项目二__船舶管系原理设计的认知.ppt

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1、船舶管系原理设计的认知,情境一 船舶动力管系原理设计的认知 情境二 船舶管系原理设计的认知,1、能力目标 能正确分析管路系统的工作原理； 能设计简单的单个管路系统； 能看懂管路系统的原理设计图； 协调好各专业之间的关系，对管系进行合理布置。,2、知识目标 了解各管路系统的功用和基本组成； 了解各管路系统的不同布置形式及主要特点； 了解管路系统设计和布置的主要原则； 学会查阅船舶规范和设计手册，对简单的管系进行估算；,活动设计,在专用学习室，利用多媒体手段，先将学生分组，每组给一套船舶的原理设计图，让学生进行分析、讨论，每条管路系统由哪些设备组成，作用是什么？如何来布置的，每个设备是用的什么形式

2、和型号，从而掌握每条管系的组成、作用、布置，再阅读规范，看这条管系设计是否合理，能不能满足要求，再要求学生设计一条内河船舶的管路系统。最后进行成果展示，相互评价。 参考学时 8学时,课题三、船舶管路系统的原理设计,船舶管系是完成某一指定任务的管路系统，即管子及其附件组合、机械设备、器具和检测仪表等的总称。 组成：动力管系和船舶管系。 动力管系：燃油、滑油、冷却、压缩空气、排气管系。 船舶管系：舱底水、压载水、消防、通风、供水、蒸汽、疏排水管系等。,船舶管路系统的原理设计: 是在船舶产品的初步设计完成之后，在初步设计资料的基础上进行的。是在已明确了船舶产品总体性能，如排水量、基本线型、结构尺寸等

3、；动力装置的综合特性，如主机选型及其功率大小、转速、主机布置、机桨配合特性、各种辅机和锅炉等主要设备的选型及其性能等等，然后依据这些资料、参数来进行动力系统和船舶系统诸管系的原理设计。,设计依据：钢质海船入级与建造规范、“国际海上人命安全公约”和“国际海洋防污染公约”等国际公约、规范的规定。 还应遵循下列原则： 系统工作的可靠性； 施工的可行性； 系统使用和维修养护的方便性； 经济性,情境一 船舶动力管系原理设计的认知,一、燃油管系原理 任务： 保证动力装置在燃油方面的需要，向船舶柴油机和锅炉供给足够数量的合乎要求的燃油，以使动力装置正常运行。 职能： 贮藏、注入、调驳及驳运、净化、供给、测量

4、、加热。 组成： 注入驳运管系、净化管系、供给管系。,具体职能,注入 在燃油系统中设置注入管路，以满足从码头、港口或基地及其他燃油运载船舶向该船注入燃油到贮存舱柜。（如图31，燃油自船舶主甲板两舷所设的注入头1或2，经注入管4和阀5至阀箱6，再经注入管7注入各燃油舱。）注入头应设在便于加油的地方，并要加盖，以防水和杂质进入油舱。注入管路的口径和设置根据船舶续航力等要求而确定的燃油装载量来设计计算。（注入管路也兼作排油至舷外的管路。在船舷允许吸高的条件下，可借助自身设置的燃油驳运泵强行注入各舱）,图3-1 燃油的注入和调驳 1左舷注入阀；2右舷注入阀；3连通管；4注入管；5截止阀；6双排六路调拨

5、阀；7通至各油舱的吸排管；8泵的吸入管；9驳运泵；10泵的输出管；11驳运管；12截止阀；13截止阀,贮藏 将船外装入的燃油存放在具有足够大容积的油舱内，使贮存的燃油能满足最大续航力的要求。油舱容积一般依据各燃油设备的耗油量和船舶续航力等经计算而得。大多数船舶其燃油舱是利用双层底舱和左右舷的深舱来贮藏的。,调拨及驳运 燃油系统能将各油舱柜中的燃油互相调拔，也能因船舶本身平衡而须将前后或左右的油舱中的燃油互相调拔，还能将本船的燃油调拔到其它船舶或码头上。图3-1中，打开阀12和13，关闭阀5，打开阀箱6相应的进、出油阀，启动驳运泵9，即可进行相应的两个油舱之间的调拨。关闭阀13，打开阀12及阀箱

