大型船舶动力装置原理与系统设计

2015年7月24日星期五
4
典型的柴油機動力裝置能量轉換系統
重 油 餘 熱 熱能 機械能
燃油加熱 滑油加熱 制淡裝置 艙室取暖 廚房加熱 駁動輔機 電能 船舶照明 船舶通訊 機艙自動化
5
柴油
2015年7月24日星期五
船舶動力裝置設計的特點和主要要求
2015年7月24日星期五
6
設計的特點

須符合船舶的特殊使用條件——船用條件，包括環境條件、 空間條件。
15
2015年7月24日星期五
汽輪機推進動力裝置
1—鍋爐 2—過熱器 3—主蒸汽管路 4—高壓汽輪機 5—低壓汽輪機 6—減速齒輪 7—螺旋槳 8—冷凝器 9—冷卻水迴圈泵 10—凝水泵 11—給水泵 12—給水預熱器
2015年7月24日星期五
16
汽輪機推進動力裝置的特點


優點:
a. 單 機 功 率 大 , 可 達 7.5×104kW以上 ；
7 鬚根據市場經濟的特點，對設備的選用和配套應在目標成 2015年7月24日星期五




原則要求

1. 營運經濟性 2. 可靠性 (冗餘度) 3．操縱性(操縱簡單,管理方便) 4．可維性(設備的結構形式\系統與管路的佈置 應使維修方便簡捷) 5．建造經濟性 6．重量、尺寸指標 7．振動、雜訊指標



船舶動力裝置的基本類型及特點
2015年7月24日星期五
12
基本類型
源自文库
柴油機推進動力裝置 汽輪機推進動力裝置 燃氣輪機推進動力裝置 核動力推進動力裝置 聯合動力推進動力裝置
052級驅逐艦“青島”號
053H3級導彈護衛艦
０９３型攻擊核動力潛艇
2015年7月24日星期五
13
柴油機推進動力裝置的特點

優點: A. 有較高的經濟性，耗油率 比蒸汽、燃氣動力裝置低得多；

缺點: A. 柴油機尺寸和重量按功率比例 增長快； B. 柴油機工作中的雜訊、振動較 大；

B. 重量輕 ( 單位重量的指標 小 )；
C. 具有良好的機動性，操作 簡單，啟動方便，正倒車迅速； D. 功率範圍廣。



C. 中、高速柴油機的運動部件磨 損較厲害；
2015年7月24日星期五 9
船舶動力裝置設計的主要內容
2015年7月24日星期五
10
主要內容


(1)主推進系統設計。包括主機選型、主機及齒輪箱配套、 主機及齒輪箱和調距槳配套等； (2)軸系設計； ·
(3)電站設計(主電站及應急電站)； (4)熱源系統設計(蒸汽、熱媒油等)； (5)動力系統設計(燃油、滑油、冷卻水、壓縮空氣、進排 氣、加熱蒸汽或熱媒油等系統)和輔助設備選擇； (6)船舶系統設計(疏排水系統，注入、測量、空氣系統， 供水系統，艙底水系統，壓載水系統，消防系統等，以及 油船、液化氣船和化學品船的專用系統)； (7)自動控制、監測、報警系統設計； (8)防汙染系統設計(機艙防油污系統、油船防油污系統、 生活污水防汙染系統及防止有毒液體物質污染系統等)； 11 (9) 2015機艙通風系統設計。 年7月24日星期五
動力裝置原理與設計
主要內容

船船動力裝置概論 推進裝置設計 船舶後傳動設備 船舶管路系統

船舶動力裝置設計
2015年7月24日星期五
2
第1章 船舶動力裝置概論

船舶動力裝置的含義及組成
船舶動力裝置的類型及特點
船舶動力裝置的基本特性指標

對船舶動力裝置的要求
2015年7月24日星期五

須設計成具有必要的目標任務條件和合適的保障條件，包 括營運條件、作業條件、研究條件及工作條件、生活條件 和生存條件。
須全面綜合地進行設計、進行通盤考慮，包括動力裝置與 總體性能、動力裝置與其他專業、動力裝置內部各子系統 之間的綜合平衡和匹配，以實現預定的技術經濟指標。 須全面掌握動力裝置所覆蓋的各技術領域，如船舶推進技 術、熱能轉換技術、電氣技術、安全技術、消防技術、防 汙染技術、冷藏技術、通風和空調技術、仿真技術以及人 員生活、生存技術等。 受控於國際公約、規則、船級社規範、船旗國法規等要求 和約束。
D. 柴油機低速穩定性差；


E. 柴油機的超載能力相當差。
2015年7月24日星期五
14
我國船舶大功率柴油機現狀

船用低速柴油機技術 大功率低速柴油機的機型大都是二衝程、單氣門直流
掃氣、定壓增壓、長行程、高壓縮比的十字頭式機。 當前,低速二衝程柴油機的平均有效壓力為1.90~1.95MPa, 最 高 燃 燒 壓 力 15~15.5MPa, 燃 油 消 耗 率 165~171g/kWh, 單 缸 功 率 達 到 6950kW,大修期達28000h以上。

缺點: a. 總重量大，尺寸大； b. 燃油消耗率高； c. 機動性差,啟動前準備時 間 約 為 30~35min ， 緊 急 須 15~20min 。
3
船舶動力裝置的含義及組成
含 義 船舶電站 輔助鍋爐裝置
保證船舶正常航行、作業、停泊以及船員、 旅客正常工作和生活所必需的機械設備的綜 合體。
組 成 ： 推進裝置 輔助裝置 機艙自動化 船舶系統 錨泊機械 操舵機械 起重機械 主發動機 推進器 傳動設備
動力管系 船舶管系
甲板機械
Tips:船舶動力裝置是一個複雜的能量綜合體
8

2015年7月24日星期五
具體要求




符合任務書或規格書或合同文本對動力裝置的要求。 符合船舶總體性能對動力裝置的要求。 符合該船所入船級的船級社規範的要求。 符合該船登記國(船旗國)的有關法規。如掛中國旗，應 符合“船舶和海上設施法定檢驗規範”， 符合該船受控的國際公約、規則的要求 (Solas 公約、 MARPOL公約)。 符合該船營運中所涉水域或港口的有關規定（如進入美 國水域或專屬經濟區則應符合美國海岸警衛隊USCG的規 則；巴拿馬運河規則等）。 符合設備廠規定或推薦的系統設計要求，或與其協調， 以最終滿足具體船舶的要求

船用中速柴油機技術 國外大功率中速柴油機絕大部分是四衝程機。缸徑為160~640mm,轉速 375~1150r/min。平均有效壓力為2.4~3.0MPa,最高燃燒壓力16~21MPa, 最高噴油壓力160~180MPa,燃油消耗率170~180g/kWh,單缸功率2010kW, 大修期為18000~24000h。