船舶动力装置1

1、1-11-1船舶动力装置的含义船舶动力装置的含义(definition)(definition)及组成及组成(composition)(composition)一、含义：船上所有机械设备及系统的总称任务：提供各种能量并通过应用这些能量以保证船舶的正常航行、生活和作业。二 、组成1、主推进装置Propulsion Plant主机组：原动机及为其服务的设备和系统。原动机有：柴油机（DIESEL）、汽轮机（STEAM TURBINE）、燃气轮机（GAS TURBINE）其它设备如锅炉、推进器、传动装置等。2、辅助设备Auxiliary Device电能Electricity：用于照明及电器设备，有柴

2、油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机组。热能Heat energy：用于加热、取暖等。有辅助锅炉或余热锅炉。压缩空气Compressed air system ：用于柴油机启动、换向、舰艇鱼雷发射、潜艇沉浮及船上其它作业。有压缩机、空气瓶及管件等。3、全船系统Ship system：保证船舶正常工作和生活，安全航行的系统。如通风、空调、照明冷藏、制淡等。4、甲板机械Deck Machinery：舵机、锚机、装卸设备及吊艇设备等5、机舱自动化设备Automatic Equipment 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联合动力推进动力装置05

3、2级驱逐舰“青岛”号型攻击核动力潜艇053H3级导弹护卫舰锅炉给水锅炉给水在正常状态下，一台锅炉每小时所能产生的蒸汽量称为锅炉的在正常状态下，一台锅炉每小时所能产生的蒸汽量称为锅炉的蒸发量。蒸发量用符号蒸发量。蒸发量用符号D表示，单位是表示，单位是t/h或或kg/h。锅炉压力是指锅炉向外提供蒸汽的表压力，也称为汽压，单位锅炉压力是指锅炉向外提供蒸汽的表压力，也称为汽压，单位为为Pa。蒸汽温度是指锅炉提供的蒸汽的温度。蒸汽温度用符号蒸汽温度是指锅炉提供的蒸汽的温度。蒸汽温度用符号t表示，表示，称用单位是称用单位是。蒸发量蒸发量、蒸汽压力蒸汽压力和和蒸汽温度蒸汽温度是在锅炉名牌上或说明书中必须是在

4、锅炉名牌上或说明书中必须注明的三个基本参数。注明的三个基本参数。锅炉的特性指标锅炉的特性指标 锅炉参数锅炉参数在锅炉中将水变成为水蒸汽所用去的热量与向炉内所提供的热在锅炉中将水变成为水蒸汽所用去的热量与向炉内所提供的热量（燃料在炉内完全燃烧所释放的热量）值比叫作锅炉的效率。量（燃料在炉内完全燃烧所释放的热量）值比叫作锅炉的效率。用符号用符号表示。锅炉效率可用下式计算：表示。锅炉效率可用下式计算：D（hout - hin）/(BQd) 式中式中 :D锅炉蒸发量；锅炉蒸发量； B燃料消耗量；燃料消耗量； Qd 燃料的低热值；燃料的低热值；hout 出口蒸汽的焓；出口蒸汽的焓； hin 锅炉给水的焓

5、。锅炉给水的焓。锅炉效率锅炉效率三、燃气轮机动力装置Gas Turbine优点：1、质量尺寸小2、单机功率大3、机动性好缺点：1、无反转性能2、高温叶片寿命短3、进排气管大四四、联合动力装置Combined Power plant形式：燃气/蒸汽联合装置（COSAG） 柴油/燃气联合装置（CODAG，CODOG） 燃气/燃气联合装置（COGAG）优点：1）在保证足够大功率情况下，动力装置的尺寸重量小；2）操纵方便，备车迅速。3）自巡航到全速工况加速迅速；4）两机组共用一个减速箱，具有多机并车的可靠性。联合装置解决了船舶巡航时的经济性与战斗时的加速性的矛盾及较大续航能力与加速性的矛盾。主要用于大

6、型水面舰艇。优点：1）功率大，续航能力高； 2）不消耗空气，可水下航行。缺点：1）尺寸重量大，危险性大2）操纵复杂3）造价高，运营费用高（燃料价高）。排水量Deadweight：船舶总重量=空船重量+载重量航速单位：节 knot 1kn=1n mile/h=1.852km/h全速Full Speed：主机长时间用额定转速工作时达到的航速经济航速Service speed：每海里耗油最低航速，巡航航速最低航速Minimum speed：主机以最低稳定转速工作时航速倒车航速Astern Speed：全速30%40%技术指标Technical Data：功率、质量、尺寸经济指标Economic Da

