海洋學院1任務三

機艙布置規(guī)劃和

主要動力設備選型海洋學院2一、機艙布置和規(guī)劃集中放置推進裝置、輔助機械設各和管系等的船艙稱為機艙機艙規(guī)劃與設備布置，就是要在機艙中合理地解決、安排主機、輔機及有關(guān)機械設備的相互位置關(guān)系。機電設備在機艙中布置得合理與否，直接影響船舶上層建筑的形式、水密艙的劃分和布局，它牽涉全船性能、結(jié)構(gòu)、管理維修，以及安全可靠等多方面的指標海洋學院31．機艙的位置決定因素有兩個方面一是船舶的總布置規(guī)劃要求二是動力裝置本身的要求。對于一般船舶來說，按各類船舶用途之不同，機艙在整個船舶縱向長度中所居的位置，歸納起來主要可分為舯部機艙和艉部機艙海洋學院4舯部機艙－般用于客輪、拖輪、軍艦機艙位于船中，貨船貨艙分布在機艙前后方船舶在滿載或空載時不會產(chǎn)生縱傾或者縱側(cè)傾容易保持船舶的平衡。由于船舶的舯部線形一般變化比較平緩，底部平坦或角度變化不大，機械設備規(guī)劃布置安裝起來比較容易。舯部機艙船舶抗沉性也較好，即使機艙破損進水，對船體的抗沉性影響較小海洋學院5舯部機艙缺點①貨艙容積減少，貨艙分成前后，造成裝卸貨困難②因為由機艙（中部）伸向船尾的傳動軸系必須穿過尾部各貨艙，因此在這些貨艙的底部，必須沿縱向開設軸隧，將傳動軸與貨艙完全隔開，保護軸不受損傷由于軸隧占用了一部分空間，這樣尾部的貨艙容積減少了，船體結(jié)構(gòu)也變得復雜，并且由于軸隧的存在，給艙內(nèi)貨物的堆積也帶來不便海洋學院6艉部機艙用于油船、集裝箱船、冷藏船等，其優(yōu)缺點正好與舯部布置的船舶相反優(yōu)點①軸系短，重量及造價低②增加貨艙容積③便于裝卸④維護管理方便缺點空載或輕載時，會發(fā)生較大縱傾，必須使用壓載來改善

