37300吨成品油船动力装置设计

1、武汉理工大学毕业设计（论文）指导教师:樊红武汉理工大学毕业设计37300吨成品油船动力装置设计院（系）：能源与动力工程学院专业班级：能源动力系统及自动化 0605何雅威学生姓名:武汉理工大学毕业设计（论文）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写 的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:2010年6月10日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有 关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件

2、和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书2、不保密口 。（请在以上相应方框内打作者签名:导师签名:毕业设计（论文）任务书学生姓名何雅威专业班级 能源动力系统及自动化 0605指导教师樊红工作单位能动学院热能工程系设计（论文）题目：37300 吨成品油船动力装置设计设计（论文）主要内容:1）专题文献翻译、开题论文及文献阅读报告2）主机选型设计3）机舱主要设备计算及选型4）用CAD绘制6张机舱布置图5）专题小论文要求完

3、成的主要任务：外文翻译，开题报告(2 163 6)主机选型设计(3 9-3 20)机舱主要设备计算及选型(3 234 10)用AutoCAD绘图(4 135 15)专题小论文写作(5 185 29)论文整理（6 1-6 6)必读参考资料:12 1998.34钢质海船入级规范2006.北京：人民交通出版社，2006.中国船级社.中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册总体分册.北京：国防工业出版社,商圣义.民用船舶动力装置 船舶设计实用手册编委会.北京：人民交通出版社，2001.船舶设计实用手册（动力装置）.北京：国防工业出版社，1962.系主任签名指导教师签名院长签名（章）,武汉理工大学本科学生毕

4、业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）随着生产力的发展以及世界经济全球化特征的进一步明显，在世界范围内运输 生产原料、半成品和成品的需要也在逐步增加。化学品，包括沥青和硫磺等货物， 需要大量的进行长途运输。在这些繁重的运输任务中，成品油船起到了主力军的作 用。使用成品油船来运输这些货物，有时甚至是危险品，相对其他运输方式来说, 比如飞机运输，是最安全，也是最经济的。成品油船运输的货物一般是液货，有些货物在运输过程中还需要保持一定的温 度以保证其本身的液态性质和安全、稳定的化学性质。这就要求运输工具的结构不 仅要具有足够的强度来抵抗液货产生的压力，还要有相应的结构余量柬抵

5、消高温液 货使结构产生温度应力而带来的不利影响。由于船舶的尺度较其他运输工具为大， 这就使得对于成品油船来说，设计者可以有更大的余地对安全性加以重点考虑。成 品油船可以同时装载若干种不同货物.分送到不同目的地，经过必要的洗舱后，再 换装其他货物，执行新的运输任务。这就很好的满足了船东多种类、小批量、多批 次运输化学品的要求，有利于提高运输效率，降低运输成本。成品油船可以同时装载若干种不同货物，分送到不同目的地，经过必要的洗舱 后，再换装其他货物，执行新的运输任务。这就很好的满足了船东多种类、小批量、 多批次运输化学品的要求，有利于提高运输效率，降低运输成本。由于成品油船能够满足这样一些特殊的运

6、输要求，所以这种船型的结构特点与 一般散货船和油轮相比有着明显的差异。正是由于成品油船的这些特殊结构特点， 决定了它是一种高技术含量、高附加值的船型。我国的造船工业要想在世界船舶市 场占有更太的份额，就必须具备自行设计、建造成品油船的能力。船舶是一种技术复杂、投资大、使用期长的运输工具，从其设计、建造到投入 营运需要经过一个相当长的阶段，因而必须要认真设计船舶，而且还要对油船的技 术经济可行性进行科学的研究和论证。 而在众多的船型当中，成品油船又是高技术、 高附加值船舶，是国家重点开发的一类船舶。成品油船是指装运在37.8 C时蒸汽压 力不超过0.28MPa（绝对压力）的散装危险液体化学品的船

7、舶。当前，世界上营运的 成品油船正向着大型化、多用途化以及高适应性发展。现在国内在这方面的研究很多，大连船舶重工11万吨成品油船建造水平接近日韩，而且创造了3大记录：船台周期81天，航海周期5天，水下周期76天。对成品油船进行动装设计，在达到结构材料选用合理、经济，保证船体结构强 度符合安全性要求的前提下，使得整船结构重量最轻，以降低建造成本，提高船舶 营运效率。这对我国造船工业以及航运事业的发展有着重要的经济意义。2、基本内容和技术方案论文的主要内容是：1）完成专题文献翻译、开题论文及文献阅读报告；2）主机选型设计：从船舶阻力的基本理论着手，根据经验公式，可算出船的总阻力。 然后根据算出的船

8、舶阻力，用爱尔法和阻力系数法分别计算出船体的有效功率， 并且分别分析了这两种方法的优势和局限性，然后折中取一个值，最后根据这个有效功率值进行主机选型；3）机舱主要设备计算及选型：根据确定了的主辅机和 应急发电机的型号以及船型参数来进行管系设计。在本文中，根据经验公式和成 品油船的建造规范，将燃油管系、滑油管系、冷却水系统、压缩空气系统、舱底 水系统、压载水系统、消防系统、生活水系统和机舱通风系统分别进行选型计算；4）经过前面部分的主机选型和管系设计，已经确定了主机，辅机，泵，阀等设备,然后用AutoCAD绘制6张机舱布置图，并注意三视图位置对照关系；5）查阅文献 资料，完成关于侧推器的专题小论