6、6的某一出油阀，启动泵9，便可将该油舱的油经管10注入某一油柜。,净化： 将燃油中的水分、杂质分离出去，使燃油能满足柴油机的燃烧条件，再将净化的燃油输送给柴油机，此外还能保持燃油的连续不断。净化方式有：沉淀、过滤、离心分离。 供给： 将存放于日用油柜经净化后质量合格的燃油源源不断地供给主机、发电机和辅锅炉，并根据不同的运行状态下所须油量的不同而设置回油管路和装置。,测量： 为能保证源源不断地供给发动机用油的需要，对于贮存在舱柜中的燃油量须经常不断测量和指示。一般油舱柜中的油量可用液位指示器来指示油量的多少，双层底的油舱用测深尺通过所设置的测量管来测量，也有通过流量计、自动测量装置等来测量油舱中

7、贮存量的多少。,加热： 不同的船舶，使用不同的燃油，因油的品质不同，其流动性、粘度也不相同，给油泵的输送、分油机的分离及柴油机的雾化喷射带来极大的困难。为保证燃油有良好的流动性。在燃油的贮存舱柜和管路上、分油机、过滤器、输送泵、供给泵及发动机的喷油器前，均须加热燃油，并使之保温，通常在油舱柜中设置加热器，在输送管路上设置伴行加热管，喷油前设雾化加热器。,工作原理,图 3-2 燃油系统原理图 1注入头；2贮存舱；3过滤器；4驳运泵；5输油泵；6日用油柜；7过滤器；8主机；9加热管；10分油机,速闭阀：在正常工作时，阀杆1与滑板2由钩子3抬起使阀开启。当紧急关闭时，从机舱外操纵钢丝绳，从而拔动钩子

8、3，使钩子与滑板脱开，滑板与阀杆在弹簧4的作用下迅速下落，关闭油路，在钩子不动的情况下，还可以在机舱中转动手轮5进行开启和关闭此阀,原理设计,燃油管系的设计主要依据其动力装置的技术指标、燃油品种和需用量，同时考虑动力装置的工作可靠性、使用经济性、安装的可行性及管系配置的合理性来进行设计。 燃油的注入、驳运管路： 满足燃油的注入、贮藏、调驳、排泄、卸放、保温等要求。 燃油净化管路：,图33 驳运及净化管路 1燃油阀箱；2柴油阀箱；3柴油输送泵4燃料油输送泵；5燃料油舱；6燃料油日用油柜；7燃油沉淀柜；8柴油沉淀柜；9柴油日用油柜；10锅炉燃油柜；11污油柜；12焚烧炉柴油柜；13燃油分油机；14

9、柴油分油机15燃油泄放柜；16油渣柜,燃油供给管路 对主机的燃油供给和对辅机和锅炉的燃油供给满足原理设计中的规定和要求。如图3-4。,图34 供油管路 8燃油日用油柜；9柴油日用油柜；10锅炉燃油柜；11污油柜；12焚烧炉柴油柜；17滤器；18集油桶；19燃油供给泵；20柴油加热器；21燃油滤器；22粘度表；23主机；24混合器；25混合油柜；26混合油加热器；27柴油发电机；28机带喷油器冷却油泵；29燃油锅炉；30点火装置；31焚烧炉；32油柜；33滤器；,回油集合筒,1）主机高压喷油泵高温回油进入回油集合筒，而不进入日用油柜，这样不会因日用油柜散热太多而使机舱温度提高；2）在进出港或机支

10、操作时，燃料油和柴油要相互切换，切换时由于柴油和燃料油温度相差悬殊，为适应主机高压喷油泵工作，必须要有一段混用过程，以逐步替换燃油品种，在回油集合筒中可进行柴油和燃油的混用。3）在回油集合筒上设有透气管，它可以保证回油经过时不断地排除燃油中的气体。,燃油管系的要求,一般要求 （1）燃料 主推进机械及发电机原动机或锅炉用的燃油其闪点一般应不低于60，应急发电机组的原动机所用燃油的闪点应不低于43。 对于有限航区的船舶如有专门的措施，其燃油的储藏或使用处所的环境温度能限制在低于该燃油闪点10以下范围内时，可允许使用闪点低于60，但不低于43的燃油。可允许货船使用闪点低于43的燃油，但这种燃料不应储