海洋學院72．機艙的數(shù)量主要取決于軸系和主機的數(shù)目簡易的原則從管理出發(fā)，從制造考慮，要求集中成一個機艙，但從船舶的抗沉性、生命力、噪聲控制等出發(fā)，宜采用多機艙海洋學院83機艙尺寸不同用途的船舶，對機艙尺度的要求不一面積飽和度和容積飽和度來衡量機艙底平面與機艙容積的利用度機艙容積是由機艙的長、寬、高構(gòu)成的長、寬、高與艙內(nèi)機械設備的尺寸以及它們在艙內(nèi)合理安排所必需的位置有關(guān)。因此，應按照機械設備的實際需要來確定機艙海洋學院9機艙長度主要是根據(jù)船舶主機的長度和類型決定的，與主機長度、螺旋槳數(shù)目、機艙部位、船體線型、船體主尺度大小等有關(guān)，但主要取決于主機長度機艙寬度一般取作船寬機艙高度一般取決于艙內(nèi)大型設備本身的高度，特別是主機高度及它們正常運行、維修等所必需的高度海洋學院104．設備布置的原則及要求（1）設備布置主要是操作上方便，同時也要考慮檢修和拆裝（2）在布置船舶機械時應力求緊湊，盡可能減小所占場地，以便盡可能縮短機艙長度，這個長度一般是根據(jù)主機長度而定。在商船上由于船體較寬，所以在機艙內(nèi)所有輔助機械是足夠自由地布置在主機的周圍，而在軍艦上則較困難，最好參考母型船的布置（3）一定的機械設備要求放在一定的位置，對于機械設備的位置往往有一定的要求海洋學院114．設備布置的原則及要求（4）整個機艙設備布置必須使船舶保持平衡（5）各機械設備間的相互位置要合理（6）機械設備布置還要考慮操作管理和維修方便（7）在機械設備規(guī)劃布置中還要充分考慮到各種安全措施，并盡可能做到有條不紊、整齊美觀海洋學院125．機艙規(guī)劃的方法與步驟（1）機艙規(guī)劃前準備在布置規(guī)劃機艙內(nèi)各機械設備之前，必須對動力裝置進行全面了解，掌握主機、輔機、各設備及容器的性能及它們在安裝、管路連接、操縱、保養(yǎng)及維修等方面的要求首先，應與船體設計人員共同對機艙所需長度及機艙天窗長度、寬度作初步估計、了解機艙位置處的船體線型及結(jié)構(gòu)特點，以及機艙位置處對船體要求，布置尾部機艙更要注意這點其次，將機械設各總圖或外形安裝圖按適當比例縮小成簡單明了、尺寸準確的三維視圖，在視圖上盡可能地表明附屬機械位置及其管路接頭，小視圖最好是用透明蠟紙畫，貼在設計草圖上，以便布置時不斷調(diào)整和校對海洋學院13（2）布置的方法和步驟在進行機艙機械設備布置時，首先要把注意力集中在對布置影響較大的機械設備上，如主機、發(fā)電機組、傳動設備、鍋爐等首先考慮主機、軸系、發(fā)電機組、鍋爐等大件的布置：對于主機、鍋爐、發(fā)電機組等的裝船要求、順序、時間和方法應作充分的討論和協(xié)商。此外，還需要考慮機艙容積的合理利用在機械設備較多時，可在機艙內(nèi)加設平臺。按以上基本原則、主機發(fā)電機組、鍋爐等大件進行框圖安排設計時，很重要的一點就是要提高機艙的容積飽和度和面積飽和度，縮短機艙長度，提高有效載運噸位海洋學院14（3）機艙布置集中布置和分艙布置單層集中布置：主機、發(fā)電機組布置在同一層，許多小型船只大都采用這類分層集中布置：中型、大型船上，為了緊縮機艙長度，很多采用分層集中式布置單層分艙布置：在大型船舶和軍用船舶上，也經(jīng)常采用單層分艙布置分層分艙布置：在大型船舶和軍用船舶上，現(xiàn)在最經(jīng)常使用的是分層分艙的布置方法機艙長度確定后，一般可按照下列順序安排各個設備并確定位置尺寸：主機位置、發(fā)電機組布置、輔鍋爐布置、動力管系及船舶管系布置、集中控制室布置、機艙天井、地板、扶梯出口位置等布置海洋學院15二、主要設備的選型1．主機選型2．螺旋槳的選配3．發(fā)電原動機的選型1）發(fā)電原動機的功率和數(shù)量

