船舶动力装置原理及设计_第6章.ppt

船舶动力装置原理与设计讲义 第6章 船舶动力装置设计 设计观点 全局与综合的观点：综合考虑可靠性、经济性和机动性 相关与协调的观点 优化设计的观点 优化设计的问题 在船舶动力装置设计中，如何选取合理的设计参数，使装置效率最高、油耗最小、材料最省，在机舱管系布置设计中，如何使所选设备容量最小，管路最短，而又能满足设计要求； 在轴系布置中又如何使轴承负荷小而均匀； 船用齿轮箱优化设计程序； 船机桨工况最优配合设计程序； 船舶柴油机余热利用系统优化设计程序； 船舶动力装置海水冷却管系温度参数的最优选择程序 计算机辅助设计 设备选型设计系统 主机选型优化设计 发电机组选型设计 锅炉选型设计 机舱布置设计 管系设计与布置 轴系校中与振动集成计算 船舶动力装置设计的特点 须符合船舶的特殊使用条件——船用条件，包括环境条件、空间条件。 须设计成具有必要的目标任务条件和合适的保障条件，包括营运条件、作业条件、研究条件及工作条件、生活条件和生存条件。 须全面地综合地进行设计、进行通盘考虑，包括动力装置与总体性能、动力装置与其他专业、动力装置内部各子系统之间的综合平衡和匹配，以实现预定的技术经济指标。 须全面掌握动力装置所覆盖的各技术领域，如船舶推进技术、热能转换技术、电气技术、安全技术、消防技术、防污染技术、冷藏技术、通风和空调技术、仿真技术以及人员生活、生存技术等。 受控于国际公约、规则、船级社规范、船旗国法规等要求和约束。 须根据市场经济的特点，对设备的选用和配套应在目标成本的控制下进行。 原则要求 1. 可靠性 (冗余度) 2. 营运经济性 3．操纵性(操纵简单,管理方便) 4．可维性(设备的结构形式\系统与管路的布置应使维修方便简捷) 5．建造经济性 6．重量、尺寸指标 7．振动、噪声指标 经济性：一个是属于船体工作方面的性能。为了提高船体方面的性能，在设计运输船舶时要力求向装载量大、航行阻力小、推进效率高、装卸速度快、造价低等方面努力。 另一个属于动力装置方面的性能。为了提高船舶的运转经济性能，在设计运输船舶时要力求燃料消耗少、维修保养简便、重量尺寸小、使用期长、造价低等。 （1）提高装置的推进效率。其中，提高螺旋桨效率最为有效，另—途径是改善船、机、桨之间的配台 （2）提高装置热效率 选用低油耗高热效率的主机 采用劣质燃料 充分利用装置废热 （3）改进船舶操纵，实行经济航行 （4）努力降低建造成本。 具体要求 符合任务书或规格书或合同文本对动力装置的要求。 符合船舶总体性能对动力装置的要求。 符合该船所入船级的船级社规范的要求。 符合该船登记国(船旗国)的有关法规。如挂中国旗，应符合“船舶和海上设施法定检验规范”。 符合该船受控的国际公约、规则的要求(Solas公约、MARPOL公约)。 符合该船营运中所涉水域或港口的有关规定（如进入美国水域或专属经济区则应符合美国海岸警卫队USCG的规则；巴拿马运河规则等）。 符合设备厂规定或推荐的系统设计要求，或与其协调，以最终满足具体船舶的要求。 主要内容 (1)主推进系统设计。包括主机选型、主机及齿轮箱配套、主机及齿轮箱和调距桨配套等； (2)轴系设计； (3)电站设计(主电站及应急电站)； (4)热源系统设计(蒸汽、热媒油等)； (5)动力系统设计(燃油、滑油、冷却水、压缩空气、进排气、加热蒸汽或热媒油等系统)和辅助设备选择； (6)船舶系统设计(疏排水系统，注入、测量、空气系统，供水系统，舱底水系统，压载水系统，消防系统等，以及油船、液化气船和化学品船的专用系统)； (7)自动控制、监测、报警系统设计； (8)防污染系统设计(机舱防油污系统、油船防油污系统、生活污水防污染系统及防止有毒液体物质污染系统等)； (9)机舱通风系统设计。 燃油系统设计的步骤 1.拟定与绘制燃油系统的原理图 2.根据全功率工况计算各段流量 3.按给定量计算调驳泵和过滤器 4.作燃油系统各段管路的液力计算，并确定各段管路的直径 机舱的位置及尺寸 船舶的总布置规划要求 动力装置本身的要求。 机舱位于中部：便于机舱布置，抗沉性好；轴系长，效率降低，结构复杂，货舱容积减小 机舱位于尾部：轴系缩短，降低成本及维修费用，增加货舱容积，但在空载或轻载时会首倾 机舱大小： 机舱长度-根据主机的长度来确定 机舱宽度-船宽 机舱高度-机舱内大型设备 机舱布置的原则及要求 必须保证整个动力装置能够可靠而持续工作，保证船舶在各种海况和工况下安全航行，如倾斜与摇摆。 平衡与重心。 各机械设备间的相对位置，既满足各设备相互之间的功能联系要求，又发挥出自身的功能。 操作管理与维修，合理考虑人员通道和各设备的维修空间。 应充分考虑各种安全措施，