动装设计课件(第4章第1~5节).ppt

1、船舶动力装置原理与设计课件（第4章 第15节） （计划学时8h）,吕庭豪 设计 2004年12月,第4章 船舶管路系统,船舶管路系统是船舶为了完成一定任务而专门用来输送和排除液体或气体的管路（管子及附件的组合）、机械设备和检测仪表等的总称，常简称为船舶管系。 船舶管系是船舶动力装置的重要组成部分，它联系主、辅机械及有关设备，保证船舶正常航行、停泊以及船员和旅客的需要。 船舶管系设计是船舶动力装置设计绝不可缺少的内容，船舶管系建造也是造船舾装工程的重要组成部分。管装（包括管子的加工、安装、试验及相应自制件的制造）约占轮机舾装工作量的45%，占造船总工作量的12%以上。由于管装质量与效率首先取决于

2、管系设计文件的准确性和完整性，故管系设计的优劣不仅关系到动力装置和船舶性能，而且直接影响到船舶建造的周期。,船舶管系分类： 1、按用途分 动力管路：主要为船舶动力装置中的主辅机服务的管路。 动力管路又可分为如下五种： 1）燃油管路；2）滑油管路；3）冷却管路；4）压缩空气管路；5）排气管路。 船舶系统（又称全船系统）：主要保证船舶安全和满足人员的生活需要。 船舶系统又可分为如下几种系统： 1）舱底水系统；2）压载水系统；3）消防系统；4）通风系统；6）制冷与空气系统；7）货油系统等。 本章从管路的功用、组成、工作原理、主要设备估算和设计要求等方面介绍上述各种船舶管系。,船舶管系及附件、设备,消

3、防水控制阀,油舱溢流阀,机舱应急吸入阀,锅炉给水阀,锅炉蒸汽减压阀,海水泵,淡水泵,淡水冷却器温度调整阀,消防泵,燃油驳运泵,燃油驳运泵2,柴油驳运泵1,柴油驳运泵2,燃油沉淀和日用油柜,主机燃油加热器,锅炉 燃油加热器, 4-1 燃油管路,一、燃油介绍 燃油的质量指标有多种，影响其燃烧性能的有十六烷值、柴油指数、馏程、发热值和粘度；影响燃烧产物的有硫分、灰分、沥青分、残碳值、钒和钠的含量；影响燃油管理工作的有闪点、密度、凝点、浊点、水分和机械杂质。这里介绍几种指标。 1）十六烷值 十六烷值是评定燃油自然性能的指标。燃油的十六烷值越高，其自燃性能越好。其含义是：取十六烷的十六烷值为100，取甲

4、萘的十六烷值为零，将十六烷与甲萘组成不同容积比的混合油，将柴油与该混合油在标准的十六烷值试验机上进行对比试验，凡两者的着火性能相同时，称该混合油中含十六烷的百分比为该柴油的十六烷值。一般仅轻柴油才有十六烷值。,2）密度 燃油的密度与它的化学成分和馏分有关。密度的单位为kg/m3。在轮机管理工程中，目前仍采用比重来代替密度。燃油的比重为20时的燃油重量与4 时同体积水的重量之比。根据比重和油舱的舱容可以计算燃油的装载量；一般分油机只能净化比重小于098的燃油。 3）粘度 粘度是液体内分子间摩擦的量度，即表示燃油自身流动时的内阻力。由于测量方法不同，粘度单位也不一样。 （1）动力粘度 动力粘度是两

5、个相距1cm、面积为1cm2的液层，以1cm/s的速度作相对运动时产生的阻力数值，其单位是Pas。 （2）运动粘度 运动粘度是动力粘度与同温度下液体密度的比值，单位为m2/s。ISO组织定规，自1977年开始采用50时的运动粘度作为燃油的国际通用粘度单位。,（3）恩氏粘度 恩氏粘度表示在测定温度下200mL的试验燃油从恩氏粘度计中流出所需要的时间与20时同体积的蒸馏水从该粘度计流出所需时间的比值。它是无因次量，用Et表示测定温度为t时的恩氏粘度。 燃油的粘度不仅与燃油品种有关，而且受压力和温度的影响很大，随压力的增大而增加，随温度的升高而降低。粘度大小关系到燃油输送、雾化和燃油燃烧质量，影响分