2）發(fā)電原動機類型

（1）副柴油機（2）軸帶發(fā)電機（3）輔汽輪機4．鍋爐選型海洋學院161．主機選型根據(jù)設計任務書中技術(shù)要求以及船體設計所提供資料進行。主機選型和螺旋槳的設計密切相關(guān)，也包括推進裝置設備的選型等通過船、機、槳匹配計算和分析選定螺旋槳參數(shù)和主機型號，在滿足設計的技術(shù)要求（如航速、轉(zhuǎn)速、功率）基礎上，同時考慮重量和尺寸、油耗、造價、可靠性、使用壽命、振動噪聲等因素下，選擇一套從主機到螺旋槳的最佳推進裝置海洋學院172．螺旋槳的選配螺旋槳的選配主要是通過機、槳匹配計算來確定,可分為初步匹配設計和終結(jié)匹配設計兩階段初步匹配設計是在已知船體總尺寸、船體的有效功率曲線Pe（v）、船舶要求的航速v、螺旋槳的直徑D或轉(zhuǎn)速n下，確定螺旋槳的效率η。、螺距比p/D、螺旋槳的最佳直徑及所需主機的功率，便于主機與傳動設備的選型一般都按所需主機功率與轉(zhuǎn)速選用現(xiàn)成的、標準型的主機與傳動設備，故最后選定的主機其功率與轉(zhuǎn)速與初步匹配設計時不完全相同，還需要進行終結(jié)匹配設計海洋學院183．發(fā)電原動機的選型隨著船舶自動化程度和人員生活水平的提高，船上用電設備越來越多，用電量越來越大。發(fā)電機的運行好壞直接影響到船舶營運的經(jīng)濟性和安全性，所以對發(fā)電原動機的選型，不論是動力裝置設計者還是船東都非常重視海洋學院191）發(fā)電原動機的功率和數(shù)量柴油機船上的發(fā)電機有發(fā)電副機和應急發(fā)電機發(fā)電副機向主電站供電，供全船用電設備使用應急發(fā)電機在主電站發(fā)生故障、全船失電時，向旅客和船員安全所必需的用電設各供電首先算出電站的總負荷，而電站負荷和船舶工作狀況有關(guān)一般將船舶工作狀態(tài)分為航行、機動、裝卸貨和停泊四種，計算出用電最多和最少狀態(tài)下的各自用電總量，船舶用電最多的狀態(tài)中用電總量，就是電站發(fā)電機組的總?cè)萘亢Ｑ髮W院201）發(fā)電原動機的功率和數(shù)量所設發(fā)電機組數(shù)量一般為三臺，最少設兩臺，也可設四臺。運轉(zhuǎn)機組應能滿足當時船舶狀態(tài)最高用電負荷并有一定佘量除運轉(zhuǎn)機組外尚有備用機組，當運轉(zhuǎn)機組中一臺因故障不能供電時，立即啟用備用機組，并能達到原來的總供電能力各機組型號應盡量相同，以便并電容易、互換方便、備件通用、操作維護規(guī)范海洋學院211）發(fā)電原動機的功率和數(shù)量應急發(fā)電機組只設一臺，平時不用，但需定期維護以保持隨時可用狀態(tài)，其容量要滿足規(guī)范要求應急發(fā)電機一般都選用獨立工作性能好的高速柴油機，燃用符合要求（特別是凝點要低）的輕柴油除專門有要求的船舶外，一般船舶都用交流電站我國船舶電站電壓為230V或400V，頻率為50Hz國外船舶電站多為230V、400V，也有的用115V，頻率為50Hz或60Hz。海洋學院222）發(fā)電原動機類型（1）副柴油機柴油機隨時可以起動，起動性能好，多數(shù)自帶滑油泵和水泵，對其他設備的依賴性小，是船舶電站中應用最廣泛的原動機副柴油機又以500～750r/min的中速機應用最多比低速柴油機體積小、重量輕、起動前準備工作簡單，又比高速機經(jīng)濟、可靠但在噸位小或?qū)C艙容積要求比較嚴格的船上，1000～1500r/min的高速機應用較多海洋學院23（2）軸帶發(fā)電機以主機為原動機的發(fā)電機統(tǒng)稱為軸帶發(fā)電機，它和柴油發(fā)電機相比具有以下優(yōu)點：①耗油率低，可用更低質(zhì)燃料②滑油費及維護費少③機艙噪聲降低一般來說，大中型船舶上采用軸帶發(fā)電機，發(fā)電成本比柴油發(fā)電機組約低50％，動力裝置效率可提高2％～4％，但軸帶發(fā)電機的價格為柴油發(fā)電機組的1.2～2倍因此，是否采用軸帶發(fā)電機，要從主、副柴油機耗油率差額、燃油差價、維護費用和滑油耗量的降低、機艙噪聲的減輕、初投資費的增加及增加額的利息、機艙布置等方面進行綜合分析，權(quán)衡利弊、決定取舍目前中速機已開始燃用380cSt燃料油，燃油差價優(yōu)勢已消失海洋學院24（3）輔汽輪機汽輪機體積小、重量輕、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。隨著動力裝置余熱利用的發(fā)展和深化，余熱汽輪發(fā)電機組（T/C裝置）在船上已進入實用階段，當主柴油機功率為5800～7350kW時，其發(fā)電量已能滿足全船用電的需要，特別是在油船上應用更具優(yōu)越性但因系統(tǒng)較復雜，初期投資也較大，目前在船上應用不多海洋學院254．鍋爐選型柴油機船上的鍋爐是輔助鍋爐，簡稱輔鍋爐除裝有輔汽輪發(fā)電機的船舶和油船的輔鍋爐需向某些動力機械提供蒸汽外，一般船上的輔鍋爐產(chǎn)生的蒸汽主要用于油、水加熱，空調(diào)，廚房和雜用船上蒸汽量不足將直接影響到主機和許多輔助機械的運轉(zhuǎn)，所以輔助鍋爐仍然是動力裝置中的主要設備之一若蒸汽只用于油、水加熱和船上人員的生活，采用壓力為0.4～0.7MPa，對應的飽和溫度為143～164℃的低壓飽和蒸汽即可壓力太低，對應的飽和溫度也低，有可能達不到