同时通过确定 合理的舱段长度,既可以减少计算规模,又能得到好的计算精度. 关键字 船舶设备与船体结构 水下爆炸 数值模拟 刊名 北京理工大学学报 文献 3 题名 船舶优化维修策略研究 作者 盛进路 邢繁辉 刘柱 张光远 摘要 船舶维修策略直接关系到船舶的航行安全和效益.文章从事后维 修、定期维修、状态修的角度出发,根据保证船舶航行安全的维修周 期系统理论思想,总体构建了船舶维修策略及流程.根据船舶可靠度, 对船舶风险进行评估,利用船舶经济性维修模型及船舶可靠性和经济 性维修的博弈性,能有效确立船舶维修周期. 关键字 船舶安全 可靠性 风险评估 维修周期 刊名 西华大学学报(自然科学版) 武汉理工大学毕业设计(论文) 70 文献 4 题名 考虑腐蚀影响的船舶结构可靠性研究现状与展望 作者 王燕舞 崔维成 摘要 对近年来考虑腐蚀影响的船舶结构可靠性计算各主要研究层面的研 究现状做了介绍与评述.通过这一综述可以发现:此领域研究工作重 心已由考虑线性、非线性均匀腐蚀的影响逐步向局部腐蚀尤其是点 腐蚀方向转变.今后的研究重点为以下三个方面,即:①发展符合基本 腐蚀机理、与实测腐蚀数据较为吻合的点腐蚀多指标模型;②确定蚀 点几何参数在各类荷载条件下对构件强度的影响;③深入评估腐蚀与 疲劳的相互作用对结构可靠性计算的影响. 关键字 船舶结构 可靠性 海洋环境 点腐蚀 腐蚀模型 综述 刊名 船舶力学 文献 5 题名 提高中小型船舶主推进装置可靠性研究 作者 何方炽 摘要 作为船舶的心脏——船舶主推进装置,它是船舶动力的源泉,其安 全可靠地运行是船舶运输安全、优质、快捷、经济的最基本保证. 航行中的船舶,一旦主推进装置发生故障就将直接威胁到船舶及人 命、财产的安全,甚至造成海洋环境的污染,给国家和个人造成重 大损失.为保障国民经济持续、健康和快速地发展,现在对船舶主 推进装置的可靠性提出了越来越高的要求.但我国船舶可靠性研究 工作开展得较晚,而船舶主推进装置是船舶最重要的组成部分之一, 在其可靠性研究的许多方面还有待进一步提高和完善. 影响船舶主 推进装置可靠性的因素有设计、选型、建造、安装、维护以及营运 管理等方面,是一个系统工程.尽管现在对船舶主推进装置本身的 发展非常重视可靠性,设计单位和制造商通过不断采用新技术、新 工艺以及新材料等方法来提高零部件寿命,但由这些零部件所组成 的主推进系统,其可靠性就不一定得到完全提高,特别是在现有设 备和技术条件下,如何进一步保证和提高船舶主推进装置可靠性, 则更有待人们去研究与实践. 关键字 船舶主推进装置 船舶动力 船舶可靠性 维修性设计 船舶柴油机 可靠寿命 刊名 上海海事大学学报 武汉理工大学毕业设计(论文) 71 文献 6 题名 全方位推进器与首侧推器综合作用对船舶操纵性能的影响 作者 陈伟民 倪士龙 摘要 以船模自由自航模试验为基础,对采用全方位推进器和首侧推器的船 舶特殊操纵性能进行了试验研究,对其原地掉头、纯横移、斜移等操 纵方式进行了探索和研究.同时,通过测量首侧推器作用力随航速变 化规律,分析了首侧推器在该类船舶上的应用情况,供设计者参考. 关键字 船模试验 自由自航 操纵性 推进器作用 刊名 中国船舶 文献 7 题名 大型船舶侧推器操纵效能计算 作者 沈定安 马向能 毛海斌 摘要 为探讨首侧推器操纵效能,本文在有航速、零速和横移的不同工况下, 分别采用三自由度、 二自由度数学模型,并对 1 条12300 t 大型滚装船 进行了首侧推器操纵效能的实例计算.计算结果表明侧推器操纵效能 与航速及桨转速直接有关,零航速最好,且随桨转速增高而增强;结果 同时也表明了借助于主推进器、首侧推器和舵的联合操纵可实施纯 横移运动. 关键字 主推进器 侧推进器 联合操纵 操纵效能 纯横移 船舶力 学 刊名 船舶修造 文献 8 题名 从一起故障看船舶艏侧推器的安全使用与管理 作者 郑伟康 摘要 概述艏侧推装置已在船舶广泛应用.由于装置操作简便、 运行时间短、 性能稳定可靠、维护保养工作量少,部分管理人员在设备的维护保养 和性能特点的熟悉掌握方面重视不足,因而发生对带病运行设备的现 状不了解、对故障的先兆无感觉等现象.本文试图通过 LH 轮一起侧 推器启动变压器烧毁故障现象,对艏侧推器的安全使用和管理作一些 浅显的分析. 关键字 首侧推器 故障现象 安全使用 刊名 航海技术 武汉理工大学毕业设计(论文) 72 文献 9 题名 船舶首侧推器适用的船速域 作者 徐周华 摘要 从侧推器在实践中的应用入手,通过对船舶在各船速域中单独使用首 侧推器和单独使用舵设备进行船舶改向操纵时船舶转首角速度的定 性分析,及从侧推力转船力矩和吸附效应两方面对船舶处于各船速域 时首侧推器的使用效果进行分析,为深入研究首侧推器所适用的速度 域问题,提供有力的帮助. 关键字 侧推器 首侧推器 船速域 吸附效应 平衡导管 刊名 武汉理工大学学报 文献 10 题名 "维比克"轮侧推器的改装修复 作者 孙轲 赵建海 摘要 在船舶修理过程中,经常会碰到意外的困难,需要灵活的处理.本文以 实例介绍了侧推器的改装修复过程. 