第六章机舱规划与设备布置

船舶动力装置船舶与海洋工程专业授课人：李德堂、机舱的位置及尺寸2、设备布置的原则及要求3、机舱规划的方法与步骤4、机舱布置实例、机舱的位置及尺寸概述专门用来放置动力装置和机械设备的船舱称为机舱。所谓机舱规划与设备布置，就是要在机舱中合理的解决、安排主机、辅机及有关机械设备的相互位置关系。怎样才能把机械设备在机舱中布置得合理，如何使机舱占用更小的容积，如何根据船舶设计的要求选定机舱的位置，如何布置机械设备使得轮机人员便于管，用、养、修等，都是机舱规划要解决的问题。一、机舱的位置决定机舱位置的两个主要因素:①船舶的总布置规划要求相关与协调的要求。②动力装置本身的要求。对于一般民用运输船舶来说，机舱通常位于船的中部或尾部。近代趋势，除客船外，在尾部的占绝大多数。机舱在中部的优缺点：①不同装载工况下较小的纵倾；②机械设备规划布置容易；③抗沉性好；④货舱容积减小；⑤轴系效率降低。机舱在尾部的优缺点：①缩短传动轴系的长度、降低船舶的建造费用和简化轴系的维护检修工作②增加货舱舱容；③运油船舶机舱布置在尾部更为有利；④会发生较大的纵倾，必须使用压载来处理。二、机舱的尺寸在合理的情况下，力求减小机舱的容积、长度、面积；衡量机舱底平面与机舱容积利用情况的两个指标是面积饱和度和容积饱和度；由机舱内机械设备的尺寸以及位置确定机舱的长宽高机舱尺寸的确定：a)机舱长度)机舱宽度宽度一般取作船宽)机舱高度主要取决于舱内大型设备本身的高度及他们正常运行、维修等所必须的高度。、设备布置的原则及要求一、倾斜与摇摆。①机械设备的布置必须保证整个动力装置做船舶横倾15°、横摇22.5°和纵倾5°、纵摇7.5°时能正常工作。②某些设备的放置位置符合正常工作的要求。二、平衡与重心①布置在左右两侧的机械设备的重量尽量保持平衡②重量大的设备布置在底层③机械设备重量对船舶平衡的影响，以设备的重量和重心位置来衡量三、动力装置总重量的重心位置的计算：①计算重量和重心位置；缺乏足够资料时，用统计的方法进行近似估算②当已知各机械设备的重量和重心位置时，则按下表计算动力装置的重心和总重量。表中各项设备与三个面的距离都应具有相应的符号，它们是这样规定的:a.当所布置的机械设备的位置离开横中剖面而处于船尾方向时，均取为正号，反之为负；b.各机械设备凡离开纵中剖面而处于右舷者，其至纵中剖面的距离均取为正兮，反之为负号；c.机械设备凡处于主水线面以上者，则其至主水线面的距离取为负号，反之取正号。完成各项设备的计算后。则可求得动力装置的总重量和重心位置。③距离计算a.动力装置的重心至横中剖面的距离b.动力装置的重心至纵中剖面的距离四、各机械设备间的相对位置要合理各种机械设备有自己的特点，为保证它们自身及相邻或相关机械设备正常工作、安全可靠，在布置时应注意其特点，满足各自的要求。如总配电板布置在远离燃油和其它易燃物的地方，其上方不允许设置燃油柜等设备，以免发生危险；需要相互配合进行工作的机械设备，应尽可能相互靠近，以便于操作管理和简化管路，利于施工建造。对于机械设备的相对位置及其安装要求，可以参考下表五、机械设备在使用过程中要进行操作、检测和维修等工作，以使其保持良好的技术状态。安全可靠地运行。因此，在机械设备的布置时，其周围必须留有足够的空间，以便于操作管理和维修。六、在机械设备规划布置中还要考虑到各种安全措施，并尽可能做到有条不紊、整齐美观、机械规划的方法与步骤一、机舱规划前的准备在布置规划机舱内各机械设备之前，必须对该船动力装置进行全面的了解，并要求掌握主机、辅机、各设备及容器的性能及它们在安装、管路连接、操纵、保养及维修等方面的要求。①与船体设计人员共同对机舱所需长度及机舱棚长度、宽度作初步估计，了解机舱位置处的船体线型及结构特点，并且要提出机舱位置处对船体的要求。②将机械设备总图或外形安装图按适当比例缩小成简单明了而又尺寸准确的三面视图，视图上尽可能地表明附属机械位置及其管路接头，小视图最好是用透明蜡纸画、布置时贴在设计草图上，以便布置时不断调整和校对。二、布置的方法和步骤优先考虑体积较大的机械设备，如主机、发电机组、锅炉等；对整个机舱规划布置影响最大，必须反复考虑以取得最合适的方案；机舱容积的合理利用，在机舱设备较多时，可在机舱内加设平台；为了缩短船台周期，减少造船过程的返工率，以提高其经济效益，实行了模型造船法，即根据实船先按一定比例制成有机玻璃模型，然后再根据布置开的船模中有关机电设备的结构尺寸、相互关系等绘制机舱布置图。