9、文：本文会主要介绍侧推器的功用、工作原理 及其应用范围，也会介绍首推装置原动机和传动系统的布置形式， 并且会分析侧 推器失效的原因和发展趋势。3、进度安排第1 3周:查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的资料。 确定方案，完成开题报告。第4 5周：第6 7周：第8 12周：用AutoCAD绘制机舱布置图。第13 14周：完成并修改毕业论文。第15周：准备论文答辩。主机选型设计。机舱主要设备计算及选型。4、指导教师意见指导教师签名:ABSTRACT设计已知条件主机选型论证2.1船舶有效功率计算2.2机桨匹配计算机电设备估算选型3.0已知条件3.13.23.3燃油系统滑油系统冷却水系统3.

10、4压缩空气系统3.53.63.73.83.9舱底水系统压载水系统消防系统生活水系统机舱通风系统轮机说明书4.14.24.34.44.5概述主机电站辅助设备系统及机舱布置轮机设备明细表专题小论文结束语参考文献附录14141623262830323336404444444546516164687879文献综述79致谢88武汉理工大学毕业设计（论文） 本文对37300吨成品油船主推进动力装置的选型设计和管系设计作了详细的论述和分 析，为同类型成品油船的动力装置的选型设计提供了一个参考样板。船在水面或水中航行时遭受阻力，其大小与船的尺度、形状及航行速度有关，为了使 船舶能保持一定的速度向前航行，必须供

11、给船舶一定的推力或拉力，以克服其所受的阻力。 而船舶主推进动力装置就是将产生能源的发动机发出的功率转化为船舶有效推力的装置。 因此必须了解船舶的阻力特性，方能选择合适的主推进动力装置。从船舶阻力的基本理论着手，根据经验公式，可算出船的总阻力。再从船舶推进的角度介绍商船推进器螺旋桨发出的推力T与实船总阻力R的关系即R=T（1-t），t为推力减额分数，并进一步分析了产生推力的主推进轴系和推进效率。即PC=n H?n 0?n R?n s （PC为推进系数，n H-为船身效率，n 0-螺旋桨敞水效率，n R-为螺旋 桨相对旋转效率，n s-轴传递效率）。这样我们就把孤立的船体与敞水螺旋桨联系起来。 并

12、使船体、螺旋桨和主机三者相配合，从而确定所需的主机输出功率和推进轴系。本文用 爱尔法和阻力系数法来计算船体有效功率，并且分别分析了这两种方法的优势和局限性， 然后折中取了一个值，最后根据这个有效功率值进行主机选型。最后，根据确定了的主辅机和应急发电机的型号以及船型参数来进行管系设计。在本 文中，根据经验公式和成品油船的建造规范，将燃油管系、滑油管系、冷却水系统、压缩 空气系统、舱底水系统、压载水系统、消防系统、生活水系统和机舱通风系统分别进行计 算选型，这个部分是本文的重点。结论：根据成品油船的建造规范，完成了 37300吨成品油船的主推进动力装置的选型 设计和机电设备的选型设计。关键字：成品

13、油船； 主推进装置；机电设备；选型设计AbstractThis paper has made the detailed discussi on and an alysis on the main propu Isi on system selecti on desig n and piping desig n. It pro vided an op timum desig n temp late for similar p roduct tan kers.The vessel is to encoun ter the resista nee whe n saili ng on water or

14、 un derwater, which is related with its size, sha pe and sp eed. In order to maintain the vessel certa in sp eed ahead, a p ush or p ull force shall be exerted to overcome the resista nee. The mai n propu Isi on system is to convert the po wer gen erated by engine into the effective thrust. Therefor

15、e we have to ack no wledge the resista nee characteristics before select ing the most suitable mai n propu Isi on system.Start ing from the basic theory of vessel resista nee and accord ing to an Emp irical Formulafor Calculat ing ships effectivewaowsurld obtain ships total resista nee.From the thru

16、st point of view, we in troduced the relati onship betwee n the resista nee R of the real vessel and the thrust T gen erated by the no rmal prop eller of commercial vessel i.e.R=T(1-t), t-thrust deduct ion factor. Further, we illustrate the propu Isi on efficie ncy and coefficient for main propuIsio

17、n shafting. P?C= n H? n 0? n R?n s (PC-Propulsion coefficient , n H- hull efficiency , n 0-Propeller open water efficiency, n R-Propeller relative efficiency, n s-shafting efficiency). Therefore, we link the isolated hull and open water propeller. In addition, hull, main engine and propeller have to

18、 be matched in order to decide the needed engine po wer out put and propu Isi on shaft ing. In this paper, Ayre and Method of Resista neeCoefficient were used to calculate effective power, and we also analysed advantages and limitati ons of these two methods, and the n selected a approp riate value.