关键字 船舶修理 侧推器 改装修复 刊名 建船工艺 文献 11 题名 船舶辅助锅炉监控系统设计 作者 曾新红 摘要 船用锅炉是目前远洋运输船舶必备的辅机设备之一.锅炉产生的蒸 汽主要用来加热燃油、滑油,主机暖缸,驱动辅助机械及生活杂用 等.辅助锅炉产生的蒸汽一般为饱和蒸汽.其设备的安全性和自动 化是轮机自动化的重要组成部分. 为更好的了解机舱设备运行情 况,使船用蒸汽动力装置训练模拟器能正确地反映对象的实际动态 过程,提高管理人员的实际操作水平,提高蒸汽动力装置的安全性 和经济性.近年来各大行家纷纷运用微机接口技术、软件技术和系 统仿真技术对各种辅机自动控制系统进行仿真,以达到更好的对机 舱进行监控. 关键字 船舶辅助锅炉 PLC 组态王软件 计算机监控 刊名 华南理工大学学报 武汉理工大学毕业设计(论文) 73 文献 12 题名 AALBORG 船用燃油锅炉介绍 作者 杨剑 摘要 欧堡(AALBORG)为船用锅炉的主要制造商,其产品市场占有率在世 界范围内超过 50%,特别是国内船舶工业的迅猛发展,其凭借雄厚的 技术实力,已在国内抢占了制高点.文章通过分析研究其典型锅炉的 技术特点,并结合工作中的实际问题,旨在抛砖引玉,希望能达到有利 于船东和船厂的维护与修理的目的. 关键字 船舶 锅炉 损坏分析 刊名 中国修船 文献 13 题名 PLC 在船舶锅炉控制系统中的应用 作者 单海校 刘国平 摘要 本文介绍了可编程序控制器(PLC)在船舶锅炉控制系统中的应用.针 对目前船舶锅炉的现状,采用可编程序控制器(PLC)对船舶锅炉系统 进行设计与改进,并给出了系统部分硬件组成和软件流程图. 关键字 船舶锅炉 PLC 改进 控制系统 刊名 船电技术 文献 15 题名 船舶锅炉燃油管内部腐蚀与防护 作者 马青华 付大海 裘达夫 摘要 文章就某型船舶锅炉燃油管内部腐蚀造成锅炉喷嘴堵塞问题,进行腐 蚀原因分析、防腐蚀方案论证,提出涂塑防护方案,并提出满足船舶管 道使用的机械性能要求的新型环氧粉末涂料研制方法. 关键字 船舶 锅炉 燃油管 腐蚀 防护 刊名 中国修船 武汉理工大学毕业设计(论文) 74 文献 16 题名 船舶锅炉燃烧系统的优化控制 作者 李维坚 于洪亮 摘要 分析了船舶锅炉燃烧控制系统的运行特点,对船舶锅炉燃烧控制系统 优化模型的建立、优化模型参数的求解方法及船舶锅炉燃烧实时控 制系统的控制规律进行了研究,以使船舶锅炉燃烧过程更多时间处于 相对平稳状态,提高燃烧效率.同时具体提出了采用传统 PID 控制与最 优控制相结合的方法,建立了蒸汽压力与喷油量、送风量、引风量和 蒸汽流量之间的关系模型以及氧含量和喷油量、送风量、引风量和 蒸汽流量之间的关系模型. 关键字 船舶锅炉 燃烧控制系统 优化模型 前向神经网络模型 刊名 大连海事大学学报 文献 17 题名 Quantitative evaluation of precautions on chemical tanker operations 作者 Ozcan Arslan 摘要 Chemical cargoes have different properties and chemical tankers are complex ships that are designed to carry different types of chemical cargoes. Carriage of chemical cargoes contains different hazards both for human life and marine environment. There are several cargo operations that are regularly done on chemical tankers such as loading, discharging, inerting, washing tanks, sampling, and freeing gas. These operations constitute their own risks. Therefore, risk assessment has become a critical issue in maritime industry. The present investigation of this study is attempting to examine the priorities of precautions that are taken by chemical tankers before, during ,and after cargo operations. Analytic hierarchy process(AHP)is used for prioritizing the precautions in order to clarify the risk assessment option that will be used for proactive approach to prevent marine casualties. The main aim of this study is to identify an appropriate management tool to increase the level of safety for chemical tankers during cargo operations at a terminal by using the results of AHP application. 