7、ta：油耗率、装置总效率、推进热效率、每海里耗油率、运转-维修经济性性能指标Performance Data：机动性、可靠性、自动-远操纵性、拖曳性及隐蔽性一、技术指标Technical date1、功率指标Power相对功率3/133/23DCCDPPPDPwpcepe2、质量指标Weight干重Gg ：机器及管系重量湿重Gy ：机器及管系和管子里的工质重量总重GE ：机器及管系和管子里的工质及贮备重量相对指标：每千瓦重每吨重通常用0.1gy %来表示相对重量。TkgDGgkwkgPGyyeyy/3、尺寸指标Dimension绝对尺寸：机舱长、面积、容积相对尺寸：相对长度：机舱长度与船长之比

8、面积饱和度：单位机舱面积的有功功率容积饱和度：单位机舱容积的有功功率二、动力装置的经济指标Economic data燃油消耗率Specific fuel consumption：整个动力装置单位推功率每小时所消耗燃料量2、有效效率Effective efficiency3、每海里耗油量fuel consumption per milerpceTTePPhkwkgPBb)/(hkgBkgkJQkwPQbBQPPHTPHePHTe/,36003600223/23KbbCDPPPbBbeWpTTeM传动传动三、动力装置性能指标Performance data1、机动性：启动时间、变工况时间、倒车时间

9、2、可靠性：使用寿命，大修间隔3、拖曳性4、振动与噪声5、自动化-远程控制对船舶动力装置的要求1、机电设备安全可靠2、提高经济性3、具有一定的续航力4、具有良好的操纵性5、主/辅机选型合理6、其它要求1）不同工况机桨配合得当2）主机的遥控和自动化3）船舶建筑成本低4）尺寸质量小5）维护简单6）设备满足船舶规范2-1 2-1 推进装置形式与特点推进装置形式与特点一、直接传动型（a，b）二、齿轮传动（c，d，e，f）三、可调螺距桨（h）四、电力传动（g）五、喷水推进高速水翼船，主机驱动水泵，泵中喷出的水的反推力推动船舶前进。对轴系的要求：1）工作可靠且有较长的寿命2）尽量采用标准化结构3）传动损失

10、小4）良好的抗振性能5）对船体变形不敏感6）良好的密封性7）尺寸重量小一、轴系的任务与组成组成：1、传动轴：中间轴、推力轴、尾轴 2、传动轴承：中间轴承、推力轴承 3、尾轴管装置任务：传动功率及推力二、轴系的布置1、轴线：主机中心（齿轮箱）与桨中心连线2、轴线的数目：1-4理想的布置是轴线平行于基线，并与纵中平面平行3、轴承的位置与数量位置：变形小的地方数量原则：在保证轴系正常工作情况下，尽量减少轴承数量，增加轴段柔度，减小附加应力。螺旋桨边缘与舵间隙,a 0.12D螺旋桨边缘与船壳间隙,c 0.14D螺旋桨边缘与尾柱间隙,b 0.2D螺旋桨边缘与龙骨间隙,d 0.04D三、轴系的主要部件三、

11、轴系的主要部件1、中间轴与轴承布置于推力轴与螺旋桨轴之间，一般轴系上有多段中间轴2、推力轴与轴承螺旋桨产生的推力就是通过推力轴承传给船体的。3、螺旋桨轴：油润滑，水润滑。螺旋桨轴的负荷：1）由桨重产生的弯曲力矩2）桨的不平衡质量、附水质量和桨的水动力不平衡使桨轴产生周期性弯曲力和扭转力3）船舶弯曲、变工况和桨轴转速变化引起附加动负荷4）轴承磨损、轴线沉陷和轴承的间隙过大产生冲击引起应力增加5）海水腐蚀产生“腐蚀疲劳”4、尾轴管装置1、组成：尾轴承、尾管、尾密封装置2、作用：支承，密封3、尾轴承润滑方式及材料水润滑轴承材料有：铁梨木、层压板（桦木）、橡胶和强化塑料。油润滑轴承材料用白合金（铅基或