6、油机的分油性能，要对燃油粘度合理控制。 4）凝度、浊点和倾点 它们是表明燃油低温流动性和泵送性的重要指标。燃油冷却到停止流动时的最高温度称凝点。在凝点之间燃油开始析出烷类结晶体石蜡、变得浑浊时的温度称为浊点。国外常用倾点，表示燃油尚能够保持流动性的最低温度。一般燃油的倾点高于凝点2.7，浊点高于凝点8.5。燃油的使用温度至少应高于浊点35，以防使用中析蜡，堵塞滤器，使供油中断。,5）机械杂质和水分 燃油中所含不溶于汽油或苯的固体颗粒或沉淀物的重量百分数称为机械杂质。燃油中的水分以容积百分数表示。机械杂质和水分来源于燃油的运输和储存过程。燃油中的机械杂质会加剧喷油设备的磨损和堵塞喷油器孔；水分会

7、降低燃油的热值，并会破坏正常发火。 6）热值 1千克燃油完全燃烧时所放出的热量称为燃油的热值或发热值。其中不计入燃烧产物中水蒸气的汽化潜热者称为低热值，用Hu表示。我国标定燃油消耗率计算时，重油的基准低热值Hu=4.2*104kJ/kg。轻油的基准低热值Hu=4.27*104kJ/kg，ISO定规的标准为Hu=42707kJ/kg。 7）闪点 闪点即燃油气与空气的混合气同火焰接触而闪火的最低温度。重质燃油的闪点高于轻质燃油。船用燃油的闪点应不小于65。从防爆、防火的观点出发，只有在低于燃油闪点17的环境温度下倾倒燃油或敞开燃油容器才比较安全。,我国的柴油机燃料分为轻柴油、重柴油和燃料油三类。其

8、中轻、重柴油均以其凝点的数值为牌号，有10号、0号、-10号、-20号和-35号轻柴油；有10号、20号和30号重柴油。柴油机重油（燃料油）尚无国标牌号，有SY1091-60标准的20号、60号、100号、200号。 高速柴油机多用轻柴油，中、低速柴油机多用重柴油或重油（燃料油）。,二、燃油管路的功用、组成及工作原理 1、功用 燃油管路向船舶柴油机和燃油锅炉供应足够数量的合格燃油，以确保船舶的营运需要。 2、组成（含注入、贮存、驳运、净化、供应、测量等） 1）注入 就是加油。如图4-1-1，燃油自船舶主甲板两舷所设的注入头（注入阀）1或2，经注入管和阀5至阀箱6，再经注入管7注入各燃油舱。注入

9、头应设在便于加油和排除污油的地方，并要加盖。以防水及杂质进入油舱。注入头应不高出甲板平面，以免影响交通。为方便加油，每船应设两个注入头。 2）贮存 为充分利用船舶的容积，燃油一般贮存在双层底舱或左右舷深舱（也称边舱）中，其贮量主要根据燃油设备的耗油量和船舶的续航力而定。,3）驳运 一般设置齿轮泵（小型船舶多用手摇泵）完成燃油驳运任务，例如给用完油的舱柜补油、出于平衡考虑将油调驳等。图中，开阀12和13，关阀5，打开阀箱6相应的进、出油阀，启动驳运泵9，即可进行相应二油舱间的调驳。关阀13，关阀12及阀箱6的某一出油阀，启动泵9，便可将给油舱的油经管10注入某一油柜。 4）净化 通常采用沉淀、过

10、滤和机械分离的办法除去燃油中的机械杂质和水分，从而保证燃油的质量。燃用轻柴油的小型船舶一般用滤器除去燃油中的杂质。大、中型船舶因燃用重油或重柴油，往往同时采用上述3种方法。燃用重油的船舶一般设置沉淀柜，将燃油贮于柜中，由于杂质和水分的比重比油大，故沉于柜底。分油机是进行机械分离的设备。能除掉燃油中的水分和细小的颗粒。对重油进行分离时，要对重油加热，降低其粘度。若设置两,台分油机，则可串联使用以提高分油质量，亦可并联加快分离速度。 5）供应 将燃油日用油柜的燃油供给主机、辅机和燃油锅炉使用。小型船舶常用抬高日用油柜距柴油机喷油器进口的高度的办法，依靠油的重力供油。大、中型船舶常用齿轮泵或螺杆泵，