关键字 Safety; Chemical tanker; Risk assessment; AHP; Maritime; Transportation 刊名 Ship building 武汉理工大学毕业设计(论文) 75 文献 18 题名 Hull-Girder Reliability of a Chemical Tanker 作者 Josko Parunov;Maro Corak;C. Guedes Soares 摘要 The aim of the paper is to calculate hull-girder reliability of chemical tanker according to the reliability model proposed by International Maritime Organization (IMO). The probability of hull-girder failure is calculated using a first-order reliability method for two operational profiles-one typical for oil tanker and the other one modified in order to reflect differences between oil tanker and chemical tanker. The evaluation of the wave-induced load effects that occur during long-term operation of the ship in the seaway is carried out in accordance with International Association of Classification Societies (IACS) recommended procedure. The stillwater loads are defined on the basis of a statistical analysis of loading conditions from the loading manual. The ultimate collapse bending moment of the midship cross section, which is used as the basis for the reliability formulation, is evaluated by progressive collapse analysis and by single-step procedure. The reliability analysis is performed for "as-built" ship and for "corroded" ship according to corrosion deduction thickness from new Common Structural Rules for double-hull oil tankers. It is shown that hull-girder failure probability of "as-built" chemical tanker is well above the upper reliability bound proposed by IMO, while the "corroded" ship is slightly unconservative since the reliability index is lower than IMO lower reliability bound. 关键字 tankers; buckling; safety 刊名 Marine technology and SNAME news 武汉理工大学毕业设计(论文) 76 文献 1-5 是关于船舶可靠性的文章,船舶在海上(或江上)航行,各设备安全可靠地 运行是船舶运输安全、优质、快捷、经济的最基本保证.航行中的船舶,一旦某个设备发 生故障就将直接威胁到船舶及人命、财产的安全,甚至造成海洋环境的污染,给国家和个 人造成重大损失.