19、 fin ally , propu Isi on system selectio n desig n was made accordi ng to the effective po wer.At last, piping desig n was made accord ing to the types of main engine, auxiliary machi nery, and emerge ncy gen erator. This paper made the detailed discussi on and an alysis on the fuel oil system, lube

20、 oil system, cooli ng water system, comp ressed air system ballast water system, bilge system, fire fighti ng system, po table water system and air system.Conclusion: under the construction criterion of product tankers, main propuIsion system selectio n desig n and piping desig n of 37300 DWT P RODU

21、CT TANKER have bee n fin ished.Key Words: P roduct Carrier; Propu Isi on P la nt; Electromecha ni cal Equipment; Selectio n Desig n设计已知条件船型本船为成品油船，单机单桨尾机舱布置。船舶主要尺度总 长:184.9m垂线间长:176m型 宽:31m型 深:16.7m设计吃水:9.5m载重量:37300t船员人数:28人服务航速：15Kn燃油种类主机在海上航行时使用600cst/50 C燃料油，进出港时使用柴油。柴油发电机组使用柴油。燃油锅炉燃油则使用600cst的燃

22、料油，仅在点火时使用柴油。环境参数环境气压:0.1013 MPa (760mmHg)相对湿度:70%环境温度:海水温度:武汉理工大学毕业设计（论文）(1) 2主机选型论证主机是一艘船舶的“心脏”，是船舶活动力的来源，因此主机选型是整个动力装置设 计过程中的核心内容。主机的性能直接影响到传播的其他各项参数，如船舶的操纵性，营 运经济性，可靠性，振动及噪声以及机舱布置等等。表征主机的主要性能参数包括：额定 功率，额定转速，平均有效压力，燃油和滑油消耗率，输出扭矩等。本船是一艘成品油船，根据本船的特点，对主机选型有如下要求：要求主机重量轻，尺寸尽量小，以便增加船舶载重量，缩1、从重量和尺寸的角度，

23、小机舱容积。要求主机是大功率运行，低转速，以得到比较高的船舶推2、从功率和转速的角度，进效率。应对燃油和滑油要求较低，耗油率尽量低，尽量综合考虑,3、从燃油和滑油的角度，以减少成本，提高营运的经济性。4、从主机的造价，寿命以及维修的角度，要求主机的造价较低，使用寿命长，维修 保养方便。5、振动和噪声要尽量小。6、柴油机的热效率要高，燃油消耗率要尽量低。2.1船舶有效功率计算同时用阻力系数法和爱尔法估算船舶有效功率， 然后进行比较，最后取一个合理的值。2.1.1用阻力系数法计算船舶有效功率。，其中Lw1为水线长（m），用阻力系数法进行计算时，参考了船舶原理 （上）和流体力学。根据船舶原理（上）P

24、180和流体力学P17得到：在计算雷洛数Re = v是船速（m/s），卩是水的运动粘性系数，如无特殊说明，对于实船取标准水温 t=15 C时之值，卩=1.141x10-6m2 /S根据船舶原理（上）P168:0.075C f =2(log 10 Re-2)根据船舶原理（上）P180:Cf1 =4.00E-04武汉理工大学毕业设计（论文） 图2-1剩余阻力系数与速长比的关系根据船舶原理（上）P179:W =0.85LPP(B +2T )根据船舶原理（上）P276:;Ct =Cf +Cfi +Cr总阻力:有效功率（W）:经过总结得到:表2-1阻力系数法船体有效功率估算表项目单位数值航速vm/s7.

25、71雷洛数Re = %1.20E+09摩擦阻力系数Cf -0.0752(logio Re-2)1.50E-03粗糙补贴Cfi4.00E-04剩余阻力系数G0.00051总阻力系数G =Cf+Cfi +Cr2.41E-03湿表面面积W = 0.85Lpp(B + 2T )rf7480总阻力ct2Sw2N5.35E+05单机有效功率Pe = R9W4.12E+06故：用阻力系数法 算出的结果是4120kW02.1.2用爱尔法估算船舶有效功率用爱尔法计算船舶有效功率完全按照船舶原理 （上）P27P286进行计算。即可得出下表2:表2-2艾亚法船体有效功率估算表设计水线长L wi=178m宽度吃水比数

26、 B/T=3.26垂线间长L bp =176m方形系数Cb=0.76宽度B=31纵向浮心位置X c=0.5%L，船中前吃水T=9.5mL/ 1/3 =5.11排水量 =37300t 0.64=893.44速度v(m/s)7.71傅汝德数V / TgT0.186标准G查船舶原理（上）图7-3430标准Cbr查船舶原理（上）图7-30.77实际Cb（肥或瘦）（%）0.768 瘦C修正（%）瘦 查船舶原理（上）图7-61.72Cb修正数量 17.396已修正C之G437.39B/T修正（%）-105但-2】blT丿-9.6B/T修正数量 2查船舶原理（上）式7-23-41.99已修正B/T之C239

