船舶动力装置原理与设计-第4章

船舶动力装置原理与设计讲义第4章船舶管路系统下午9时3分2船舶管路系统的含义•船舶管路系统是船舶为了完成一定任务而专门用来输送和排出液体或气体的管路（管子及其附件的组合）、机械设备和检测仪表等的总称，常简称为船舶管系。•船舶管系是船舶动力装置的重要组成部分，它联系主、辅机械及有关设备，保证船舶正常航行、停泊以及船员和旅客的需要。下午9时3分3船舶管系的分类船舶动力装置原理与设计讲义第4章船舶管路系统2006年04月----燃油系统下午9时3分5燃油影响燃油管路工作的质量指标•a.闪点b.密度c.凝点d.浊点e.倾点•f.水分和机械杂质影响燃油燃烧性能的质量指标:•a.十六烷值b.柴油指数c.馏程d.发热值•e.粘度——运动粘度、动力粘度、恩式粘度、雷式粘度、赛氏粘度影响燃烧产物构成的质量指标•a.硫分b.灰分c.沥青分d.残碳值e.钒和钠的含量燃油冷却到停止流动时的最高温度燃油冷却到开始析出石蜡、变得浑浊时的温度燃油冷却到尚能流动时的最低温度下午9时3分6燃油管系的功用、组成及工作原理•燃油管系向船舶柴油机和燃油锅炉供应足够数量的合格燃油，以确保船舶的营运需要。•注入•贮存•驳运•净化•供应•测量下午9时3分7燃油管系的组成60车位滚装船燃油管系实例甲板注入口透气管油舱（柜）过滤器驳运泵离心分油机溢流管日用油柜速闭阀滤器供给泵柴油机系统积气后将造成供油压力波动，甚至造成气阻无法供油而停车。下午9时3分8主要设备及其估算6110ztPbBebzz6210KtPbBfff式中：Bf——副机燃油消耗量，t；bf——副机燃油消耗率，g/(kW•h)；t2——续航力，t2=t1，h；K——副机负荷系数，根据电站负荷估算书选定；Pf——副机标定功率,kW。式中：Bz——主机燃油消耗量，t；bz——主机燃油消耗率，g/(kW•h)；Peb——主机标定功率，kW；t1——续航力，h；z——主机台数。式中：Bg——锅炉燃油消耗量，t；D——锅炉产汽量，即锅炉蒸发量，kg/h；i1——蒸汽比焓，J/kg；i2——锅炉给水比焓，J/kg；Hu——燃油低热值，J/kg；ηg——锅炉效率；t3——在续航时间内的使用时间，h。V1——油舱总容积，m3；ρr——燃油密度，kg/m3，轻柴油取0.82～0.86，重柴油取0.93，燃料油取0.93～0.97；Cr——容积系数，取1.1～1.2；Cc——储备系数，取1.1；Cf——风浪系数，取1.05～1.2。下午9时3分9主机日用油柜•日用油柜为箱体，一般用钢板焊接而成，为能承受柜内液体的压力，通常在其内壁设加强筋衬板。•注入管，用于注入燃油；•输出管用于输出燃油；•透气管使柜内与大气相通，以利燃油进出油柜；•溢流管用来将超出油柜贮量的油溢出．并流回油舱；•打开手孔盖即可清除柜中油渣；•置于油柜下方的放水阀可放出存于油柜底部的油水混合液体。透气管与溢流管直径一般应大于输入管。•主机日用油柜•副机日用油柜容积•辅锅炉日用油柜容积•油渣柜容积•污油柜容积•沉淀柜容积下午9时3分10对燃油管系的要求•各舱柜间应有管路连通，管路上应装设截止阀，以便关断，保证船舶倾斜时正常供油。•大、中型船舶设独立驱动的燃油输送驳运泵，小型船舶设手摇泵，保证连续供油。依靠重力柜供油时，油柜必须置于柴油机上方，距该机高压油泵进口不得小于1m。•各油舱、油柜供油管路上的截止阀或旋塞应直接装设在舱柜壁上，深油舱、日用油柜出口管路应设置速闭阀，以便在发生火灾或危急情况下，能在该处外迅速将其关闭。•燃油管路必须与其他管路隔绝，不得布置在高温处、电气设备处，不得通过水舱和起居处，若必须通过这些地方，要采取防火和防水、油泄漏的有效措施。•沉淀舱柜以及专设沉淀舱的燃油舱或日用油柜，应装设自闭式放水阀或旋塞，且应设置收集油舱和聚油盘排出的含油污水的舱柜。•大型船舶燃用两种燃油，应设有两套供油管路，设置燃油回油集合筒以收集回油，并用于两种燃油的混合和撤换。