11、存在任何机器处所内，且整套装置的布置应经船级社特别认可。,（2）在不构成船体结构部分的油柜、燃油泵、过滤器、锅炉燃烧器以及需经常打开进行清洁和调整的燃油装置下面，均应设置油盘。油盘内的残油应泄至专设的污油柜内，如污油柜设于船体双层底结构内，则其泄油管上应装设截止阀。 （3）燃油舱柜人孔门及燃油管路法兰接头的垫片，应采用耐油耐热的材料制成。 （4）凡所用燃油必须经分油机分离的船舶，应设有主用及备用燃油分离设备和加热设备。 （5）设有锅炉燃烧装置、燃油沉淀柜和日用油柜的处所，应有良好的通风，并易于出入。,（6）所有独立驱动的燃油驳运泵、锅炉燃油泵、柴油机燃油供给泵及分油机的动力源，除能就地切断外，

12、尚应能在其所在舱室外面、易于到达的地点进行应急切断。 （7）燃烧重柴油的柴油机燃烧系统，应有能立即换用轻柴油的切换设施。 （8）推进和重要系统所必需的每一种燃油应配备两个日用燃油柜或等效布置，每一油柜容量，对无限航区至少能供推进装置于最大持续功率和发电机组于正常工作负荷情况下8h 的运行耗量；对有限航区可根据不同情况予以减少但不少于6h。,燃油泵及滤器,当主柴油机设有燃油供给泵时应设有一台在主机输出最大持续功率时，有足够容量的主供给泵和一台能使船舶正常航行的足够容量的备用泵。备用泵应为独立动力驱动并能供立即使用。当装有二台或多台主机并各设有供给泵时，则可仅设一台能供立即使用的备用泵或备有一台便

13、于安装和连接的完整的备品泵。 当设有喷油器冷却泵时，其备用泵的配备应符合（1）的规定。 柴油机燃油供油管路上应安装燃油过滤器。对主机和安装在辅柴油机供油总管上的过滤器，其布置应做到当对过滤器进行清洗时，能保证不中断向柴油机供应过滤燃油。,以在不中断向发动机供油时可清洗为目的，且并联安装的燃油过滤器，如双联滤器的布置，还应使在压力下因误操作而打开滤器的可能性降至最小。滤器、滤器腔应有适当的措施以在投入运用时透气，在打开之前释放压力。为此应该采用有泄放至安全地点的泄放管路的阀或旋塞。 （5）当设有动力泵驳运燃油时，则应设有一台备用泵。若有合适的泵接入该系统，则可作为备用泵。 （6）对于工作时有可能

14、使压力超过其系统设计压力的所有泵，均应装设安全阀。安全阀排出的油应流回至泵的吸入端，并能有效地将泵的排出压力限制在系统的设计压力之内。 （7）泵与吸入管以及排出管之间应设有阀或旋塞以便将泵与管路切断，并打开进行维修。,燃油管路,燃油管路应与其他管路隔离。不许油进入结构上不宜装油的舱柜，或进入用于装载淡水的舱柜燃油管路。如确需与压载管系连接时，则管路间应设置盲通两用法兰或其他可靠的隔离装置。 从双层底舱抽吸的每根吸油管，均应装设阀或旋塞。 燃油装置的阀和旋塞，应能在花钢板以上易于到达的地点进行操纵。 燃油压力管应尽可能远离热表面和电气设备。如不能做到时，则该管子应位于良好照明和易于观察之处，且其

15、任何可拆卸的管子接头应与热表面和电气设备保持一段安全的距离，或用带有适当泄放装置的设施将该接头予以遮蔽。,向锅炉输送热燃油的压力管，应为具有法兰接头或焊接接头的无缝钢管或其他合适材料的管子。上述管路应安装在有良好照明的部位，且在花钢板以上易于看到的地点，法兰接头的数量应保持最少。法兰应经机加工，其接头垫片应耐油并在油温达150 时不致渗漏，垫片应尽可能减薄。管子及其法兰的尺寸应至少能承受1.37M Pa 的压力。 从锅炉旁的控制阀到燃烧器的短连接管段，可使用结构坚固的锥面螺纹接头。 燃烧器接管可以使用由认可材料制成的软管，但应备有足够数量的带有连接接头的备用。 燃油系统中凡压力超过0.18 M