12、锡基）4、尾密封装置填料函型密封：用于水润滑的密封Simplex 型密封：可用作油润滑的首尾密封四、轴系设计中应注意的问题1、严格按“船规”确定轴系各段直径，并进行规范的强度校核。2、扭振、纵振、横振的测量及计算3、进行合理的校中计算：人为的将轴线调整为曲线状态，使轴系的负荷分配比较均匀。校中方法：力矩分配法、三弯矩法、有限元法、矩阵位移法。一、齿轮传动机组的组成、作用、类型组成：倒顺减速齿轮、离合器、弹性联轴器及相应的润滑冷却系统。作用：减速、变速、倒车、离合、减振类型：减速机组、倒顺减速机组、并车机组二、减速机组1、单级：垂直异心，水平异心2、两级或多级：燃气轮机或蒸汽轮机装置通常采用。三

13、、倒顺减速机组平行轴式：体积大，传动扭矩大行星齿轮式：体积小，传动扭矩小四、并车机组四、并车机组中速机并车优点：1）尺寸小、重量轻2）单机功率大3）巡航或低速时，可停运部分发动机，提高经济性4）提高舰艇生命力5）提高机动性6）有利标准化缺点：1）结构复杂、加工难度大 2）负荷分配不均时会使主机过载 3）操纵控制复杂化五、弹性联轴器与离合器1、弹性联轴器作用：缓冲、调频避振、降低对中要求、减振。类型：橡胶高弹性联轴器、金属簧片式弹性联轴器选用联轴器时应考虑：1）发动机的额定功率、转速及扭矩2）联轴器最大扭矩3）联轴器允许扭矩转角、轴向和径向位移、角度偏差等2、离合器类型：湿式摩擦片式、锥型摩擦片

14、式、气胎离合器。作用：主机空载启动；部分机组工作；非反转柴油机实现倒车和双速传动；微速航行。六、齿轮传动机组选型设计中应注意的问题1、离合器选型1）接合状态: n主=n从 M主=M从=MTMtmax=K M主 K=1.52.52）脱开状态： MT =0 M从=0对湿式摩擦片式离合器要防止“带排”3）滑摩状态：非稳定状态MTP 10）原动机功率212121PPPPPPPPP总总总05 . 03 . 09 . 08 . 0KKK)(05. 1总总PKPKPyePP)5.12.1(二、供汽装置1、用途与组成用途：加热、冲洗、驱动往复式货油泵、蒸汽发电机组组成见图3-22、辅助锅炉1）燃油辅助锅炉：烟

15、管锅炉、水管锅炉2）废气锅炉3）混合锅炉3、蒸汽量计算先计算各舱柜及设备所需蒸汽量（KG/H），按运行工况确定负荷系数，并计算个设备耗汽量，再计算总耗汽量。三、船舶制淡装置任务：从海水中分离掉各种盐分和杂质，制造出一定数量和规定纯度的淡水。类型：沸腾式，闪发式组成：预热器、蒸发器、冷凝器沸腾式缺点：管壳式换热器容易结垢类型：动力管系（燃油管系、滑油管系、冷却管系、压缩空气管系、发动机进排气管系），船舶管系（通风管系、压载管系、舱底水管系、消防管系、制冷与空调管系、给排水管系、液压管系、生活水管系、蒸汽管系）一、燃油管系任务：保证主、辅机及辅锅炉所需燃油组成：注入与存放、调驳、净化（沉淀、过滤、分离）、供给，对燃烧重油的还有加热。1-贮油舱；2、14-粗滤器；3-驳运泵；4-沉淀油柜；5-离心分油机；6-燃料油日用油柜；7-轻柴油日用油柜；8-转换阀；9-流量计；10、11-雾化加热器；12-粘度计；13-回油集合筒；15、16-供给泵；17-细滤器图4-2 某船重油净化系统原理图二、滑油管系任务：给机舱中各设备提供滑油供油方式：压力式（干式、湿式油底壳）、重力式（5-8米）净化方式：平行净化法、轮换净化法（用于小型机）三、冷却管系类型：开式、闭式、中央冷却式现今大部分采用中央冷却式，开式冷却极少使用闭式冷却系统中，海水分别冷却滑油冷却器、水套冷却器及中冷器中的热介质中央冷却系统