11、靠供油泵供油。多机推进的船舶动力装置，各主机应设独立的日用油柜。 6）测量 为保证航行安全和船舶燃油的需要，必须 了解燃油舱柜里的燃油贮量。一般用液位指示器显示油柜的燃油贮量。深舱及双层底舱则用链尺测量。 3、工作原理 图4-1-2为燃油系统工作原理示意图。如果燃用轻柴油，则可减少加热管和分油机，在原分油机处设置手摇泵。,图4-1-2（补） 燃油系统原理图,三、主要设备及其估算 1、主机燃油消耗量 Bz=bzPebt1z10-6 （4-1-1） 式中：Bz主机燃油消耗量，t； bz主机燃油消耗率，g/（kWh）； Peb主机标定功率，kW； t1 续航力，h； z 主机台数。,2、辅机耗油量：

12、 Bf =bfPft2K10-6 （4-1-2） 式中：Bf辅机燃油消耗量，t； bf 辅机燃油消耗率，g/(kWh) t2 续航力，t2=t1，h； K 辅机负荷系数，根据电站负荷估算书选定； pf 辅机标定功率，kW。 注：对于并车电站，应考虑同时工作的辅发电机的台数。,3、辅锅炉燃油消耗量： Bg=D(i1-i2)t3/(Hug)*10-3 （4-1-3） 式中:Bg-锅炉燃油消耗量，t； D-锅炉产气量，即锅炉蒸发量，kg/h； i1-蒸汽比焓，J/kg； i2-锅炉给水比焓，J/kg； Hu-燃油低热值，J/kg； g-锅炉效率； t3-在续航时间内的使用时间，h。 4.油舱总容积：

13、 V1=(Bz+Bf+Bg)*Cr*Cc*Cf*103/r （4-1-4） 式中:V1-油舱总容积，m3 ； r-燃油密度,kg/m3,轻柴油取0.820.86，重柴油取0.93，燃料油取0.930.97； Cr-容积系数，取1.11.2； Cc-储备系数，取1.1； Cf-风浪系数，取1.051.2。,5.主机日用油柜 1）结构特点 日用油柜为箱体，一般用钢板焊接而成，为能承受柜内液体的压力，通常在其内壁设加强钢筋和衬板。其上一般设有注入管，用于注入燃油；输出管用于输出燃油；透气管使柜内与大气相通，以利燃油进出油柜；溢流管用来将超出油柜贮量的油溢出，并流回油舱；液位计用来观察燃油的消耗情况；

14、打开手孔（或人孔）盖即可清除柜中油渣；置于油柜下方的放水阀可放出存于油柜底部的油水混合液体。透气管与溢流管直径一般略大于输入管。 2）容积 V2=bzPebt4Cc*10-3/ （4-1-5） 式中:V2-主机日用油柜容积，m3； t4-供油时间，h； 其余符号意义同前（下同）。,6.辅机日用油柜容积 V3=bfPft5Cr*10-3/r （4-1-6） 式中: V3-辅机日用油柜容积，m3； t5-供油时间，取612，h。 7.辅锅炉日用油柜容积 V4=bgt6Cr/r （4-1-7） 式中:V4-辅锅炉日用油柜容积, m3； bg-辅锅炉燃油消耗率，kg/h； t6-供油时间，取68，h。

15、 8油渣柜容积 V5=bzPebzt7Cr *10-3/r （4-1-8） 式中:V5-油渣柜容积, m3； t7-计算时间，取3h。 也可按照主机功率选取：小于74kW取0.50.6 m3，7414710kW取1 m3，大于14710kW取1.52.0 m3 。,9污油柜容积 V6=（0.050.10）*Peb/1000 （4-1-9） 式中：V6-污油柜容积, m3。 10沉淀柜容积 V7=bzPebzt8Cr* 10-3 （4-1-10） 式中:V7-沉淀柜容积, m3； t8-计算时间，取2428，h。 11燃油供给泵排量与压头 1）燃油供给泵排量 qvg=bzPbk *10-3 /r