27、5.4标准xc查船舶原理（上）表7-51.69%L，船中前实际Xc0.09%L，船中前相差1.6%L,后Xc修正（%）查船舶原理（上）表7-7（b）-4.55Xc修正数量 3查船舶原理（上）式7-2417.99已修正Xc之C3413.4长度修正(%)Lwl T-025Lbp X100%-1.35长度修正数量 4查船舶原理（上）式7-25-5.57已修正长度C4407.8Va33375a0.64v 3Pe a x0.735kw)C45434kW故：用爱尔法算出的结果是5434kW通过爱尔法和阻力系数法的计算得出船舶有效功率分别是：5434kW和4120kW爱尔法对中低速传估算结果与船模试验的吻合

28、程度尚好，但其所统计的资料仅代表20世纪40年代以前的船型，因而用于近代的船型，如肥大船往往误差较大，而本文所涉及的成品油 船是肥大型的中高速船舶（方形系数是0.76，船速是15kn），所以误差较大。阻力系数法 是根据傅汝德阻力分类法（即：将船舶阻力分为摩擦阻力和剩余阻力）得来的，在保证傅汝 德数相等的情况下进行研究，因此阻力系数法主要适用于低速船舶，对于高速船舶，实船 和模型船的雷洛数 Re相差较大，而本文研究的成品油船属于中高速船，所以误差较大。 最后根据母型船的取值经验，综合考虑下，最终船舶有效功率取5200kW2.2机桨匹配计算主机选型和螺旋桨的设计密切相关。在设计中要综合考虑船、机、

29、桨的匹配问题，从 而选定螺旋桨参数和主机型号。在主机选型与螺旋桨参数确定的机、桨匹配计算中分为初步匹配设计和终结匹配设计 两个阶段。初步匹配设计：已知船体主尺度、船体有效功率、船舶设计航速、螺旋桨的直径或转 速，确定螺旋桨的效率、螺距比、最佳转速或最佳直径及所需主机功率，从而选定主机和 传动设备。终结匹配设计：根据选定的主机的功率、转速、船体有效功率，确定船舶所能达到的 最高航速、螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率。221初步匹配计算船体主尺度设计水线长Lwl=178垂线间长Lpp =176m型宽B=31m型深 d=16.7m设计吃水T=9.5方形系数Cb=0.76排水量（海水）=40836t排水

30、体积 =39839.96m3船舶设计航速V=15kn推进因子的确定1）我们用泰勒公式计算伴流分数3,因为泰勒公式适用于海船，对单螺旋桨船有: =0.5Cb -0.05 = 0.5*0.76 -0.05 = 0.33 ；2）推力减额分数t对单螺旋桨船：t=kw ；式中：对流线型舵或反应舵：k = 0.50L 0.70 ；对方形舵柱的双板舵：k =0.70L 0.90 ;对单板舵：k =0.9L1.05。在这里选择流线型舵，k取0.7, 故 t=k =0.7*0.33 =0.2313）相对旋转效率n r对单螺旋桨船：n r=0.981.05；这里取n r=0.9854）轴系传递效率n s对无减速齿

31、轮箱的船：現=0.96L 0.98，这里取n=0.985初步匹配设计计算（直径D给定）过程如下:序 号*名称3代号卩里位3计算公式及来源P数据卩2據旅桨直轻eamP给定P5.井2诅船身效率a叽171 = WqL14肘32a速心Iknf；=P（l 儿10如4P船体有效功率kWP给定宀52血52耨速4rrnin*假定212212知132*直径系数4p6x229鈕0和70373.737卩靈距比4相杳J石一5園谱中0”OJ2-0*72皿鼾i敞K效率g/等值线与最佳效0皿0.巧却0.540.525功率系数平方 根厂率曲线的交点得到屏6*6血冲12q戈到功率朴kWF 月；1.3 时7387.55-8246

32、勺1-9154.76-10710.2-12主机功率心kV匸瞎m Q7732.02-863 L 曲958L63-11209血12心蝮靛桨克服的有效推功率3P汗P汕曲Z4833. in5253.J4*5674.046453.6S.表2-3初步匹配设计计算+-武汉理工大学毕业设计（论文） 武汉理工大学毕业设计(论文) 114116 HE 12D12?124126128130132转連r/min图2-2确定转速的最佳结果根据 Excel 图得到：转速 n=119.2r/min,n 0=0.56,p/d=0.725,pe=5200kW主 机功率=8487.9kW。2.2.2终结匹配计算因为船身有效功率曲

33、线不清楚，这里不做终结匹配计算。2.2.3主机选型经过选择，有三款比较合适的 Man B&W的柴油机。接下来我们从功率、机 桨匹配、燃油消耗率和经济性等方面进行比较，然后从中选一款最适合的主机： TOC o 1-5 h z 6S50MC 功率8580kW，转速127r/min，燃油消耗率171 g/ kWh;8S50MC 功率8560kW，转速95r/min， 燃油消耗率171 g/ kWh;7L60MC 功率8610kW，转速123r/min，燃油消耗率159 g/ kWh;根据上文的计算，主机的最佳功率是8487.9kW，最佳转速是119.2r/min。对于8S50MC，虽然功率很接近理论