16、 Pa 的燃油加热部件应尽可能不设置在隐蔽处所，以便于检视。上述部件设置处，应设有足够照明。,每一燃油管如损坏后，会使燃油从设在双层底上方的储油柜、沉淀柜和日用油柜溢出，则应在这些油柜舱壁上或在长度（L）不超过按下式计算的刚性短管上装设阀或旋塞。这些阀或旋塞除能就地关闭外，尚应能在该舱柜所在处所之外易于接近、且安全的地点进行遥控关闭。舱柜容量不大于0.5 m 3者的出口阀门或旋塞，可免设遥控关闭装置。但日用燃油柜除外： L =0.8 D+80 mm (3-1) 式中： L 刚性短管长度mm； D 钢管外径mm。 应急发电机和应急消防泵的燃油阀遥控切断控制，应独立于其他阀的遥控切断控制。 如有深

17、油舱位于轴隧、管隧内或类似处所内的特殊情况，则这些深油舱应装设阀，但在失火时可由在轴隧、管隧或类似处所外的管路上加装的阀进行控制。如这种加装的阀是安装在机器处所则此阀应于该处所外予以操纵。,当深油舱的注入管不是在靠近舱顶处相连接，则在舱柜壁上应装设止回阀或设有如本节（2）所规定的既能就地关闭又能遥控关闭的阀或旋塞。 燃油舱柜不应直接位于锅炉或其他高温热表面的上方。应采取预防措施，防止任何油类在压力下可能从泵滤器或加热器溢出与热表面相接触。 燃油舱柜尽可能成为船体结构的一部分，并尽可能位于A 类机器（见注1）处所之外。除双层底柜外，其他燃油舱柜如必需与A类机器处所相邻，或位于A 类机器处所之内时

18、，至少他们的垂直侧面之一应连续于该机器处所限界面，并最好与双层底柜具有共同的限界面，而与机器处所共同的限界面的面积保持最小。,沉淀舱柜应有放水的设施如果未设沉淀舱柜时则燃油舱或日用油柜应有放水的设施。 燃油舱柜放水用的阀或旋塞应为自闭式的，且应设有收集油柜排出的含油污水的适当舱柜。 400总吨及以上的船舶，其艏尖舱或防撞舱壁之前的舱内不应装载油类。400 总吨以下的所有船舶在合理和可行的范围内应尽量符合上述规定。,滑油系统,滑油系统的组成 滑油泵、滑油冷却器、滑油离心分油机、分油机加热器、污油泵、手摇泵、滑油贮存舱(箱)、循环油箱、污油箱、粗细滤器、管路及附件、仪表等组成,滑油管系的作用,对动

19、力装置的设备（主辅柴油机、增压器、压缩机、轴系及其传动设备等运动部件，供给足够的合乎设备运行要求的，一定压力和温度的润滑油，以使之得到良好的润滑和冷却。,滑油管系的分类,按其功能分：注入输送系统、净化系统、供给系统 根据柴油机结构形式不同可分为：干底壳式和湿底壳式。,循环柜： 1、有利于滑油在润滑过程中产生的油气及气泡的释放， 2、有利于对滑油质量的监察和处理， 3、有利于整个系统的维修和保养， 4、滑油在循环舱中的流动有一定的路线，以及借助循环舱的结构特点，使滑油在舱中流动过程中就能使各种杂质水分作一定程度的净化处理。,滑油循环柜的布置,1）滑油循环柜布置在主机下面的空间； 2）滑油循环柜形

20、状过窄过低，都可能在船舶倾摇或油位降低时由于油泵不能可靠吸油而中断供油，所以滑油循环柜的长度与宽度的比值在12之间； 3）高度应保证油泵吸入口以上的油位在任何时候都不低于200250毫米，以保证即使滑油漏损及船舶倾斜情况下都可靠吸油； 4）它的位置应考虑到滑油能自主机自由流入，而且油泵允许吸入高度不超过规定的数值； 5）滑油循环柜底部形状应该利于排除在油泵吸入管附近积聚油泥的可能性和有利于滑油的被吸出，油泵吸入管的末端就离柜底100毫米； 6）并且油泵吸入管与油柜进油管要处在相反方向的两边，以免将油污吸入油泵内； 7）为避免滑油进入柜内时引起的泡沫飞溅而夹带空气，故进油管管端应伸入最低工作油面

21、以下； 8）并在进油管与油泵吸入管之间设置隔板，以减小油面波动。,图36 1941kW柴油机动力装置滑油系统 1主机；2滑油细滤器；3滑油备用泵（兼输送）； 4滑油离心分油机；5滑油分油加热器；6滑油沉淀油柜；7滑油贮存舱；9手摇泵,工作原理,滑油的注入与储存 一般滑油储存柜和沉淀柜均安置在机舱上部空间，依靠重力作用，流入滑油循环舱。滑油循环舱容量，应能容纳循环于管系中的全部滑油。 对于双机型船舶，每部主机应设一只循环油箱，船体双层底舱可以兼作滑油循环油箱。 所有滑油舱（柜）均应设置透气管，测深管和油位指示计，透气管截面积不应小于注入管的1.25倍。根据气候条件来决定舱（柜）是否应装设加热管。