小型船舶柴油机往往将回油管路接至喷油泵进口处。•保证船舶横纵（10°，7°）下，管系仍能正常工作。船舶动力装置原理与设计讲义第4章船舶管路系统2004年10月——滑油管系下午9时3分12简介•柴油机润滑系统的设计与其本身的工作型式、输出功率的大小和转速高低有关，需要进行润滑的柴油机部件主要有气缸、十字头轴承、连杆轴承、主轴承、传动齿轮、凸轮轴、进排气阀杆和导板等。•通常气缸润滑采用的方式有注油式润滑和飞溅式润滑。•各类轴承的润滑方式有压力润滑、飞溅润滑和人工润滑。下午9时3分13滑油品质•a.粘度：滑油最重要的指标。滑油粘度大，摩擦阻力增加，机械效率降低，柴油机启动困难。但粘度小，在较高温度下难于在金属表面形成可靠的油膜，以至磨损增加。国外采用SAE分类法。粘度随温度升高而降低。•b.稳定性•c.酸性（中和值）•d.抗乳化度：海水或淡水漏入滑油中经搅拌后使滑油形成乳浊液并生成泡沫叫乳化。乳化会使油膜承载能力大大降低。•e.残碳下午9时3分14滑油的选用选用滑油时应考虑下述因素：•运转部件速度较高时，摩擦产生的热量多，滑油粘度要高些。•滑油的流动性与环境温度有关。•粘度高的滑油凝聚力大，不易被挤出，摩擦偶件单位摩擦面积上所承受的压力大的，所用滑油的粘度要大些。•承受变载荷而常出现半干摩擦的场所应选用粘度较大的滑油，以保证在运转过程中形成连续的油膜。•摩擦偶件的配合间隙大者或摩擦表面粗糙者，应选用粘度大的滑油。下午9时3分15滑油管路的功用、组成与种类•1.功用–滑油管系给柴油机、增压器等船舶动力装置设备供应足够的、合乎质量要求的滑油，确保有关摩擦副处于良好的润滑状态，避免发生干摩擦，并在润滑过程中带走部分热量，起一定的冷却作用。减磨：润滑的主要作用冷却：带走部分热量清洁：洗涤运动表面的污物和金属磨粒密封：如活塞与缸套间的油膜还起密封燃烧室的作用。防腐：油膜使金属表面与空气、酸不能接触减轻噪声：缓冲作用传递动力：如推力轴承中推力盘与推力块之间的动压润滑下午9时3分16滑油管路的功用、组成与种类•2.组成–滑油管系一般由滑油贮存舱（柜）、滑油循环柜、滑油泵、净化设备（滤器、分油机）及滑油冷却器等组成。•3.种类–滑油管系通常根据柴油机的结构型式可分为湿底壳式和干底壳式两种。下午9时3分17干底壳式湿底壳式下午9时3分18干底壳式SULZER-RTA52U主滑油系统图下午9时3分19对滑油管系的要求•滑油管系的布置应保证船舶在一定的横倾和纵倾范围内可靠地供油。同时，应尽可能缩短管子长度。•滑油循环泵的布置应使吸入管长度尽可能短，因此油泵应尽量靠近柴油机或循环油柜。•为了减少管路阻力和管路振动现象，在滑油循环泵到过滤器管路上要使弯头尽可能少，并缩短此管路长度。•滑油过滤器一般布置在滑油冷却器前，滤器前后要装设压力表，管路中还应设低压警报器，以检测和控制滑油的工作压力。•滑油贮存柜要靠近甲板注油口，并有一定高度，以借重力给循环柜补充滑油或进入驳油泵。•如果增压器采用强制循环式压力润滑，则设置增压器滑油重力柜作为应急用，重力柜的高度必须在增压器轴线上方约12m处。下午9时3分20滑油管路设备估算•储油舱•滑油循环泵•主机滑油循环柜：设在双层底内，其四周都有干隔舱。•滑油沉淀柜•污油柜•油渣柜•滑油泵：一般为螺杆泵，两台，泵的出口设有安全阀和调节压力的旁通阀。下午9时3分21滑油管路设备估算•滑油循环泵•滤器：滑油泵的进口、出口分别设有粗细滤器，滤器一般为双联或多联。且滤器前后有压力表、压差继电器。现在船上一般采用反冲洗滤器。•滑油冷却器：管壳式或板式热交换器。•污油柜•油渣柜船舶动力装置原理与设计讲义第4章船舶管路系统2004年10月——冷却管系下午9时3分23功用•是对主副柴油机、主副机的滑油冷却器、淡水冷却器等热交换器、轴系中的齿轮箱、轴承、尾轴管等需要散热的设备进行冷却，以确保其在一定温度范围内可靠工作。