34、计算的主机功率，但其转速只有 桨匹配性能不好，所以不选择 8S50MC。对于7L60MC， 足条件，而且燃油消耗率最小，所以是一个不错的选择； 转速，燃油消耗率来看，6S50MC也能满足条件。现在，95r/min，机主机的功率和转速都满 对于6S50MC，从功率， 再从其他方面来比较7L60MC和6S50MC:因为6S50MC售价比7L60MC低，性价比高，能够满足预 算，故选择7L60MC。3机电设备估算选型本部分包括了船舶燃油系统、滑油系统、压缩空气系统、冷却水系统、舱底 水系统、压载水系统、通风系统、消防系统、供水系统管路以及主要设备的计算。 估算公式，除特别说明外，均来自船舶设计手册轮

35、机手册和民用船舶动力 装置。所选设备型号、排量、压头等均来自各个公司的主页。3.0已知条件1主机（1型号型式缸数直径行程6S50MC四冲程，直立，涡轮增压，船用柴油机。6500mm1910mm最大持续功率（MCR）:最大持续功率时转速：螺旋桨设计点功率（CSR）: 7293kW（85%时持久功率）燃油消耗率（ISO工况）:171g/ kW h滑油消耗率：1.4g/kW h起动系统：压缩空气启动系统8580kW127r/min2柴油发电机组（3组）柴油机8L23/30H（3台）型式 缸数 缸径 行程 功率 转速直列，四冲程，六缸，直接喷射，废气涡轮增压，中冷船用柴油机。8230mm300mm10

36、40kW720r/min旋转方向（从飞轮端看）：逆时针 起动方式：压缩空气燃油消耗率：200g/kW h+5%滑油消耗率：1.5g/kW h发电机（3台）:轴带发电机 型式 功率 转速 电压 频率三相，自励无刷船用交流发电机990KW720r/minAC450V60Hz3应急柴油发电机组（选取卡特彼勒的发电机组：3406）柴油机 型号：3406功率：260kW 柴油机 型式 缸数 功率 转速直列，四冲程6277kW1800rpm燃油消耗率：212g/kW h滑油消耗率：2.08g/kW.h 起动方式：电起动发电机 型号 型式 功率 转速 电压 频率防滴，自带通风，无刷 船用三相交流同步发电机2

37、30kW1800rpm450V60Hz3.1燃油系统本船所选用主机在正常航行时使用燃料油， 在进出港时使用轻柴油；三台柴 油发电机使用轻柴油；应急发电机使用轻柴油；锅炉使用重油。 （长期停炉后第 一次点火使用轻柴油）。3.1.1主机耗油量(1)mz Qe Tn t10-式中：mz主机耗油量，t;pn主机持续功率，7293kW;ge主机耗油率，171g/kW hZ主机台数，1台；t0续航力，12000/15=800h;二 miz =z ge Pn to 6 =171X7293X800X1X10=997.7t3.1.2辅机耗油量, , ._ -6mf =k bf p 10式中：mf辅机燃油消耗量，

38、tbf辅机燃油消耗率，g/kWh，bf=200g/kW h t2续航力 h，t2=800h;k辅机负荷系数，取0.6；pf辅机标定功率kW，pf=辅机标定功率kW，pf=1040kW/. mf =kbf p 10上=200天 1040咒800X0.6X10 =99.84t3.1.3辅锅炉油耗量叫=kx g? xtx10-3式中：k使用系数，取0.6；mg辅锅炉燃油消耗率，t ；ge 辅锅炉燃油消耗率，85kg/h;t使用时间，800h;二 mg =k ge t 10 =85800%=40.8t3.1.4燃油消耗量主机和辅锅炉燃油中重油和轻柴油使用比例为9: 1。重油消耗量m 0.9 mZ mg

39、 卜 0X9(997.740.8 )934.6 5轻柴油消耗量m2 = 0.1mt 切g ymif = 0 .1 ( 9 97.7 40.8) =9 9 .t8 4 20 3.6 93.1.5燃油贮存量船舶进港后燃油仍需10%的裕度，以轻柴油为储备，故:重油 m1 F =934.65t轻柴油 m2 = m2 + (rnij + m2)X10% = 203.69 + (934.65 + 203.69)10% = 317.52t3.1.6油舱容积重油舱1V1 =0 Cr C0 Cf r1式中：V1 重油舱容积, P r1重油密度， Cr容积系数，Co储备系数，Cf风浪系数，,m330.93t/m3

40、;1.1；1.1；1.2;”.V1=0CrC0 Cf甘r1=934.65x 丄 X1.1X1.1X1.2 =1430m30.933.162轻柴油舱5= m2 cr c01cff PLr2式中：V2轻柴油舱容积,Pr2轻柴油密度，085t/m3;其余同上;/.Vm2 cr c0 cf ”丄=317.52 xPr2丄 X1.1X1.1C1.2 =542.4m30.853.1.7日用油柜容积主机日用油柜Vz =ti G gel1_6T n1 于 10耳1式中：Vz主机日用油柜容积ti供油时间，取10hm31-61_63Vz =t1 G ge1 pn1 匸*10力=10*1.1171*7293* X1