22、各种滑油应有单独的管路系统。,滑油的驳运 是将污油泵至污滑油舱，经沉淀后，通过分油机分离净化后重新使用或排岸。 滑油的净化 是将滑油进行沉淀、过滤和离心分油。可设置双联磁性滤器、细滤器（旁通）过滤、沉淀、离心分油。 滑油的供油 滑油循环舱滑油滤器滑油泵滑油冷却器柴油机主管滑油循环舱,滑油管系一般要求,布置滑油管路要考虑便于管理，缩短管路，节约传递功率。为此，油泵位置尽量靠近油舱，使管路少走弯路，而对小型船舶的贮油柜则要靠近甲板，以便于注人滑油。一般将贮油箱布置得较高，可借其重力给循环舱（柜）补充滑油。对于增压器的应急润滑，若采用重力润滑时，高位油柜的高度必须设在增压器上方812m处，目的是使它

23、具有一定压力。 主机滑油泵至少应设两台，其中一台为备用泵；至少应有一台为独立驱动泵，泵的能量和管路的布置，应保证一台泵停用时，另一台泵能满足所有主机最大功率工作的需要。小型船船可用手摇泵作为备用泵。,主滑油泵（或称滑油循环泵），须设安全阀，以防管内压力过高，其校正压力为管路工作压力1.1倍。安全阀的排油管，可接至泵的吸入管。若泵本身设有安全措施，管路中就不必再设安全阀。 柴油机冬天冷车（备车）起动时，往往要先给滑油加热，使它具有一定的粘度和流动性，以保证柴油机易于起动，并可避免管路内压力过高而引起故障。 为保证滑油的质量，在管路中应装设粗、细滤器（一般为双滤器）。为除掉滑油中的铁屑，其泵吸入侧

24、的组滤器常为磁性滤器。在滤器前后要装设压力表，管路中还应设低压警报器，以便检测和控制管路中的工作压力。 滑油舱与燃油舱和水舱相邻时，必须设隔离空舱，以保证滑油质量。,滑油选用原则,运转速度： 当运转部件速度较高时，发出热量也多，需要及时带走，以保持运转部件处于湿摩擦工作状态，故要求滑油粘度低些。 环境温度： 温度低时滑油容易失去流动性，这就要求所选用的滑油粘度要低些，相反要高些。 压力： 摩擦偶件单位摩擦面积上所承受的压力越大，选用滑油的粘度就要高些，粘度高的滑油具有凝聚力大，不易挤出，能承受较大负荷等特性。,运动性质： 对于均匀运转或滑动的摩擦部件其工况较优，而在承受变载荷时，常出现半干摩擦

25、，对于半干摩擦的场所则应选用粘度较大的滑油，这样才能保证滑油在运转过程中形成连续的油膜。 摩擦面配合性质和表面粗糙度： 油膜的形成和性质的优劣，与其摩擦偶件的配合间隙大小有关，间隙大者，选用粘度较大的滑油；油膜质量出与摩擦表面粗糙度有关，表面粗糙者，应选用粘度较高的滑油，以便充满其表面，较好地形成油膜。,系统设计实例,图3-7 某船柴油机动力装置滑油管系,图37为2294 kW柴油机动力装置滑油系统。此系统为双机型，主机自带有滑油压力泵和滑油抽吸泵。系统设有备用滑油泵、滑油冷却器、手摇污油泵、循环油箱、贮油舱等。 主机正常工作时，滑油由主机自带的压力泵抽吸循环油柜6的滑油，经双联滤器，滑油冷却

26、器3泵至主机润滑系统，经润滑后流至主机油底壳，再由主机抽吸泵抽出循环油箱6，然后再次循环工作。,冷却系统,冷却系统的功用 船舶柴油机动力装置工作时，有许多机械设备在正常工作中要散发出大量的热量，有摩擦热、作功燃烧热、压缩热等。例如在柴油机中，燃油燃烧时所放出的热量约有2535要从气缸、活塞等部件散出。为保证热部件温度不致过高而影响正常工作，或者不致因热负荷过大而损坏，必须及时而有效地散发这些热量。通常是用一定量的液体连续流经受热部件进行冷却，把这些热量携带至被冷却的机械设备以外。,冷却管路的形式,分类： 开式系统和闭式系统 开式冷却管路： 开式冷却也称单循环冷却系统，是用冷却泵输送舷外水作为冷