①主机与传动设备的布置。主机的布置必须与船体设计、螺旋桨尺寸和轴系布置密切配合。注意以下事项：a.对于多机装置，主机之间应留有足够的空间与通道，以便进行操作和维修b.主机在机舱中前后位置，一般应考虑主机后端布置传动设备及推力轴承的需要，并与其它辅助机械布置等作适当的配合c.主机曲轴中心线的高度是根据双层底或船底结构和花铁板的距离要求、主机油底壳的最下端与船体内底板或肋板的最小距离及主机的本身工作要求等因素决定的②发电机组及配电板的布置a.一般来讲，是将其布置在主机操纵位置的同一层平面内，管理人员能够方便地进行监视和操作。b.发电机组应沿船舶纵向布置。c.对于尾部机舱，目前多为将发电机组布置在机舱平台上主机的后端。d.对于中、小型船舶，常常将发电机组布置在机舱底层，对于多机推进装置的推、拖船，有时将其置于主机前端。e.根据有无集控室协调配电板的配置③锅炉的布置辅助锅炉的布置：(1)在锅炉周围要留有拆除隔热材料及其外壳的地位，并能方便地对锅炉进行检查、清灰及修理。(2)锅炉的各附件周围必须有足够的操作和修理的空间，其水位表应安置在燃烧装置前易见部位。(3)锅炉必须安装在甲板或肋板上的坚固的锅炉平台上。(4)锅护及其烟道的布置，务必使发生火灾的危险性最小。废气锅炉的布置废气锅炉一般与烟道一起设在烟囱内，或布置在安装主机起重机轨道或起重机梁的那一层甲板的上部机舱棚内，以便接近辅助锅炉。它的安装高度往往是根据主机的排气集合管(或废气涡轮)至废气锅炉的相互位置来决定的，应该尽量减少气流损失。废气锅炉应安置在加固的平台上或甲板上。为了修理加热管，布置时还应留出充分的空问以保证抽出管子。④机舱控制室(集控室)的布置a.机舱控制室设备较多；b.控制室一般应布置在监视主机、发电机组及锅炉等最方便的位置；c.控制室出入口的布置；d.监视用的玻璃窗应设置在便于监视主机、发电机、锅炉等的位置，因此控制室周围的梯子、空调通风管路、船体结构支柱及其它管路均不应妨碍视野。⑤辅助机械设备的布置布置辅助设备应该按以下原则进行：a.相互关联或互为备用的辅助机械，应相互靠近.并考虑合理分布b.辅助机械尽可能沿机舱周围布置c.较大的辅助机械设备应先布置d.需要保证具有一定压头的容器和箱柜，应布置在适当的高度处，因此应设法高置。e.对于电动机、起动器等电气设备，为了防止吸入水气、油气，应布置在不受高温而又易于通风的地方.⑥机舱棚、机舱出口及其它布置机舱中的扶梯、栏杆、格栅、花铁板、起吊设备、机舱棚、机修间、物料备件间等的布置如下:a.机舱要求至少有两个出入口b.在整个机舱内必须铺设花铁板c.凡轮机人员需要到达之处，除应有固定的通道外，井须设置必要的格栅d.为了主、辅机的拆装和检修，机舱棚中应设有起吊横梁e.大型船舶按规范要求，机舱除正式出入口外、尚须设有直通救生甲板的脱险通道三、机舱布置图在机舱各种设备的规划(包括计算和造型)考虑成熟后，即可根据初步确定的机舱大小绘制机舱设备布置图。机舱设备布置图包括机舱平面布置图、纵剖面图和横剖面图。机舱设备布置图的机舱尺寸以及机舱内的各种机电设备等，均应按一定的比例进行绘制。绘制要求：a.所绘布置图必须能够说明各个设备的垂直坐标位置和垂直方向的相对位置;纵向坐标位置和纵向相对位置;横向坐标位置和横向相对位置.b.机舱平面布置图应包括机舱各层平台平面图，主要反映各设备的纵向、横向的坐标位置。c.纵向剖面图和横向剖面图一般选取机舱内设备较稠密处绘制，常常需要数张这样的剖面图，在这些剖面图上，要说明其剖面位置。、机舱布置实例一、长江下游某推船机舱布置这种推船采用双机双桨推进装置，主机为8NVA48A-2U型立式、四冲程、可反转、废气涡轮增压船用柴油机。每台主机额定功率为971kW,额定转速428r/min,缸径为320mm，行程为480mm。主机本身带有滑油抽吸泵、滑油压入泵、淡水冷却泵、海水冷却泵、滑油低压输送泵、空压机、滑油冷却器、淡水冷却器、借油循环柜等。机舱设在船的中部，在29号肋骨到61号肋骨之间。下图所示为其机舱底层平面布置图.二、某远洋货船机舱布置该船是单机单桨直接传动，机舱设于船舶尾部，位于第12号到40号肋骨之间。机舱内共分三层，即机舱底平面、A层平台和S层平台。主机及大部分系统的泵布置在底层主机为B&W-8L55GFCA(D)型柴油机，持续功率为9826kW,额定转速为150r/min，并且自带推力轴承及盘车机。主机通过一根中间轴和尾轴与桨相连。