文献 1-5 分别从冷却水系统、船体结构、船舶维修、腐蚀和主推进装置 5 个方面研究提高船舶稳性的方法:1)在判断和选择船舶动力装置系统时,一定要采用适 当的冗余系统,在保证船舶一定可靠性的前提下,再考虑经济性和其他要求;2)对于船舶 结构,因为工作环境恶劣,影响其结构安全的因素很多,所以对船舶结构进行结构可靠性分 析是非常必要的,一定要在满足船舶可靠性的条件下,再考虑经济性;3)对船舶腐蚀的研 究工作重心已由考虑线性、非线性均匀腐蚀的影响逐步向局部腐蚀尤其是点腐蚀方向转变 文献 6-10 是关于船舶船舶侧推器的文章.侧推器也叫横向舵、横向喷流舵.它装设于 船首、尾部较低处,以便于在船舶低速航行时和布置在船尾部的常规舵协作以完成转向操 作,以及当船舶停车或后退时能获得较好的控向性能.文献 6 就是关于侧推器对船舶操作 性的影响.由于船尾有螺旋桨和舵设备,因此尾侧推器的安装工艺复杂、成本相对较高, 故船舶安装侧推器多只布置在首部.而侧推装置对于提高船舶的操纵性能的效果是与船舶 的航行速度有关的.当船舶低速航行时,首侧装置产生的推力效果最好;当船速很高时, 其效率损失的影响就非常明显,文献 7 对侧推器效能进行了详细的分析.当船速为 4~6kn 时,首侧推器就会发生失效.文献 9 分析了侧推器的航速域,对船舶处于各船速域时首侧 推器的使用效果进行分析,为深入研究首侧推器所适用的速度域问题,提供有力的帮助. 侧推器在使用中必然存在维护和修理的工作,文献 8 和10 对于侧推器安全使用与管理提 出了很好的建议,并且提到侧推器在损坏后的修复方法. 文献 11-16 是关于船舶辅锅炉的文章.锅炉用来制备蒸汽,蒸汽主要用来给重油(主 机用和油舱货油)加热,蒸汽驱动蒸汽泵(还有汽轮发电机等辅机)或加热生活用水或凝 冷制饮用淡水等.废气锅炉主要利用主机排气的余热来制造蒸汽,节约能源.由于锅炉安 全可靠的工作对于船舶的正常运作非常重要,因此研究船舶锅炉是非常有必要的.船用锅 炉是目前远洋运输船舶必备的辅机设备之一.辅助锅炉产生的蒸汽一般为饱和蒸汽.其设 备的安全性和自动化是轮机自动化的重要组成部分.为更好的了解机舱设备运行情况,使 船用蒸汽动力装置训练模拟器能正确地反映对象的实际动态过程,提高管理人员的实际操 作水平,提高蒸汽动力装置的安全性和经济性.欧堡(AALBORG)为船用锅炉的主要制造 商,其产品市场占有率在世界范围内超过 50%,特别是国内船舶工业的迅猛发展,其凭借雄厚 的技术实力,已在国内抢占了制高点.文献 12 通过分析研究其典型锅炉的技术特点,并结合 工作中的实际问题,为船东和船厂的维护与修理提供参考. 文献 13 和文献 15 是关于船舶锅 炉的控制系统.文献 14 就某型船舶锅炉燃油管内部腐蚀造成锅炉喷嘴堵塞问题,进行腐蚀 原因分析、防腐蚀方案论证,提出涂塑防护方案,并提出满足船舶管道使用的机械性能要求 的新型环氧粉末涂料研制方法. 武汉理工大学毕业设计(论文) 77 外文文献 17 和18 分别是关于船舶操作可靠性和船体梁的可靠性的文章.成品油船在 海上航行时,装载了大量的化学品,并且装载得化学品是不同性质的.化学品船是一种复 杂的船型,它根据货物的不同而建造成结构不同的船舶,同时装载的化学品对船上的人员 和设备均存在危险.在船上,对货物的操作,如装载、卸载、对舱室冲入惰性气体,洗舱 和放气,本身就存在风险.同时,估测风险在船舶行业已经成为一个重要的问题.文献 17 对操作前,操作中和操作后的风险进行分析,并得到结果.文献 18 根据《海规》建立模 型,计算了船的梁的稳性,并为同类船的计算提供了参考. 武汉理工大学毕业设计(论文) 78 8 参考文献 [1] 中国船级社. 钢质海船入级规范. 北京:人民交通出版社,2001. [2] 中外船舶配套设备手册编写组. 中外船舶配套手册. 北京:中国海洋出版社,1989. [3] 轮机工程手册编委会. 轮机工程手册(上、中、下). 北京:人民交通出版社,1994. [4] 船舶设计实用手册编委会. 船舶设计实用手册(动力装置). 北京:国防工业出版社, 1962. [5] 商圣义. 民用船舶动力装置. 北京:人民交通出版社,2001. [6] 陈祖庆. 船舶原理. 武汉:武汉理工大学,1990. [7] 陆金铭. 船舶动力装置设计. 北京:国防工业出版社,2006. [8] 广东工学院造船系编写组. 船用螺旋桨设计. 北京:人民交通出版社,1976. [9] 中国船舶工业总公司. 船舶设计实用手册总体分册. 北京:国防工业出版社,1998. [10] 朱树文. 船舶动力装置原理与设计. 北京:国防工业出版社,1980.9. [11] 李之义. 船舶辅助机械. 北京:人民交通出版社,1994.6. [12] 王国强、盛振邦. 船舶推进. 北京:国防工业出版社,1985.12. [13] 修造船资料手册编写组. 修造船资料手册. 北京:人民交通出版社,1988.10. [14] 任文江、施润华. 船舶动力装置节能. 上海:上海交通大学出版社,1991.11. [15] 伊绍琳. 船舶阻力. .北京:国防工业出版社,2005. [16] Lloyd's Register. Rules and Regulations for the Classification of Ships, 1997. [17] Germanischer Lloyd. Rules for Classification and Construction, 1997. 