(最新)海洋工程设计基础知识(机械)讲义课件

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主要机械设备类别（按类型）
1、热工机械 2、换热器
3、流体机械
4、储存装置 5、物料搬运设备
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热工机械
1、工业锅炉
1）管式加热炉
2）电加热炉（器）
2、热力发动机
1)内燃机
2）透平
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工业锅炉
工业锅炉指用于生产工业用汽、采暖和生活供热的热工设备。
1、管式加热炉
管式加热炉常用于需要换热大的场合。常用的管式加热炉有：间接火 焰加热炉和直接火焰加热炉。在管式加热炉中，辐射换热是主要的换 热方式，起到决定作用。 常用的间接火焰加热炉是通过火管加热中间热介质，然后通过中间热 介质加热盘管中的工艺流体。对于中间热介质，其性质在大气中必须 稳定，而且要求在工艺要求的最大温度范围内必须稳定存在。常用的 热介质有：水、甘醇、热油或可溶性盐等。对于热介质的选择主要决 定于生产工艺所要求的温度的高低。间接火焰加热炉给我们提供了一 个安全的、可靠的和方便的操作环境。在间接火焰加热炉中，主要用 到了辐射和对流的传热方式。
耗及降低生产成本中显示了其重要性，在实际生产中充分利用了 生产过程中的能量，从而达到节能降耗的目的。
根据不同的工艺要求，换热器的种类千差万别，按其用途分，有
加热器、冷却器、冷凝器、再沸器等；按冷热流体的接触方式区 分，可分为间壁式、直接混合式及蓄热式三种。间壁式换热器在 天然气生产中应用得最广泛。
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泵与泵装置
• 泵的特性包括特性曲线形状、性能 稳定性、自吸能力、起动与调节、 介质粘度适用范围等。用户对泵最 基本的要求是一定的流量和必须达 到的扬程（对于容积式泵是必须达 到的压力）。此外还有其它使用要 求，如泵的气蚀余量、抽送介质性 质、工作温度、工作压力、安装条 件等。
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压缩机
• 压缩机就是利用原动机的机械能将 气体压力提高的机械。 • 压缩机按照结构上来讲分为透平式 压缩机（离心式压缩机和轴流式压 缩机）、容积式压缩机（往复式和 回转式（螺杆式、滑片式、罗茨 式）。 • 透平式压缩机主要由定子和转子两 部分组成。机械能就是通过转子的
• 原油处理系统机械设备 • 天然气处理系统机械设备 • 水处理设备 • 闭排系统设备 • 开排系统
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海上油气田生产辅助系统 •机械设备（公用设备） 动力电站设备
• • • • • • • • 仪表气和公用气设备 柴油系统设备 海水提升和供给设备 淡水系统设备 供热设备 起重设备 生活污水处理设备 安全设备
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间接火焰加热炉结构简图
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电加热炉（器）
2、 电加热炉（器）
电加热炉（器）是将换热器或加热炉中的加热元件换成电 加热元件。电加热炉可分为管壳式和蓄热式等。电加热炉具 有结构紧凑，控制简单，便于操作等特点。电加热炉是依靠 改变输入加热元件的电功率来调节加热炉的加热量，具有加 热迅速和控制简单等特点。
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热力发动机
将热能转变为机械能的发动机称为热力发动机。热力发动机包括内 燃机和透平机。
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内燃机
内燃机是将燃料和空气的混合物在其内部燃烧并放出热能而做功 的原动机，我们常用的是往复活塞式内燃机。内燃机的结构和品种 繁多，用途广泛。按冲程数可分为二冲程和四冲程机，按充量着火 方式分点燃式和压燃式，按照所用燃料又可分为汽油机、柴油机、 气体燃料机和多种燃料内燃机，按照转速分低速机、中速机和高速 机。按照进气方式分非增压和增压及增压中冷机，按照气缸排列分 直列机、V型机等。内燃机是一部复杂机械，它有许多机构和系统 组成，依靠它们之间的有机配合和协调动作完成热功转换，并保证 连续可靠工作。其基本结构有：固定件、曲柄连杆机构、配气机构 和进排气系统、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、 起动系统等。内燃机的主要技术参数包括动力性指标（功率）、经 济性指标（燃料消耗率、机油消耗率）、可靠性和耐久性指标（大 修期）、环境保护指标（排气和噪声）、强化指标、质量和尺寸指 标、起动性能等。
海洋工程设计 基础知识（机械）
械）
• 第一章 海洋工程机械设备简介 • 第一节 海洋工程机械设备特 点 • 第二节 海洋工程机械设备主 要类别（按照设备类型划分） • 第三节 海洋工程机械设备主 要类别（按照系统划分） • 第二章 海洋工程机械专业设计流
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海洋工程机械设备特点
1、海上生产设施应适应恶劣的海况和海洋环境的要求 2、海上生产设施满足安全生产的要求 3、海上生产设施应满足海洋环境保护的要求 4、海上生产设施更紧凑、自动化程度更高 5、能够保证海上生产生活的自持能力
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压缩机图例
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储存装置
• 储存装置根据其所储存的介质是否 带压分为常压容器和压力容器，具 体内容请参考李君华所作的橇块基 础讲座。
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机械设备主要类别（按系统）
• 海上油气集输系统机械设备（工艺 处理设备）
• 海上油气田生产辅助系统机械设备 （公用设备）
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海上油气集输系统机械设 备（工艺处理设备）
的燃料系统向燃烧室喷入燃料，空气和燃料充分混合燃烧， 产生高温、高压的燃气进入透平部分，在这里膨胀做功，驱 动透平转动，透平带动压缩机转子旋转后尚有剩余扭矩输出 带动发电机旋转发电，这就是燃气轮机发电机组的工作原理 。
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透平图例
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换热器
热交换器简称换热器，在油气生产中得到广泛的应用，在节能降
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透平
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成，如
图所示。此外为了保证机组的正常运转，机组还配有必要的 辅助系统，包括：空气系统、启动系统、润滑系统、燃料系 统和控制系统等。下面以SOLAR的CENTAUR TYPE H型机组为 例进行介绍。
外界空气进入压气机压缩，压力升高后进入燃烧室，专门
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流体机械
• 1、泵与泵装置 • 2、压缩机
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泵与泵装置
• 输送液体或使液体增压的机械通称泵。 泵将原动机的机械能或其它外部能量输 送给液体，使液体能量增加。泵按照工 作原理可分为动力式泵（离心泵、混流 泵、轴流泵和旋涡泵）、容积式泵（往 复泵（活塞泵、柱塞泵、隔膜泵）、回 转泵（齿轮泵、螺杆泵、叶型泵等）、 其它类型泵（射流泵、气体生液泵）。 • 动力式泵是依靠快速旋转的叶轮对液体 的作用力将机械能传给流体，使动力能