第五章 船舶动力系统.doc

第五章 船舶柴油机动力装置系统 船舶是水上活动建筑物，它担负着大量的货物运输任务、水面或水下的各种特殊作业、各种水域的科学研究、配合航空航天的探索、保卫国家的重任等等。而船舶动力装置是它的重要组成部分，它为船舶提供动力和各种二次能源，包括电、蒸汽、压缩空气、热水、热油等。船舶动力装置是一个综合性的复杂的系统工程。 现代船舶动力装置，按推进装置的形式，可分为5大类：柴油机推进动力装置；汽轮机推进动力装置；燃气轮机推进动力装置；核动力推进动力装置和联合动力推进装置。本章主要叙述柴油机动力装置系统的燃油系统、滑油系统、冷却水系统、压缩空气系统和排气系统。 第一节 燃 油 系 统 一、燃油的品种及性质 ㈠ 燃油的品种 船用柴油机所使用的燃油基本上有三种：轻柴油、重柴油和燃料油（又称重油）。其中船用燃料油大都是重柴油与渣油的混合物，其混合比例视所需粘度而定。 1. 轻柴油。国家标准为GB252。牌号有10号、0号、-10号、-20号、-35号。国产轻柴油的牌号是表示其凝固点的上限温度（℃）。即以上牌号柴油的凝固点温度分别不高于10℃、0℃、-10℃、-20℃、-35℃。不同地区应按季节选用不同牌号，即不同凝固点的柴油。 2. 重柴油。国家标准为GB445。牌号有RC3-10、 RC3-20和RC3-30，牌号中后二位数字的含义与轻柴油相同。 3. 燃料油（重油）。各企业都有自己的燃料油标准，例如上海炼油厂的沪Q/GO3-006-82、锦西石油五厂的辽Q199-79等。重油的牌号有20号、60号、100号、200号等，但也有油厂有自己的牌号，例如大连石油七厂的重油牌号为1000号和1500号。燃料油的质量要比柴油差，各种杂质、水分及含硫量等都比柴油高，但价格较低。 ㈡ 燃油的性质 燃油是许多不同结构形式的碳氢化合物的混合物，其中除碳、氢两种主要元素外，还含有少量氧、硫、氮、钠、钒等元素。燃油的物理化学特征有十多个指标，分别从不同的方面表示燃油的品质。下面我们简单介绍其中的几个特性指标。 1. 十六烷值。十六烷值是衡定燃料自燃性能或着火性能的指标。燃油在柴油机中经过压缩后自行着火燃烧，所以燃料的自燃性能对燃烧过程和柴油机的运行都有着较大影响。所谓十六烷值是取自燃性最好的十六烷（C16H34），规定其十六烷值为100；又取一种自燃性能最差的α-甲基萘（C11H11），规定其十六烷值为0。将两者以不同的比例的容积混合作为标准油，当所测燃油的自燃性能与某标准油相同时，则该标准油所含的十六烷的比例即该燃油的十六烷值。所以十六烷值越高，即表示燃油的自燃性能越好，但实际使用中，十六烷值并不是越高越好。目前燃油中只有轻柴油有十六烷值的指标。 2. 粘度。粘度是燃料的重要物理性质之一，是表示燃油自身流动中的内阻力，它随温度的升高而降低。它对燃油的雾化、过滤和管理都有很大的影响；粘度过大不利于燃油雾化，使燃烧不良，也使燃油在管系中的流动性变差，容易造成供油中断；粘度过小又会引起喷油泵柱塞偶件、喷油器针阀偶件由于燃油容易漏油而润滑不良。因而必须根据输送、分油和雾化的不同要求，将燃油的粘度降低到某一合适值。这就涉及到所需锅炉蒸发量的大小及燃油预处理设备的配置等问题。燃油粘度的单位很多，目前船舶上经常使用的粘度单位为运动粘度和雷氏一号粘度（Red No1）。运动粘度是在相同温度下动力粘度与密度的比值，单位是mm2/s（厘斯或cSt），而动力粘度为在某一温度时，各为1cm2的液体相距1cm，其中一层以1cm/s速度与另一层液体相对运动时产生的阻力。雷氏一号粘度是表示50cm3的燃油在100℉的温度下，流经标准孔所需要的时间（秒数）。表5.1.1所示为不同粘度的燃油输送和进机前（按10cSt~15 cSt的要求）需加热到的温度。 表5.1.1 燃油加热温度 燃油的粘度 可泵温度 ℃ 主机喷油嘴前温度 ℃ 雷氏一号（秒/100℉） 运动粘度（cSt/50℃） 400 60 2 92~106 700 100 12 105~120 1500 180 23 118~134 3500 380 34 134~151 6000 600 42 145~161 7000 700 46 153~167 3. 闪点。燃油加热时，燃油蒸气与周围空气的混合气同火焰接触而发生闪光的最低温度称为燃油的闪点。它是衡量燃油发生火灾危险程度的指标，是保证船舶安全航行及贮存的重要指标。轻柴油的闪点一般不低于60℃（除了-35号为50℃），重柴油的闪点均不低于65℃，而燃油的闪点不低于80℃。 4. 比重(密度)。燃油的比重是20℃时同体积的燃油与4℃时水的重量之比。比重是燃油的物理特性，与油舱的容积及油耗的计算等有关。也可以间接反映燃油的粘度大小，比重大，