下午9时3分241、开式冷却系统下午9时3分252、闭式冷却系统–淡水对柴油机气缸套、气缸盖、活塞、喷油器等进行冷却–海水冷却淡水冷却器、滑油冷却器、增压空气冷却器、喷油器冷却器下午9时3分26下午9时3分273、集中式冷却系统–将原来用海水冷却的设备改淡水冷却–中央冷却器集中热量进行海水冷却下午9时3分28海水泵低温淡水冷却器高温淡水冷却器主机空冷器滑油冷却器主机1主机2主机低温淡水高温淡水海水低温淡水泵高温淡水泵图1集中式冷却的方案：1）独立式高、低温冷却系统下午9时3分292）混合式高、低温冷却系统图3下午9时3分304、舷外冷却系统•也是一种闭式冷却方式。与一般闭式冷却管路相比，就是把海水对淡水的冷却移至舷外，把淡水冷却器装在船舶水线以下船壳的外板上，利用舷外水进行自然冷却。•优点：省去了海水泵及其管路，并减少了驱动海水泵的动力；减少了维护管理的工作量。•缺点：冷却器安装于舷外，易撞坏；舷外冷却器的材质要求好，初建费增加。下午9时3分31膨胀水箱•闭式冷却管路中设置膨胀水箱，以适应管路内淡水随温度变化而产生的体积变化；•在柴油机的淡水管最高处接出透气管与膨胀水箱上部相通，让淡水中分离出来的气(汽)体逸入大气；•膨胀水箱置于淡水泵吸入口以上一定高度，使吸入管路保持一定的水压，防止产生汽化现象；•向管路内补充淡水；•投药，保证水质。下午9时3分32对冷却管系的要求•船舶机舱至少设两个海底门，布置在船舶的左右两舷，低位海底门在机舱底部，高位海底门则设与舭部（船舷侧板与船底板交接的部位）。对于大型船舶尾机舱，海底门要尽量布置在机舱前部，以避免吸入空气和污水。•海底门应设隔栅或孔板，以阻挡大的污泥杂质进入海水管路。海水箱上应设透气管，压缩空气管和蒸汽管，以便吹除污物和冰粒等。•排水口排出用过的污水，通常布置在海底门或吸入口之后，并尽可能使两者远离。排水口一般设在满载水线与轻载水线之间，以便于操纵和检修阀门。应绝对避免将排水口设于救生艇及舷梯卸放范围，以保证这些设备能安全而迅速地卸放使用。海水管路的排水阀应安装在高于冷却空间的位置，以便排除管内的空气与水汽。有的船舶在排水管上安装视流器，以观察排水情况。下午9时3分33对冷却管系的要求•除主机自带水泵外，还必须设有独立驱动的备用泵，小型船舶可用其它足够排量的泵代替。海水泵的布置要考虑船舶的最低吃水线，应使水泵的叶轮常处于吃水线下，应在船舶正常航行情况下可自任一海底门吸取海水。•海水管路的布置应满足对各种设备的压力和温度参数的要求，力求设备能量小、管路短，方便操纵和检修等。各种冷却器和制淡装置在管路中的位置，空气冷却器设置在海水泵出口管路的最前端，制淡装置也大多如此；淡水冷却器、主要是缸套冷却器，应布置在管路末端；其他冷却器，如滑油冷却器及活塞淡水冷却器可采用并联形式布置在管路中。•采用闭式冷却时，每台主机应有独立的闭式冷却管路，并且在海水管路和淡水管路间设连通管，中间设阻隔阀，以便闭式冷却器管路发生故障时，则可采用直接冷却方式，用海水进行冷却。•航行于海洋的船舶，当采用海水直接冷却时，必须采用在冷却水套内插锌棒等防腐措施。钢质舷旁阀、附件以及海水箱等，均应有防腐蚀保护措施。船舶动力装置原理与设计讲义第4章船舶管路系统2004年10月——压缩空气管系下午9时3分35压缩空气在船上的应用•柴油机的启动、换向、操纵；•气胎离合器的操纵；•压力柜充气（淡水、海水）；•吹洗海底门、油渣柜等；•汽笛、雾笛吹鸣；•遥控和自动控制系统的能源；•灭火剂的驱动喷射；•杂用，风动工具等；•军用船舶武器的发射。下午9时3分36压缩空气系统的组成下午9时3分37下午9时3分38对压缩空气系统的要求•用压缩空气管系启动的主机，必须有独立的空气压缩机,一般两台。•空气瓶的布置，可以直立或卧放，一般放在船体结构较强的部位。•在空压机向空气瓶充气的管路上，应装气水分离器。在空压机、空气瓶、冷却器和减压阀的出口管路上，须装设压力表和安全阀。•压缩空气管系一般采用集中供气方式。下午9时3分39空气瓶下午9时3分40空气瓶•空气瓶用来储存压缩空气，以备使用。•种