武汉理工大学毕业设计(论文) 79 9 附录 文献综述 文献 1? 题名 船舶动力装置冷却水系统的可靠性分析 作者 郭军武 陈宝忠 黄党和 摘要 航运单位在船舶更新换代和业务扩大的时候,必须考虑到船舶动 力装置和系统的最优化选择.在进行最优化选择时就要对船舶动力装 置和系统的可靠度进行综合技术评估,并做出正确的判断和选择. 关键字 船舶工程 船舶动力装置 冷却水系统 可靠性 泊松过程 刊名 中国航海 文献 2? 题名 冲击载荷下船舶设备与船体结构一体化动响应研究 作者 金辉 张庆明 邵宗战 马晓蕾 张阿漫 摘要 针对船舶设备在水下爆炸冲击环境下,其动态响应情况直接影响 设备的工作性能和可靠性的问题. 从系统耦合振动理论出发,基于设 备与船体一体化抗冲击分析方法,采用数值模拟方法对水下爆炸条件 下的船舶大型设备及船体结构进行冲击响应时域分析. 关键字 船舶设备与船体结构 水下爆炸 数值模拟 刊名 北京理工大学学报 文献 3? 题名 船舶优化维修策略研究 作者 盛进路 邢繁辉 刘柱 张光远 摘要 船舶维修策略直接关系到船舶的航行安全和效益.文章从事后维 修、定期维修、状态修的角度出发,根据保证船舶航行安全的维修周 期系统理论思想,总体构建了船舶维修策略及流程.根据船舶可靠度, 对船舶风险进行评估,利用船舶经济性维修模型及船舶可靠性和经济 性维修的博弈性,能有效确立船舶维修周期. 关键字 船舶安全 可靠性 风险评估 维修周期 刊名 西华大学学报(自然科学版) 武汉理工大学毕业设计(论文) 80 文献 4? 题名 考虑腐蚀影响的船舶结构可靠性研究现状与展望 作者 王燕舞 崔维成 摘要 对近年来考虑腐蚀影响的船舶结构可靠性计算各主要研究层面的研 究现状做了介绍与评述.通过这一综述可以发现:此领域研究工作重 心已由考虑线性、非线性均匀腐蚀的影响逐步向局部腐蚀尤其是点 腐蚀方向转变.今后的研究重点为以下三个方面,即:①发展符合基本 腐蚀机理、与实测腐蚀数据较为吻合的点腐蚀多指标模型;②确定蚀 点几何参数在各类荷载条件下对构件强度的影响;③深入评估腐蚀与 疲劳的相互作用对结构可靠性计算的影响. 关键字 船舶结构 可靠性 海洋环境 点腐蚀 腐蚀模型 综述 刊名 船舶力学 文献 5? 题名 提高中小型船舶主推进装置可靠性研究 作者 何方炽 摘要 作为船舶的心脏——船舶主推进装置,它是船舶动力的源泉,其安 全可靠地运行是船舶运输安全、优质、快捷、经济的最基本保证. 航行中的船舶,一旦主推进装置发生故障就将直接威胁到船舶及人 命、财产的安全,甚至造成海洋环境的污染,给国家和个人造成重 大损失.为保障国民经济持续、健康和快速地发展,现在对船舶主 推进装置的可靠性提出了越来越高的要求.但我国船舶可靠性研究 工作开展得较晚,而船舶主推进装置是船舶最重要的组成部分之一, 在其可靠性研究的许多方面还有待进一步提高和完善. 影响船舶主 推进装置可靠性的因素有设计、选型、建造、安装、维护以及营运 管理等方面,是一个系统工程.尽管现在对船舶主推进装置本身的 发展非常重视可靠性,设计单位和制造商通过不断采用新技术、新 工艺以及新材料等方法来提高零部件寿命,但由这些零部件所组成 的主推进系统,其可靠性就不一定得到完全提高,特别是在现有设 备和技术条件下,如何进一步保证和提高船舶主推进装置可靠性, 则更有待人们去研究与实践. 关键字 船舶主推进装置 船舶动力 船舶可靠性 维修性设计 船舶柴油机 可靠寿命 刊名 上海海事大学学报 武汉理工大学毕业设计(论文) 81 文献 6? 题名 全方位推进器与首侧推器综合作用对船舶操纵性能的影响 作者 陈伟民 倪士龙 摘要 以船模自由自航模试验为基础,对采用全方位推进器和首侧推器的船 舶特殊操纵性能进行了试验研究,对其原地掉头、纯横移、斜移等操 纵方式进行了探索和研究.同时,通过测量首侧推器作用力随航速变 化规律,分析了首侧推器在该类船舶上的应用情况,供设计者参考. 关键字 船模试验 自由自航 操纵性 推进器作用 刊名 中国船舶 文献 7? 题名 大型船舶侧推器操纵效能计算 作者 沈定安 马向能 毛海斌 摘要 为探讨首侧推器操纵效能,本文在有航速、零速和横移的不同工况下, 分别采用三自由度、 二自由度数学模型,并对 1 条12300 t 大型滚装船 进行了首侧推器操纵效能的实例计算.计算结果表明侧推器操纵效能 与航速及桨转速直接有关,零航速最好,且随桨转速增高而增强;结果 同时也表明了借助于主推进器、首侧推器和舵的联合操纵可实施纯 横移运动. 关键字 主推进器 侧推进器 联合操纵 操纵效能 纯横移 船舶力 学 刊名 船舶修造 文献 8? 题名 从一起故障看船舶艏侧推器的安全使用与管理 作者 郑伟康 摘要 概述艏侧推装置已在船舶广泛应用.由于装置操作简便、 运行时间短、 性能稳定可靠、维护保养工作量少,部分管理人员在设备的维护保养 和性能特点的熟悉掌握方面重视不足,因而发生对带病运行设备的现 状不了解、对故障的先兆无感觉等现象.