16、 （4-1-11） 式中： qvg-燃油供给泵排量, m3/h； bz-柴油机消燃油耗率，g/(kWh)； Pb -柴油机标定功率，kW； k-裕度系数，取23。 2）燃油供给泵压头 一般取0.2450.588Mpa；若用燃料油则取0.490.98Mpa。,12燃油输送泵排量与压头 1）燃油输送泵排量 qvs=24bzPb *10-3 /(1.5r) （4-1-12） 式中：qvs-燃油输送泵排量, m3/h。 式（4-1-12）是将燃油自储油舱输送至沉淀柜时的计算公式，若是输送至日用油柜，则泵的排量： qvs=(V2+V3+V4)/t9 （4-1-13） 式中:qvs-燃油输送泵排量, m3

17、/h； t9-注油时间，取0.51，h。 2）燃油输送泵压头 一般取0.2450.343 Mpa。,13燃油分油机排量 qvf=B/(it10) （4-1-14） 式中: qvf-燃油分油机排量，L/h； B-主、辅机1昼夜耗油量，L/d； i-分油机台数； t10-分油机工作时间，一般取812h/d。 燃油分油机排量还可以根据主机的功率确定，其具体数值见表4-1-1。 表4-1-1 燃油分油机排量与主机功率的关系,14燃油加热器 燃油分油机加热器一般与分油机配套供货。 由于燃料油粘度大，必须对其加热，使其具有一定的流动性，以保证燃料油的供应，满足燃油装置的需要。燃料油的加热温度范围及单位加热

18、面积见表4-1-2和表4-1-3。 表4-12 燃油加热温度范围,单位加热面积 表4-1-3,四、对燃油管路的要求 1.各舱柜间应有管路连通，管路上应装设截止阀，以便关断，保证船舶倾斜时正常供油。 2.大、中型船舶设独立驱动的燃油传送驳运泵，小型船舶设手摇泵，保证连续供油。依靠重力油柜供油时，油柜必须置于柴油机上方，距该机高压油泵进口不得小于1m。,3.各油舱、油柜供油管路上的截止阀或旋塞应直接装设在舱柜壁上。深油舱、日用油柜出口管路应设置速闭阀，以便在发生火灾或危急情况下，能在该处外迅速将其关闭。 4燃油管路必须与其他管路隔绝，不得布置在高温处、电气设备处，不得通过水舱和起居处，若必须通过这

19、些地方，要采取防火和防水、油泄漏的有效措施。 5沉淀舱柜以及专设沉淀舱的燃油舱或日用油柜，应装设自闭式放水阀或旋塞，且应设置收集油舱和聚油盘排出的含油污水的舱柜。 6大型船舶燃用两种燃油，应设有两套供油管路，设置燃油回油集合筒以收集回油，并用于两种燃油的混合和撤换。小型船舶柴油机往往将回油管路接至喷油泵进口处。,五、燃油管路实例分析 1 1长江干线某推船燃油管路（图4-1-3） 该船以两台8NVD48A2U型柴油机作主机，持续功率970kW、转速428r/min，设置3台6135型柴油发电机组和1台燃油辅助锅炉。 燃油管路主要设备：燃油输送泵、手摇泵各1台；燃油供给泵2台（主机带泵）；2个重柴

20、油舱、1个轻柴油舱；2个重柴油日用油柜、1个轻柴油日用油柜；过滤器、燃油分油机及加热器等。 该船主机在正常航行时燃用20号重柴油，起动、停泊及进出港时燃用轻柴油。6135型柴油机燃用轻柴油。,该船燃油管路工作原理如下： （1）注入与贮存 燃油自甲板左右舷的注入头1注入并贮存于重柴油舱或轻柴油舱中。注油的动力是加油站或供油船的加油泵。 （2）驳运 自吸口4经滤器5，由手摇泵6或燃油输送泵7驳运至油柜10或11中。也可用分油机8完成驳运任务。污油柜12中的污油可用泵7或6排出（图中未示出）或驳至相应油柜中。 （3）净化 燃油自油舱2由分油机自带的燃油泵吸出，经过滤器5过滤，再进入加热器9加热，然后