41、0=14.75m3Pr10.93辅机日用油柜容积1_6Vf =七2 cr ge2 Pn2 10n-2式中：Vf辅机日用油柜容积，m3t2供油时间，取10h1_61_63/. Vf =t2 Cr ge2 ”Pn2 10 = 10X 1.1 X 1040X 200Xx10 = 2.69mPr20.85辅锅炉日用油柜容积1上Vg “3 Cr Qe3 *Pn 10甘n3(8)式中：Vg辅锅炉日用油柜容积，m3;ge3-辅锅炉燃油消耗率，参考母型船取 85kg/h ； t3供油时间，取6h;/.Vg1_613=t3 Cr Qe3 Pn3 10=856咒咒1.仆10 = 0.6mPn30.93注：a.主机

42、轻柴油柜与辅机轻柴油柜公用，所以轻柴油日用油柜容积 取 6.9m3。V3 =10%Vz+2Vf =10%咒14.75 +2X2.69 = 6.855m3即：轻柴油日用油柜取3个，每个轻柴油日用油柜的容积为 2.3m3。b.主机日用油柜（重油）可供辅锅炉燃油，所以重油日用油柜容积3V4 =90%Vz+90%Vg（ 14.75+0.6）90%=13.81m故：设两个容积为7m3的重油日用油柜。C.辅锅炉设一个轻柴油日用柜V5 =VgR0%=0.60% = 0.06m33.1.8油渣柜容积(9)据民用船舶动力装置商胜义 Pi58，按主机功率选取：V=4.0m3。3.1.9污油柜容积式中：V7污油柜容

43、积，m3;Pm主机功率，7293kW;3.1.10沉淀柜容积13(10)V8=z tCrgz1p n1X10巴1式中：V8沉淀柜容积，m3；t4存油时间，一般是24-28h，在这里取26h；1V8=Z t4 Cr gz1 Pn1 耳1咒1宀72妙26咒艄MM宀38.35m33.1.11主机燃油供给泵排量与压头排量(11)gvg = k Qe11佈訂10r11-63X10= 4.02m /h0.93m3/h;式中：gzg主机燃油泵排量, k裕度系数，取3；gvg =k ge1 .pn1 .古勺。丄=17仔7293咒3咒片1压头压头一般取 0.245-0.588MPa，取型号由上海泵阀的主页上得到

44、:ISWY40-2004.4 m3/h型号51m流量扬程电动机：4.0kW3.1.12辅机燃油供给泵辅机自带3.1.13燃油输送泵 流量:qrsVz +Vf +Vgts(12)式中：qrs 燃油输送泵流量m3/h;ts注油时间，取0.5h；qrs=咤迪06=36.08m3/hts0.5 压头根据民用船舶动力装置取0.24-0.343MPa，则在这里取 0.24MPa。 选型根据上海泵阀的主页选取: 型号 流量 扬程 转速65-160(l)B43.2 m3/h24m2900r/min电动机功率：4kW3.1.14燃油分油机按主机最大连续功率和燃油锅炉用油量的分油机容量Q：Q = NgEs =卩5

45、807“42*24“15- 1866l / h23.5x0.95(13)式中：Nei主机最大连续功率（MCR）8580kW gei主机燃油消耗率0.171kg/kW h a安全系数1.15D主机一天工作时间24h3P 燃油密度0.95kg/mt每天分离时间23.5h燃油锅炉续航耗量（50%负荷）42.5kg/h 本船选用燃油分油机二台：有效分离量：2000L/h武汉理工大学毕业设计（论文）(16)1.4 3.2滑油系统321主机滑油分油机按主机最大连续功率计算滑油净油机容量竺亠 20446/ht23.5(14)式中：Ne1 主机最大连续功率（MCR） : 8580kWK 滑油耗率：1.4 L/

46、 kW ht 每天分离时间：23.5hZ 分离次数：4选型：型号:SA835处理量：2400L/h322主机滑油消耗量(15)MZ -gxMCR XT 勺0 =1.4X8580。亠仝式中：1.4g/kW h8580kWMZ主机滑油消耗量（在续航时间内）t gz1主机滑油消耗率：MCR 主机额定功率：t续航时间800h3.2.3辅机滑油消耗量_6_610=1040咒1.4咒2天800乂0.85咒10 =1.98t式中：1040kWM f发电机组柴油机滑油最大消耗量 tNe2发电机组柴油机功率kWgf发电机组柴油机滑油消耗率 g/kW?h武汉理工大学毕业设计（论文） Z发电机组使用台数（以2台计算