27、却工质，直接对主、辅机进行冷却。,工作原理,图38 开式冷却管路原理图 1海底门；2通海阀；3滤器；4海水冷却泵；5温度调节器；6滑油冷却器；7主机；8单向阀,特 点,开式冷却管路设备少、管路简单、维护操作管理方便、水源丰富。不过，有几个问题也很突出。一是冷却水水质差，江、河水中的各种杂质和水面浮油进入冷却空间后，会造成堵塞或附着在冷却表面；海水对金属壁起腐蚀作用并能在冷却空间沉积水垢，以使传热条件变坏，使金属壁过热受损。二是舷外水温度变化大，直接受季节、区域的影响，变化幅度大，不利于进入柴油机冷却。因此，开式冷却只能用于小型柴油机和对冷却水要求不十分严格的各种热交换器、空气压缩机、排气管、尾

28、轴管等的冷却。,闭式冷却管路,闭式冷却是淡水泵吸入淡水对主、辅机进行冷却，舷外水则通过淡水冷却器带走淡水的热量，又称间接冷却。图39为闭式冷却管路原理图。,工作原理,图39 闭式冷却管路原理图 1淡水冷却泵；2膨胀水箱；3主机；4海水冷却泵；5通海阀；6海水门；7滑油冷却器； 8淡水冷却器,工作原理,图中实线所示为淡水管路，虚线所示为舷外水管路。淡水泵1自淡水冷却器8吸入淡水，进入柴油机3冷却高温部件后，又回到淡水冷却器8，进行闭式循环。海水进行开式循环，与图38相似，只是管路中包括了淡水冷却器。,特点,淡水水质好，不会产生堵塞流道和析盐现象，积垢少，利于控制柴油机进、出水温度，需要时还可以关

29、上舷外水暧机，缩短起动时间。但这种管路设备多、管路复杂、维修管理不便。闭式冷却广泛用于大、中型船舶。 闭式冷却管路中的淡水冷却管路，常见的有两种形式，如图3-10。,图310 淡水冷却管路布置型式,图中（a）、（b）为不同的相互的位置布置形式，图中（a）为柴油机淡水冷却器淡水泵柴油机的流通顺序。这种布置形式中，使进入气缸冷却水套的淡水保持较高压力和一定流量，因为缸套的形式和通流截面变化较大，以至较小通道外阻力加大，压力降低，造成局部低压，该低压区常常是位于上部的高温燃烧区，故这部分最易使淡水汽化，而水汽的附着会使散热传热效果变差，从而产生局部过热，影响冷却，严重者会使活塞咬死而破坏；如若水的压

30、力高些，该处就能避免出现这种现象。 图中（b）为柴油机淡水泵淡水冷却器柴油机的流通顺序。这种布置没有（a）的优点，但能保证进入冷却器的持压力较高，如若冷却盘管或接头等有裂漏现象，则由于压力较高可使海水不会进入淡水管路中去，从而减少海水对淡水的污染和对设备腐蚀的可能性。 在实际布置应用较多的是（a）型，因为（b）型中的裂纹漏泄想象是可以通过施工质量改进而予以解决的，而柴油机在缸套等部位的结构则不是能轻易改变而解决上述问题的。,膨胀水箱,闭式冷却管路中设置膨胀水箱，以适应管内淡水随温度变化而产生的体积变化；在柴油机的淡水管最高处接出透气管与膨胀水箱上部相通，让淡水中分离出来的气(汽)体逸入大气；膨

31、胀水箱置于淡水泵吸入口以上一定高度，使吸入管路保持一定的水压，防止产生汽化现象；向管路内补充淡水。,集中式冷却和舷外冷却管路,这两种管路都是闭式冷却方式。 集中式冷却管路的特点是，用一个集中冷却器取代管路中服务于不同冷却对象的各分冷却器，进行淡水和海水的热量交换；循环的淡水先通过各分冷却器吸取热量，后在集中冷却器中将热量传给海水，带出舷外。 舷外冷却管路是把淡水冷却器装在船舶水线以下船壳的外板上，利用舷外水进行自然冷却。,冷却管路的一般要求,冷却系统的设计，一般应与柴油机说明书提供的原理图和要求相符合。 海水冷却管系或循环系统的冷却水泵，应连接不少于二个舷外海水吸口。而海水吸口尽可能分布于两舷