21、经分油机8分离，净油由排出泵打入日用重柴油柜10。,（4）供油 贮存于日用重柴油柜10中的燃油，经阀13输出，由主机自带的燃油供给泵送至主机高压油泵，多余燃油经回油管进入油柜10。辅机自日用轻柴油柜11吸油，多余的轻柴油经回油管至柴油机输油泵进口。辅锅炉可由轻、重柴油柜供油。 由于重柴油粘度大，故在各重柴油舱柜设蒸汽加热管路，以便调驳、输送和净化；装设温度计，以便检测和控制燃油的温度。在滤器的进出口端设压力表，以便观察滤器的堵塞情况。在日用油柜上装有速闭阀、液位继电器、自闭式放泄阀等。,图4-1-3 长江干线某推船燃油管路,二某远洋货船燃油管路 该船主机为1台日立B 取20%。 4、温度调节器

22、 温度调节器主要包括两部分：一是三通阀，使从柴油机出来的热水，一路通向淡水冷却器，另一路通到淡水冷却泵进口；二是感温机构，主要由感温体和调节阀组成。感温体是一个封闭的波纹管，里面装有易挥发的液体（其沸点低于控制温度）。波纹管上方压盖与调节阀相连。波纹管在管路中和柴油机出来的热水直接接触。图4-3-3是温度调节器示意图。 当温度调节器和淡水冷却器并联在柴油机的冷却水出口管路上时，就能够使柴油机出来的热水有一部分不经过冷却器，而直接旁通到淡水泵的进口。冷却水在某一温度时，波纹管内的蒸气压力与弹簧压力平衡，调节阀处于一,定位置。当水温升高时，波纹管内液体汽化蒸气压力增高，推动调节阀上升，使流经冷却器

23、的水量增加，旁通水量相应减少。反之，旁通水量相应增加。这样，通过温度调节器即可控制此旁通水量，从而控制冷却水在一定的温度范围内。,图4-3-3 温度调节 器结构示意图 1、本体； 2、波纹管； 3、调节阀,四、冷却管路实例分析 1、长江下游某推船冷却管路 如图4-3-4所示，该船冷却管路分成三个部分：主机冷却、中间轴承和齿轮箱冷却、发电机组冷却。前两部分之间有联系，后一部分单独循环。 主机采用闭式冷却管路，淡水在管路中循环，江水冷却滑油、淡水后排出舷外。淡水管路设有膨胀水箱。主机自带滑油冷却器和淡水冷却器，未在图中示出。舱底或压载水泵兼作冷却水的备用泵。 中间轴承4及齿轮箱滑油冷却器6既可由主

24、机江水泵出水管接一路压力水来冷却，也可以由泵5直接吸水进行冷却。 发电机组也是采用闭式冷却方式。该管路中没有设江水泵，而是将淡水冷却器安装在舷外，利用舷外水自然冷却，以收到一定的节能效果。（即舷外冷却管路）,图4-3-4（补）某内河 货船冷却管路图,2 某远洋货船冷却管路 1）海水冷却管路（图4-3-5） 主海水泵1自海底门7、经过滤器、阀门、海水总管、将海水吸入，然后一路经滑油冷却器2冷却滑油后，一部分水进入主机3冷却有关部件，另一部分与主机出水一起进入淡水冷却器4，然后排出舷外或流回1的吸入端；另一路冷却海水淡化装置5后排出舷外；再一路去冷却凸轮轴滑油冷却器6及中间轴承，去冷却件8、14、

25、15、16和去冷却件11、12后排出舷外。一般情况下，件8、14、11等的冷却由辅海水泵10进行。,2）淡水冷却管路（图4-3-6） 主淡冷却泵3经气水分离器2从主机的淡水出口（1）吸水，将其送入主淡水冷却器4，后经淡水加热器5，再从主机淡水进口（2）进入主机，去冷却主机有关部件，构成封闭循环。管路中设有主机淡水膨胀箱，由压力水柜补水。具有一定温度的主机淡水出水，可由泵3送入制淡装置6进行制淡。为对主机及辅锅炉的有关水腔进行化学药剂清洗，设置化学药剂柜及相应管路。对主机的空冷器8，可用清洗泵10将送入化学清洗柜9中的蒸汽凝水或压缩空气泵入进行清洗。 发电机的冷却管路采用闭式循环冷却，其3台发电