47、）T续航时间hK负荷系数滑油总耗量 M =9.6t + 1.98t =11.58t2台800h0.85324主机滑油循环泵设两台，一台备用 排量3qH =qd Teb =0.014X8580 =120.1m / h(17)式中：qd主机要求的单位功率小时排量，取0.014m3/h 压头一般不包括冷却时为 0.294-0.392MPa，取0.350MPa。 选型根据泊头泵阀制造有限公司型号:KCB 2500流量：130 m3/h转速：985r/min功率：75kW3.2.5主机滑油循环舱：Vg= qHZ Cr(18)式中：Vg主机滑油循环柜，Cr容积系数，1.25；Z主机循环倍率，低速柴油机为

48、6-12次/小时，取10次/h心=号罟从込何稣3326滑油储存舱容积(19)Vc=(Cz +Cf+Czh+Cfh)Qv Cc 4式中：Vc储油舱容积，m3;Czh主机换油量，取1.5t;Cfh辅机换油量，取0.5t;1.1;1.2;0.92t/m3Cv容积系数，Cc储备系数，P h滑油密度，327滑油沉淀舱原则上滑油沉淀舱V3和滑油储存舱容积Vc相同，现19m3328油渣柜查民用船舶动力装置（商胜义编写）的表4-2-1,根据主机功率得到V=1.0m3武汉理工大学毕业设计(论文) (20)(21)4300咒10咒10003.3冷却水系统331主机膨胀水箱1 1V(50) qh Cy式中：Vx膨胀

49、水箱容积，m3;qh活塞淡水泵排量，按照经验由主机体积确定为100m3/h ；Cy容积系数，为 1.1-1.2.取 1.1；1 1 1V-(560)qh。厂亦101233.3.2冷却水泵淡水冷却水泵a排量，按所带走的散热量计算:_HvbzPbk_qd Cd(t2-t1)Pd式中：qd淡水冷却水泵排量，m3/h;Bz主机燃油消耗率，0.171kg/(kW h);Peb主机标定功率，kW ；K裕度系数，取1.2;t2淡水出主机温度，c；Cd淡水比热容4300J/kgC； Hv燃油低热值，4.3X 107j/kg； t1淡水进主机的温度，C；& 冷却水带走的热量百分比，取 22%； 故进出温度相差1

50、0Cb压头：总压头一般为0.147-0.196MPa。缸套和活塞均采用淡水冷却器时,则取 0.29-0.31MPa。这里取 0.30MPa。武汉理工大学毕业设计（论文） c选型：型号：VRF 8/320G 流量 440m3/h压强：0.30MPa332.2海水冷却泵a.流量：根据民用船舶动力装置（商胜义编写）P 173知：对于低速柴油机，缸套和 活塞都用淡水冷却，有一个范围值：0.0540.082m3/kW 5。故取0.065 m3/kW 5。 则有：330.065 m/kW - hx 8580kW=557.7m /h。b.压头：缸套和活塞都用淡水冷却时，为0.1470.196MPa。取0.1

51、70MPa。C.选型：型号：VRF 9/320 SDG3流量：600m /h压强:0.25MPa3.4压缩空气系统341启动空气瓶PVoVP2-P)m3(22)式中：Vk空气瓶容积，m3;P2最高气动压力，取2.94MPa ;V所放出的自由空气量，m3;P1最低启动压力，取 0.686MPa ;P0大气压力，取0.1MPa ;V =* q Vz =4 +仲-1) qr VpB2XD2)+R3654.788启动空气瓶总容积V23 m实取（3MPa ）10.59气笛等空气瓶总容积V33m实取(1M Pa )2.010空气瓶释放总容积V43 mV4=V2X (3O-1)+V3X (10-1)316.

52、211计算总容积V53 mV5=V1+V43970.9812机舱所需CO2容积Vc3mVc=0.35 AZ51389.813CO2自由气体密度p3m /kg按规范0.5614机舱所需CO2重量GekgVc / p2481.815每瓶CO2重量qkg/瓶按每瓶68L计算为w 68 X 0.6745.516所需CO2总瓶数n瓶n=Ge/q553.732液货舱所需的CQ量因为液货舱容积还没有确定，这个先不算。3.8生活水系统381淡水压力柜容积据钢制海船入级与建造规范以及本船的要求列出下表:表3-2压力水柜容积序号项目符号单位公式数值1船员人数Z282船员每人每天清水耗量q3L/Dq32503全船每

53、天总用水量QLQ= Z q 370004高峰时集中用水系数30.35高峰时的用水量qmaxL/Dqmax= 3 q321006水泵每小时启动次数N87水泵每次向水柜供水量DLD=qmaxZ n262.58压力柜有效容积V1LV1=D262.59水柜最低使用压力P1MPa（绝对压力）0.2510水柜最高使用压力P2MPa（绝对压力）0.3511在压力P2时的空气容积V2LV2=P1X V1/(P2 -P1)656.2512在压力P1时的空气容积V3LV3=V1+V2918.7513压力柜无效容积VL根据海规10014压力水柜总容积VL1018.753.8.2生活水泵排量计算由钢制海船入级与建造规