本文试图通过 LH 轮一起侧 推器启动变压器烧毁故障现象,对艏侧推器的安全使用和管理作一些 浅显的分析. 关键字 首侧推器 故障现象 安全使用 刊名 航海技术 武汉理工大学毕业设计(论文) 82 文献 9? 题名 船舶首侧推器适用的船速域 作者 徐周华 摘要 从侧推器在实践中的应用入手,通过对船舶在各船速域中单独使用首 侧推器和单独使用舵设备进行船舶改向操纵时船舶转首角速度的定 性分析,及从侧推力转船力矩和吸附效应两方面对船舶处于各船速域 时首侧推器的使用效果进行分析,为深入研究首侧推器所适用的速度 域问题,提供有力的帮助. 关键字 侧推器 首侧推器 船速域 吸附效应 平衡导管 刊名 武汉理工大学学报 文献 10? 题名 "维比克"轮侧推器的改装修复 作者 孙轲 赵建海 摘要 在船舶修理过程中,经常会碰到意外的困难,需要灵活的处理.本文以 实例介绍了侧推器的改装修复过程. 关键字 船舶修理 侧推器 改装修复 刊名 建船工艺 文献 11? 题名 船舶辅助锅炉监控系统设计 作者 曾新红 摘要 船用锅炉是目前远洋运输船舶必备的辅机设备之一.锅炉产生的蒸 汽主要用来加热燃油、滑油,主机暖缸,驱动辅助机械及生活杂用 等.辅助锅炉产生的蒸汽一般为饱和蒸汽.其设备的安全性和自动 化是轮机自动化的重要组成部分. 为更好的了解机舱设备运行情 况,使船用蒸汽动力装置训练模拟器能正确地反映对象的实际动态 过程,提高管理人员的实际操作水平,提高蒸汽动力装置的安全性 和经济性.近年来各大行家纷纷运用微机接口技术、软件技术和系 统仿真技术对各种辅机自动控制系统进行仿真,以达到更好的对机 舱进行监控.本文应用组态王软件开发技术和可编程控制器(PLC)硬 件接口技术来实现船舶辅锅炉计算机监控.系统构成主要包括 PLC 模块、接口电路、计算机和软件设计等. 关键字 船舶辅助锅炉 PLC 组态王软件 计算机监控 刊名 华南理工大学学报 武汉理工大学毕业设计(论文) 83 文献 12? 题名 AALBORG 船用燃油锅炉介绍 作者 杨剑 摘要 欧堡(AALBORG)为船用锅炉的主要制造商,其产品市场占有率在世 界范围内超过 50%,特别是国内船舶工业的迅猛发展,其凭借雄厚的 技术实力,已在国内抢占了制高点.文章通过分析研究其典型锅炉的 技术特点,并结合工作中的实际问题,旨在抛砖引玉,希望能达到有利 于船东和船厂的维护与修理的目的. 关键字 船舶 锅炉 损坏分析 刊名 中国修船 文献 13 题名 PLC 在船舶锅炉控制系统中的应用 作者 单海校 刘国平 摘要 本文介绍了可编程序控制器(PLC)在船舶锅炉控制系统中的应用.针 对目前船舶锅炉的现状,采用可编程序控制器(PLC)对船舶锅炉系统 进行设计与改进,并给出了系统部分硬件组成和软件流程图. 关键字 船舶锅炉 PLC 改进 控制系统 刊名 船电技术 文献 15? 题名 船舶锅炉燃油管内部腐蚀与防护 作者 马青华 付大海 裘达夫 摘要 文章就某型船舶锅炉燃油管内部腐蚀造成锅炉喷嘴堵塞问题,进行腐 蚀原因分析、防腐蚀方案论证,提出涂塑防护方案,并提出满足船舶管 道使用的机械性能要求的新型环氧粉末涂料研制方法. 关键字 船舶 锅炉 燃油管 腐蚀 防护 刊名 中国修船 ? ? ? ? 武汉理工大学毕业设计(论文) 84 文献 16? 题名 船舶锅炉燃烧系统的优化控制 作者 李维坚 于洪亮 摘要 分析了船舶锅炉燃烧控制系统的运行特点,对船舶锅炉燃烧控制系统 优化模型的建立、优化模型参数的求解方法及船舶锅炉燃烧实时控 制系统的控制规律进行了研究,以使船舶锅炉燃烧过程更多时间处于 相对平稳状态,提高燃烧效率. 关键字 船舶锅炉 燃烧控制系统 优化模型 前向神经网络模型 刊名 大连海事大学学报 文献 17? 题名 Quantitative evaluation of precautions on chemical tanker operations 作者 Ozcan Arslan 摘要 Large quantities of liquid chemicals are carried by chemical tankers all over seas. Chemical cargoes have different properties and chemical tankers are complex ships that are designed to carry different types of chemical cargoes. Carriage of chemical cargoes contains different hazards both for human life and marine environment. There are several cargo operations that are regularly done on chemical tankers such as loading, discharging, inerting, washing