26、机组的柴油机12均自带淡水泵，共用1个膨胀水箱。,、功用 压缩空气是一个重要的动力源。由于它具有许多良好的性能和特点，如可缩性、便于储存和输送、没有起火危险以及空气来源不竭等，所以在船舶上被广泛应用。 1、柴油机的启动、换向 大、中型柴油机由于启动转矩和功率都比较大，故广泛采用压缩空气进行启动。船舶柴油机常要进行机动操作，即正倒车；对于可倒转的柴油机，需要换向，要改变凸轮轴的位置，以使各个凸轮适应换向后柴油机工作过程定时的需要。有的柴油机就采用压缩空气来完成换向动作。 2.离合器操纵 有的船舶主机与轴系的离合通过气胎离合器进行，主机与轴系的结合或脱开采用压缩空气来实现。, 4-4 压缩空气管路

27、,3、压力柜充气 向海水压力柜、淡水压力柜、液压装置中的压力油柜等充气。 4.吹洗海底门、油渣柜等。 5.气笛.雾笛吹鸣。 6.遥控和自动控制系统的能源。 7.灭火器的驱动喷射。（如二氧化碳喷射） 8.杂用。（如气动工具等）,二、对压缩空气管路的要求 1、用压缩空气启动的主机，必须有独立的空气压缩机。由于空气压缩机工作时有强烈振动，故应安置在船体结构较强的部位，或予以加强。为保证压缩空气质量，空气压缩机不能布置在易吸入高温多潮空气或油气的地方。 2、空气瓶的布置，可直立或卧放，一般放在船体结构较强的部位，如舷侧或隔舱壁附近。直立布置振动大，可在瓶上设置牵条防振。卧放时，其底座最好能与船体横梁或

28、甲板纵骨相重合，并应有一定斜度，以利泄放存水。 3、在空压机向空气瓶充气的管路上，应装气水分离器。在空压机、空气瓶、冷却器和减压器阀的出口管路上，须装设压力表和安全阀。 4、压缩空气管路一般采用集中供气的方式，即从满足管路最高压力参数出发来设置空气压缩机和空气瓶，对压力要求较低的设备则通过减压方法逐级满足。,三、主要设备及估算 1、空气瓶 空气瓶用来储存压缩空气，以备使用。根据用途不同，有启动空气瓶、气笛空气瓶和杂物用空气瓶等。 空气瓶有整锻式和焊接式。空气瓶的主要附属设备有充气阀、出气阀、压力表、安全阀和泄水阀等，一般安装在瓶头上。 对钢质海船，供主机启动用的空气瓶至少要两只。空气瓶容量，应

29、在不补充充气情况下，能从冷机开始正倒车交替连续起动每台可换向的主机不少于12次；能从冷机开始连续启动每台不可换向的主机不少于6次。 启动空气瓶容积有3种估算办法：按柴油机每启动1次所消耗的自由空气量估算；按空气瓶容积与柴油机气缸总容积之比估算；按经验公式估算。,1）按柴油机每启动1次所耗自由空气量估算： 设空气瓶中压缩空气最高压力为p2，在柴油机启动规定的次数以后，空气瓶中压缩空气压力降至p1，则空气瓶所能放出的自由空气量为： V=Vk(p2-p1) (4-4-1) Vk=V/(p2-p1) (4-4-2) 式中：Vk空气瓶容积，m3； p2 最高启动压力，一般取2.94MPa； p1最低启动