54、范P237可知：水泵排量根据压力水柜的有效容积在高峰用水时间时的持续使用时间和水泵每小时 对压力水柜的充水次数，算出水泵每次充满压力水柜有效容积的时间，然后求出水泵的排 量。水泵每次启动的时间间隔：to =60/ nmin式中：n水泵1h内启动的次数，一般取510.这里取&二 to =60/ n = 60/8 = 7.5min显然，to应包括水泵每次充满压力水柜有效容积的时间、以及压力水柜被充满后，其有效容积在高峰用水时的持续使用时间（即水泵在充满有效容积后的停止工作时间），即 TOC o 1-5 h z toi+t,min式中：24min ;这里取t压力水柜有效容积在高峰用水使的持续谁用时间

55、，一般取为3mi nti水泵充满压力水柜有效容积的时间，min。故：ti=4.5min故：水泵排量+V2=2625 + 65625 = 233.33L/mint, t234.5383海水压力柜各器具耗水量及个数：大便器：独用14个，公用4个；小便器：4个；打扫用水：8L/d;杂用水：8L/d;（由于打扫用水，杂用水占的比例非常小，在这里不考虑 ）皓枚中14 1run；:去抽flII2-t2丄-貳建1 M垢）-4、注池.11*纶生-2谏东S水辱空-1话物池*龙头-5:沖屣備311Sst花气梗？1-MAliW1T1犬内成潍具您用时问.Ki SI1 - I6h；X 仃生沼出农為兵同时醴出的需礎水扯.

56、它“口工山裾具怕绻水单位之和代 禺5 -6 -4求岗：图3-1用水器具的给水单位根据船舶设计手册轮机分册表5-6-2得：大便器和小便器使用冲水阀，给水单位是140,brtO 1,000700Ci讯10 更 1C1*0 llD 220璋*位LEE二、奉事笛K图3-2同时使用需水量选取量然后查表5-6-4得到：2 （m计）=230L/min。16qD=lL10j00g30“兀 10=0.86m3/h式中：Y同时使用系数，100%；S 船员人数；m用水器具的个数f单个器具的给谁单位T 1天内用水器具使用时间，取8-16h,这里取16h。:14SIU15JU7S入1即1n图3-3用水器具的同时使用系数

57、 丫其中丫=100%按表5-6-2查得，再按式可求得:qDm a x= 1 .qD = 1 . 5n4 81/故: V3 =0.15m3;qD = l.548m3= 0.26m36 6V1HB=0l5=0-34m33333:N =Vi +V2 +V3 = 0.15m3 + 0.26m3 + 0.34m3 = 0.75m3取海水压力水柜的容积为0.8m3。384压力柜供水泵排量及压头计算淡水柜的供水泵1）水泵排量根据压力水柜的有效容积在高峰用水时间时的持续使用时间和水泵每小时 对压力水柜的充水次数，算出水泵每次充满压力水柜有效容积的时间，然后求出水泵的排 量。（27）q V2 V2 q= 7式中

58、：t压力水柜有效容积在高峰用水时的持续使用时间，一般取为24min;这里取3mi n；t1水泵充满压力水柜有效容积的时间，min ；V2有效容积；由于to =t +ti与to =得:nt0=6P,0 7. 5minn 8ti =to -t =7.53 =4.5min qy =656.25X（1+丄）=364.58L/miny3 4.52）水泵压头一般要求保证进入压力水柜处压力略高于压力水柜的最高工作压力。即：不得小于0.35 MPa。3）选型型号:CR 5-20流量:400L/min压头:0.37 MPa3.842海水泵（和淡水泵的计算方法一致）1）排量计算:q y = V+=260 丄 +丄

59、)=156 L/min y t1t5 2.5(28)式中：t15min, t=7.5-5=2.5min;2）压头：本船要求海水泵不得小于0.35MPa ;3）选型：选取160L/min x 0.36MPa的海水泵。3.8.5生活污水处理装置由中外船舶配套手册选择：型号：ST4;处理能力：4043人；处理后水质：SSv40mg/L, BODsv40mg/L,大肠杆菌 200/100ml;3.8.6辅锅炉给水泵1）给水泵排量(1.2L 1.5) D 1.4x85x10 qg=p=A3-=0.119m3/h(29)m3/h;t/h;式中：qg辅锅炉给水泵排量，D辅锅炉最大蒸发量，3 P 给水密度，t

60、/m ;2）给水泵压头给水泵压力与锅炉蒸汽压力、管路阻力和辅锅炉安装高度有关。3）辅锅炉给水泵的选型CR 32-6-2;0.2m3/h;1.4 Mpa。型号流量压头3.9机舱通风系统3.9.1机舱通风机的排量机舱通风机的排量有三种方法确定：1）按通风带走的设备散热量计算2）按柴油机及辅锅炉燃烧所需的空气量计算3）按机舱换气次数计算用上述三种方法计算出3个通风量后，以其中最大一个通风量作为风机的排量，来选 择机舱通风机。按通风带走的设备散热量计算(30)式中：Vf通风量，m3/min ；Q机舱内机械设备的散热量，kJ/h;P干燥空气的密度，在 20C、101.3k Pa时取1.205kg/m3;