tanks, sampling, and freeing gas. These operations constitute their own risks. Therefore, risk assessment has become a critical issue in maritime industry. The present investigation of this study is attempting to examine the priorities of precautions that are taken by chemical tankers before, during ,and after cargo operations. Analytic hierarchy process(AHP)is used for prioritizing the precautions in order to clarify the risk assessment option that will be used for proactive approach to prevent marine casualties. The main aim of this study is to identify an appropriate management tool to increase the level of safety for chemical tankers during cargo operations at a terminal by using the results of AHP application. 关键字 Safety; Chemical tanker; Risk assessment; AHP; Maritime; Transportation 刊名 Ship building ? 武汉理工大学毕业设计(论文) 85 ? 文献 18? 题名 Hull-Girder Reliability of a Chemical Tanker 作者 Josko Parunov;Maro Corak;C. Guedes Soares 摘要 The aim of the paper is to calculate hull-girder reliability of chemical tanker according to the reliability model proposed by International Maritime Organization (IMO). The probability of hull-girder failure is calculated using a first-order reliability method for two operational profiles-one typical for oil tanker and the other one modified in order to reflect differences between oil tanker and chemical tanker. The evaluation of the wave-induced load effects that occur during long-term operation of the ship in the seaway is carried out in accordance with International Association of Classification Societies (IACS) recommended procedure. The stillwater loads are defined on the basis of a statistical analysis of loading conditions from the loading manual. The ultimate collapse bending moment of the midship cross section, which is used as the basis for the reliability formulation, is evaluated by progressive collapse analysis and by single-step procedure. The reliability analysis is performed for "as-built" ship and for "corroded" ship according to corrosion deduction thickness from new Common Structural Rules for double-hull oil tankers. It is shown that hull-girder failure probability of "as-built" chemical tanker is well above the upper reliability bound proposed by IMO, while the "corroded" ship is slightly unconservative since the reliability index is lower than IMO lower reliability bound. 