30、压力，一般取0.686MPa； V 所放出自由空气量，m3。 V = qVz=q1+(-1)qrVz10-3 (4-4-3),式中：启动次数，6次或12次； q启动1次单位气缸容积所耗自由空气量， L/（L次）； q1冷态启动1次单位气缸容积所耗自由空气量， 57，L/（L次）； qr热态启动1次单位气缸容积所耗自由空气量， 取35，L/（L次） Vz柴油机气缸总容积，L。 Vz=D2Si10-3 /4 (4-4-4) 式中：D气缸直径，cm； S活塞行程，cm； i气缸数。,2）按空气瓶容积与柴油机气缸总容积之比估算： 通常采用Vk/Vz3.54。对辅机启动空气瓶 ，Vk/Vz0.51。 已

31、知柴油机气缸总容积，乘以比值Vk/Vz即可算出所需启动的总容积。 3）按国外经验公式估算： （445） 式中：Vk主机启动空气瓶容积，m3； 启动次数； D气缸直径，m； S活塞行程，m； n转速，r/min； C常数，见表4-4-1。,表4-4-1 常数C值,启动次数可根据航线、柴油机型式及操作人员使用经验而定。根据有关启动实验资料，认为取25次为宜，但也有为安全而取到40次的情况。 转速n越高，柴油机每启动1次所需空气量就越多，故在公式中有n1/3的因子。,2、空气压缩机（台数与排量） 供主机启动用的空气压缩机一般至少设置两台，其中1台应由主机以外的动力驱动。其总排量应能在1h内由大气压力

32、升至规定的连续启动所需的最高压力。 由式(4-4-1)可知，对空气瓶充气从压力p1充至压力p2所需空气量V=Vk(p2-p1)。按以上要求，要从大气压力开始，在1h内将全部启动空气瓶充到最高压力，则p2= Pmax，而p1=pmin=0，空气压缩机每小时要排出的自由空气量为： V=Vkp2=Vkpmax (4-4-6) 式中：V-空气压缩机排量，m3/h； Vk-启动空气瓶容积，m3； Pmax-启动空气瓶内最高压力。,启动空气瓶内的最高空气压力pmax，即启动主机所需的最高压力。其最低压力pmin，各国规定不一。如果pmin规定得高，空压机排量就得选配得小，可减少投资及能量消耗，但充气时间要

33、长些。 3气水分离器 图4-4-1所示气水分离器是一种常用的形式，其工作原理是：空压机排出的空气经弯管4进入二滤板之间，而后穿过滤板，由排出弯管接头3送入空气瓶内。利用急剧改变气流流动方向，使所带油水微粒因其惯性互相碰撞而滴入分离器底部，定期通过件6泄放。,4、空气减压阀 图4-4-2是空气减压阀示意图，其工作原理是，高压空气由a通道进入减压阀，然后通过阀盘6与阀座5之间的间隙，空气被节流而减压，再由通道b引入，进入低压空气瓶或直接供给需用之处。件6的开度受薄膜1的控制，通过调整螺栓4，即可获得不同的压力，以满足需要。 5安全阀 安全阀通常用于压力容器、泵的压力管路和压缩空气管路等。其作用是当

34、工作压力超过规定值时，便自动开启，压力复原后又自行关闭，借以保护管路和设备。,四、压缩空气管路实例分析 1、长江下游某推船压缩空气管路（图4-4-3） 空压机1工作时，经件3、4分别可向3个主空气瓶5中 充入2.95Mpa的压缩空气。当5中的空气达到所需压力时， 控制箱2可使1自停。也可利用主机6的第一缸充气阀经单 向阀7对5进行充气。5中空气可经减压阀9向气笛杂用空气 瓶10及操纵空气瓶11供入0.98Mpa的空气。瓶10可经缓冲 气瓶12供13鸣笛或供气阀开关用。瓶10中的空气经14再次 减压至0.20.4MPa，可供压力水柜及机舱杂用。 2、某远洋货船的压缩空气管路（图4-4-4） 该管

