第三章船舶管路系统的原理设计

五、柴油机排气管路布置
（一）布置形式
自由补偿型。
柴油机的废气直接由排气管，经消声器排出。管路的热膨 胀由管路的弯曲来自动补偿。这种形式，其适用范围为没有 废气锅炉的小型船舶。
补偿器型。 装有热膨胀补偿器排气管路的布置形式。它不仅广泛应用 于辅柴油机的排气管路，而且对于没有废气锅炉的主柴油机排 气管也是常见的布置形式。
大的管路。对于大、中型船舶，海水总管连通左、右海水门和 高位海水门，并将舷外水引进管内，供给各需用机械。其布置 形式均为横跨机舱。为保证船舶在横倾3°～5°的情况下，海水 泵的吸水性能不受影响，同时还应考虑避免管内沉积泥砂，故 海水总管应按舱底设置的自然高进行水平布置，不能有局部低 凹或凸起。且净空间高H大于所通过管路最大管径的法兰外径 。
1、水灭火系统的管路布置 水灭火系统是用来扑灭机舱、干货舱以及居住和公用舱室的
一般火灾。此外，还可用作冲洗甲板、舱室及锚链，可作舱底 水吸射泵的动力源。
（1）水灭火系统管路布置形式。布置形式有总管环节布置、线 形布置和混合布置。
环节布置是将消防总管布置成环形，当管路在任一舷发生故障 时，水源能从另一舷通过，并达到所需要的场所。一般都是以 左、右通道处布置总管，在横通道适当场所布置横跨接管，分 隔阀则设在显而易见的部位。
燃油系统设置吸入口的处所一般为双层底油舱、沉淀油舱 （柜）。不同用途舱柜的吸口布置有其相应的要求：
1、双层底油舱大多底部为曲面，因此，吸口应布置在最深部 位，这有利于扫舱、清洁。
2、沉淀油柜的作用是沉淀燃油中的水和杂质，然后再运至 储存油柜或直接驳进日用油柜。若吸口太低，吸出的首先将是 沉淀物，失去沉淀意义；若吸口较高，清除沉淀物又会出现困 难。故燃油的驳运、输送、净化管路在沉淀油柜中，一般都设 高、低位吸口，其中高位吸口一般比低位吸口高出400～ 1000mm。
（二）淡水冷却管路的布置
淡水冷却系统一般有两种布置方式。一种是由柴油机→淡水 冷却器→淡水泵→柴油机的布置，这种方式能保证进入气缸套 的冷却水保持较高压力，使冷却水不易发生汽化现象。另一种 是由柴油机→淡水泵→淡水冷却器→柴油机的布置。它可保证 淡水在淡水冷却器中有较高压力（高于海水压力），万一冷却 器管子有渗漏，海水不易渗入而污染淡水。
（三）冷却水管路的阀件布置
根据柴油机的功率大小及其冷却水系统配置情况，阀件的布 置通常有分散和按单元集中两种布置形式。为使系统具有良好的 操纵性，一般都选择按单元集中布置的形式。
四、压缩空气系统管路布置
（一）布置形式
船舶动力装置各机械设备及其它设施对压缩空气的压力参数要求 不同。目前广泛采用的是集中供气形式。压缩空气系统从满足系 统最高压力参数出发来设置压气机和空气瓶，对压力要求较低的 供气处所则通过减压方式来逐级满足。
不利于抽吸的起伏管路 b. 舱底水喷射器的设置位置，应以出水端的排水阻力最小为佳。 倘条件允许，喷射器出口可与舱底阀成一线。当这一要求不能 实现时，则喷射器出口至舷阀的管路弯曲形状应尽量简单，使 排水阻力减至最低，从而增强喷射器的抽吸性能。
c.舱底水管系的每个吸入端，如具有污水井时，则应在该处设 置可拆接头，便于对吸入滤网或止回除污器进行维修。
（二）布置要求