关键字 tankers; buckling; safety 刊名 Marine technology and SNAME news 武汉理工大学毕业设计(论文) 86 文献 1-5 是关于船舶可靠性的文章,船舶在海上(或江上)航行,各设备安全可靠地 运行是船舶运输安全、优质、快捷、经济的最基本保证.航行中的船舶,一旦某个设备发 生故障就将直接威胁到船舶及人命、财产的安全,甚至造成海洋环境的污染,给国家和个 人造成重大损失.文献 1-5 分别从冷却水系统、船体结构、船舶维修、腐蚀和主推进装置 5 个方面研究提高船舶稳性的方法:1)在判断和选择船舶动力装置系统时,一定要采用适 当的冗余系统,在保证船舶一定可靠性的前提下,再考虑经济性和其他要求;2)对于船舶 结构,因为工作环境恶劣,影响其结构安全的因素很多,所以对船舶结构进行结构可靠性分 析是非常必要的,一定要在满足船舶可靠性的条件下,再考虑经济性;3)对船舶腐蚀的研 究工作重心已由考虑线性、非线性均匀腐蚀的影响逐步向局部腐蚀尤其是点腐蚀方向转 变. 文献 6-10 是关于船舶船舶侧推器的文章.侧推器也叫横向舵、横向喷流舵.它装设于 船首、尾部较低处,以便于在船舶低速航行时和布置在船尾部的常规舵协作以完成转向操 作,以及当船舶停车或后退时能获得较好的控向性能.文献 6 就是关于侧推器对船舶操作 性的影响.由于船尾有螺旋桨和舵设备,因此尾侧推器的安装工艺复杂、成本相对较高, 故船舶安装侧推器多只布置在首部.而侧推装置对于提高船舶的操纵性能的效果是与船舶 的航行速度有关的.当船舶低速航行时,首侧装置产生的推力效果最好;当船速很高时, 其效率损失的影响就非常明显,文献 7 对侧推器效能进行了详细的分析.当船速为 4~6kn 时,首侧推器就会发生失效.文献 9 分析了侧推器的航速域,对船舶处于各船速域时首侧 推器的使用效果进行分析.为深入研究首侧推器所适用的速度域问题,提供有力的帮助. 侧推器在使用中必然存在维护和修理的工作,文献 8 和10 对于侧推器安全使用与管理提 出了很好的建议,并且提到侧推器在损坏后的修复方法. 文献 11-16 是关于船舶辅锅炉的文章.锅炉用来制备蒸汽,蒸汽主要用来给重油(主 机用和油舱货油)加热,蒸汽驱动蒸汽泵(还有汽轮发电机等辅机)或加热生活用水或凝 冷制饮用淡水等.废气锅炉主要利用主机排气的余热来制造蒸汽,节约能源.由于锅炉安 全可靠的工作对于船舶的正常运作非常重要,因此研究船舶锅炉是非常有必要的.船用锅 炉是目前远洋运输船舶必备的辅机设备之一.辅助锅炉产生的蒸汽一般为饱和蒸汽.其设 备的安全性和自动化是轮机自动化的重要组成部分.为更好的了解机舱设备运行情况,使 船用蒸汽动力装置训练模拟器能正确地反映对象的实际动态过程,提高管理人员的实际操 作水平,提高蒸汽动力装置的安全性和经济性.欧堡(AALBORG)为船用锅炉的主要制造 商,其产品市场占有率在世界范围内超过 50%,特别是国内船舶工业的迅猛发展,其凭借雄厚 的技术实力,已在国内抢占了制高点.文献 12 通过分析研究其典型锅炉的技术特点,并结合 工作中的实际问题,为船东和船厂的维护与修理提供参考. 文献 13 和文献 15 是关于船舶锅 炉的控制系统.文献 14 就某型船舶锅炉燃油管内部腐蚀造成锅炉喷嘴堵塞问题,进行腐蚀 原因分析、防腐蚀方案论证,提出涂塑防护方案,并提出满足船舶管道使用的机械性能要求 武汉理工大学毕业设计(论文) 87 的新型环氧粉末涂料研制方法. 外文文献 17 和18 分别是关于船舶操作可靠性和船体梁的可靠性的文章.成品油船在 海上航行时,装载了大量的化学品,并且装载得化学品是不同性质的.化学品船是一种复 杂的船型,它根据货物的不同而建造成结构不同的船舶,同时装载的化学品对船上的人员 和设备均存在危险.在船上,对货物的操作,如装载、卸载、对舱室冲入惰性气体,洗舱 和放气,本身就存在风险.同时,估测风险在船舶行业已经成为一个重要的问题.文献 17 对操作前,操作中和操作后的风险进行分析,并得到结果.文献 18 根据《海规》建立模 型,计算了船的梁的稳性,并为同类船的计算提供了参考. 武汉理工大学毕业设计(论文) 88 致谢 毕业论文即将完成,我的学生生涯也要告一段落了.借此机会,我要对四年来帮助过 我的人表示深深的感谢. 本文是在我尊敬的胡义老师和樊红老师的悉心指导下完成的,从论文开始到结束的每 一个细节都凝聚着两位老师的智慧和学识.老师严谨的治学态度,丰富的实践经验和敏锐 的思维使我获益匪浅,对我的学习和工作大有裨益.在此谨向辛勤培育我的老师表示深深 的敬意和由衷的感谢! 年月日