35、路的主要特点是：主机15除用压缩空气进行启动 外，并用压缩空气操作凸轮轴换向。柴油发电机11和应急 消防泵12的柴油机也用空气起动。为确保船舶在失电情况 下不致断绝压缩空气，设有初始起动空压机9（可手动） 。,图4-4-3（代） 某长江货船压缩空气管路图,一、功用及型式 排气管的功用是将主、辅柴油机及辅锅炉的废气排到机舱外的大气中去，使机舱保持良好的环境。此外，还要考虑降低排气噪声、余热利用和满足特殊需要（熄灭废气中的火星）。 柴油机的排气形式有水上排气和水下排气两种。水下排气用在军用船上较多。 柴油机的排气是由各气缸排出汇集于排气总管，然后经过废气涡轮增压器、补偿装置、废气锅炉或消声器排入大

36、气。 排气管路大致有以下几种形式： （1）柴油机的废气直接由排气管经消声器排至大气。这种形式用于没有废气锅炉的中、小型柴油机。,4-5 排气管路,（2）在消声器和柴油机集气管之间装设热膨胀补偿器，补偿排气管路因受热而引起的管子变形。 （3）管路上装有废气锅炉，柴油机的废气经膨胀接头、废气锅炉排至大气。锅炉设置旁通管路，有换向阀控制废气的流向，以便在清洗锅炉或不需要蒸汽时将废气导入大气。旁通管路上装有消声器。 （4）对上述（3）的形式，旁通管路不装消声器。这种形式广泛用于大、中型船舶主柴油机。 （5）对上述（3）的形式，用废气燃油混合式锅炉替代废气锅炉，利用废气调节阀控制锅炉蒸汽产量。 以上各种

37、形式的排气管路均通过烟囱向上排出废气。对某些不设机舱棚的船舶，也可沿船尾或朝左、右舷排出废气。,图4-5-0(补充图1) 排气管系形式,图4-5-0(补充图2) 排气管系形式,二、 对排气管路的要求 1、为利于废气排出，排气管一般应向上导出，力求管路短而少弯头。若排气管必须在水线上或水线以下穿过船旁板或尾部导出时，应在排出端设止回阀等安全设备，以防舷外水倒灌。在运载易燃，易爆危险货物时，排气管不得通过船旁板导出。 2、排气管与配电板、燃油舱柜和燃油管应保持一定距离，以免引起火灾。 3、排气管和消声器要装设冷却水套或包扎绝热材料，表面温度不得超过60。C，以免烧伤管理人员。 4、每台主机应有单独

38、的排气管和消声器。辅机可以几台合用1跟排气管，但要在发动机附近联结，并应装有把每台发动机的排气管与总管隔离的设备。除废气锅炉外，锅炉烟道不得与柴油机排气管相通,5、装运易燃或易爆货物（如棉花、麻、火柴等）的货船及拖船，排气管必须装设灭火星设备（如用湿式消声器）。油船和专运石油产品的运输船和拖曳油驳的拖船，发动机排气管的灭火装置应采用饱和蒸汽或喷水设备，以免火星与油气接触，引起火灾。 三、主要设备和附件的选型 1、废气锅炉 为了提高动力装置的经济性，常对柴油机排气废热加以利用，最广泛采用的是废气锅炉。利用废气锅炉产生蒸汽或热水，供应船舶日常生活和加热设备的需要；或者废气锅炉产生蒸汽，驱动汽轮机发

39、电。,废气锅炉按工作方式可分为单纯利用柴油机排气来产生蒸汽（或热水）和既利用柴油机排气又燃烧燃油来产生蒸汽的两种。废气锅炉按结构形式可分为火管锅炉和水管锅炉两类。火管锅炉按加热面的组成又可分为立式、卧式和立式火管-水管锅炉。水管锅炉又可分为自然循环和强制循环两种。 不同型式的废气锅炉和废气燃油混合式锅炉都有各自的特色，在选型时，要根据船舶的类型和要求，根据蒸汽压力、温度和蒸汽产量结合各种锅炉的特色进行。 从安全可靠观点，柴油机船舶所用的锅炉蒸汽参数都不高，各类型式的锅炉都较易满足可靠性的要求。通常压力较高时宜采用水管锅炉，蒸汽压力较低时选用烟管锅炉。,烟管锅炉与水管锅炉相比、重量、尺寸大，单位受热面蒸汽产量低，但对水质要求不高，蓄水量大，特别烟道阻力较小，故在船上广泛采用。强制循环废气锅炉设备较复杂，维护保养要求较高，而