压缩空气管路应处于明显位置，不宜夹杂在其他管路中，更 不能置于管束上方。一般主、辅柴油机的启动空气管路，均应布 置在空间管路的低位置，尽量少设可拆接头。压缩空气管路的阀 件，应布置在机械及其附属装置就近处，且易于接近、方便操作 的部位。其中截止止回阀必须以阀盘水平正装为好。每一压力分 级的减压阀，均应设截止阀及旁通管，并在减压阀后就近处设置 安全阀和压力表。
水灭火管路的吸入管几乎都敷设在花钢板以下部位；消防泵 出口压力水总管，在花钢板以下部位应作尽可能短的过渡，及 时沿舱壁、支柱或舷侧引出，然后按机舱层次逐一分出支管， 最后从机舱上层舱壁引出，与甲板水灭火总管会合。如机舱布 置在中部，则要求消防总管设有截止阀，使首、尾消防总管能 分别供水或同时供水。
（2）舱底或底板向两舷升高小于5°时，在两舷各设一只吸口， 在中纵剖面处设有两只吸口 。
（3）机舱舱底水吸入口布置除应符合上述要求外，还应将吸口 直接接在舱底泵吸入端；对艉机型船舶在机舱的前端设置两个 吸口，艉端也应设有吸口。
艉机 型机 舱吸 口布 置
（4）当船尖舱未装舱底水总管时，可采用手摇泵有效排水， 但吸口高度不应大于7m。
旁通型。 大、中型船舶一般都设有废气锅炉。这种类 型的排气管路大都是先经废气锅炉再排至大 气，或经旁通管路直接排至大气
串联型。装有废气、燃油混合式锅炉，并利用废气调节 阀控制锅炉蒸汽产量的串联式排气管路布置形 式。
自由补偿型。
旁通型。
旁通型。
串联型。
（二）管路布置要求
排气管路布置要着重考虑柴油机排气背压、管路在热态工况 下的膨胀和管路自身的负荷等问题。
（一）舱底水系统的管路布置 舱底水系统是保船系统中重要组成部分。它应保证船舶在正浮或 向任何一舷倾斜不超过5°时皆能排干舱内积水，同时还不使舷外 水或任何水舱（柜）中的水经该系统流入舱内；保证在船体破损 时，及时抽除涌入的海水。根据这一特点，对系统的布置有以下 要求：
1、管路在布置时，应考虑使该系统具有最大的生命力。 2、为能将舱底水排净，各吸入管的吸入口皆布置在每个舱底的 最低处。 （1）舱底或内底板向两舷升高大于或等于5°时，在中剖面处应 设置两只吸口。
为避免滑油回进循环油舱时引起泡沫飞溅而夹带空气， 故回油管管端应布置在循环油舱的最低工作液位以下，并 与油泵吸油管口间设置隔离板。
（三）压力管路的布置
在滑油循环泵出口滑油滤器间的管段，为压力波动 区域，且越靠近泵排出口的压力波动越剧烈。如在齿 轮油泵出口管上，最大振幅处的压力可达到油泵平均 压力的三倍以上。离油泵越远，振幅就越小，一直到 滤器以后压力才趋于稳定。因此，在布置滑油循环泵 排出口至滤器的管路时，管子弯曲形状应尽量简单且 弯头越少越好。弯头设置过多，尤其是小于或等于 90°的成形弯头，不仅增加管内流体阻力，还能导致 管路振动。
三、冷却水系统管路布置
冷却水系统的作用在于间接或直接带走机 械做功时产生的热量。冷却水系统的管路 布置应根据冷却方式，以最合理、最有效 的热交换接管方式达到最佳冷却效果。
（一）海水冷却管路的布置 海水冷却系统为开式冷却系统，其管路一般可分为海水吸 入与压力管路两个部分
1、海水总管的布置 海水总管为吸入部分的主要管路，它是整个系统中口径最
二、滑油系统管路的布置
（一）吸入管路布置原则
吸入管路的长度应尽可能布置得短些；吸入管在进入循环 油舱时，其吸入口应与回油口成相反方向且有足够距离，以 免吸入污油；吸入口距油舱底部不小于100mm；若吸入管末 端设置滤网或止回装置时，则应考虑不进入油舱而能对它进 行清洁或排除故障的要求。
（二）回油管路的布置
（二）压载水系统管路的布置 压载水系统的功能特性是：既要将水灌入各压载水舱，又要
通过同一管路、同一水泵将水从水舱中排出。
1、压载水系统的水泵管路，必须直接从海水总管引出。在任一 管路的中间不能有止回装置。
2、现代船舶（大型）大都设有管隧，压载水管路均可通过管 隧进入压载水舱。倘因船舶类型、吨位等原因没有专设管隧时， 压载水管路均应设在双层底内，但不得布置在油舱内。若不能 避免时，则应加厚管壁，中间不得有可拆接头。
第三章 船舶管路系统的原理设计
*动力系统管路布置
一、燃油系统管路的布置
燃油管在布置时，应特别考虑到安全工作，同时要顾及管路 附件、阀件的布置、操作和养护的方便。
燃油管路在布置时，一般都应尽可能远离电气设备及高温装 置（如排气管、消音器、辅助锅炉）。若管路在这些装置的上 方敷设，既使有足够的距离，管路也不应设有可拆接头。
分组布置：将船舶分成几个舱段，如分为艏、艉两组， 分别进行集中控制舱底水。
4、舱底水管路布置的工艺要求： a.根据舱底管系的工作特点及布置要求，如在机舱花钢板以下 时，则应布置在最下面，并尽量保持管路的平直，不允许有过 大的高低起伏。如图所示。低凹处易积聚污物。隆起处则易形 成气囊，影响抽吸效果。
不管是采用哪一种形式，在布置时，都应注意处理下列问题：
1、应尽量采用逆向循环的热交换。
2、为保证有害于系统性能的闭式循环管路内的气体能自由逸出， 透气管路应从最高点引出。
3、淡水在管路循环时，温度较高，在淡水泵吸入口容易产生汽 化现象。因此，为了使淡水泵吸入口维持一定的压力，防止产生 汽化，以保证水泵的正常工作，膨胀水箱都应布置在柴油机上方， 距水泵吸口高度应不小于3m。膨胀水箱的补充水管从底部引出， 其终端接管应选择在靠近水泵吸口的管段上。
由于排气管路的管径较大，再加上管子外壁的隔热材料及 金属护皮，因此，管子重量很大。所以，用于排气管路的固定 支架必须要有足够的结构强度，并须考虑支架的型式。
* 船舶系统的管路布置
船舶系统主要包括舱底水系统、压载水系 统、灭火系统、日用供水系统、泄漏水系 统、日用蒸汽和制冷系统、空调系统 ，全 船、水舱的空气、溢流和测深管路等。
海水总管布置 (a)不正确曲形的海水总管 (b)正确曲形的海水总管
2、主海水管路布置 海水管路布置时，不能全部直线布置，必须有水平的曲线，
以防热胀冷缩和船体的变形。主海水管路的主要供水对象为柴 油机的空气冷却器、滑油冷却器和淡水冷却器，还附带制淡装 置。根据主海水冷却系统原理和冷却器的形式，正确选择主海 水管路的进、出口是很重要。
燃油系统的阀件及旋塞在管路布置时，一般均考虑布置在花钢 板以上，并尽可能考虑操作方便。阀件应严格按管路流向布置 。
此外，凡布置在双层底以上的贮油舱柜、沉淀舱和日用燃 油柜的供油及平衡管路，阀件均应直接布置在舱柜壁上，并采 用铸钢件。
燃油滤器是需要经常打开清洁的装置，因此，除按规定必 须在其下面设油盘外，还应将其布置在不妨碍拆装的适当位置 上。