32、，在船舶正常航行情况下，任一台冷却泵或循环泵均可自任一海水吸口吸取海水。海底门应设格栅或孔板，以阻挡大的污泥杂质进入海水管路。 所有用海水冷却的装置均应有防蚀措施。 冷却系统采取单循环或双循环系统，除主机自带的水泵外，根据规范要求，应设置备用水泵，此泵可由其他水泵兼任。,在双循环系统中，为了简化设备及管系，一般可只设江水备用泵。当淡水冷却泵发生故障时，整个系统改为单循环系统(开式冷却系统)。长江大型客货船也有单独设置江水备用冷却水泵和淡水备用冷却水泵。泵的能量和压头可根据主机自带水泵规格选取。 单循环系统中，冷却水进入柴油机的温度不应低于15，而排出温度不应超过5055。在双循环系统中，柴油机

33、淡水排出温度一般不超过80。为了提高进水温度，一般使海水首先进入滑油冷却器，然后再进入柴油机冷却。 双循环冷却系统中，淡水由于漏泄和蒸发而损失，其补充水通过膨胀水箱自动注入。膨胀水箱应高置于主机上方，并尽量靠近泵的吸入端，补充注入管接至淡水泵吸口处。,双循环冷却系统中，经主机冷却后的冷却水，由于水温上升，可能产生汽化以及渗入空气，为此在主机冷却水排出管系最高处，接一支管(管径不大于20mm)，通入膨胀水箱顶端，管内水汽或空气经膨胀水箱的透气管逸出大气中。 在冬季，由于气温较低，为了使主、辅机易于起动，因而在起动前柴油机必须进行预热，一般在冷却水进入柴油机管路端，装有预热支管。在设有热水柜的大中

34、型船舶，接有热水支管进行预热。在小型船舶上，柴油机冷却水进口端装一短管及漏斗，作为灌注热水之用。也有用辅机冷却水供主机预热之用。,船舶到港后，若停泊时间较长，在冬季中，为防止气缸冻裂，应将柴油机冷却水全部放出。故在冷却水管最低处，设放泄阀，以便放尽冷却水。 柴油机之冷却水泵(或备用冷却水泵)，在动力装置设备中若是排量最大者，根据规范要求，必须兼作破舱应急舱底水泵。在泵吸入端装有应急舱底水接管，同时应装有截止止回阀及舱底水吸口。 主机冷却系统除为主机服务外，一般还接有分支管路，通至轴系各轴承，尾轴承及密封装置，减速齿轮箱等冷却之用。各分支管进出口应装截止阀。 冷却水从柴油机排至舷外之排水孔，应布

35、置在船舶满载水线以上，并在舷侧板处装有截止止回阀。船舷排出孔高出满载水线300mm左右。这些孔不得布置在投放救生用具和舷梯的位置。,主、辅机冷却水排出管路上应装有视流器。 淡水冷却器一般接有旁通系统，其冷却水温度由温度调节阀来调节。为了保证系统工作安全，在主机冷却水出口处装有高温报警装置。 海水系统冷却水管一般采用加厚镀锌钢管，淡水系统采用镀锌钢管。,系统设备的计算与选型,冷却水泵的计算与选型： 柴油机说明书中对自带冷却水泵都注明性能规格。不自带冷却设备的柴油机对冷却水泵性能参数均有要求，因此选用备用冷却水泵(或独立冷却水泵)时，可根据柴油机说明书规定，结合现有国产水泵规格选取。 若柴油机本身

36、不带水泵，又无明确要求，可根据经验推荐数据或理论计算后再进行选取。 冷却水泵一般选用离心泵。其特点是排量大、结构简单、运转平稳，具有经济性高、尺寸紧凑等优点，适合输送温度不高于70无明显腐蚀的海水和淡水。但是，离心泵无自吸能力，应安装在水线以下。,系统设计实例,图311为2720kw柴油机动力装置冷却水系统。 该系统为双机型。主机自带淡水冷却泵、滑油冷却器、淡水冷却器。另设有独立江水冷却泵两台和江水备用冷却系统。并设有辅机三台，膨胀水箱两个。 主机1运转时，江水冷却泵3自江水总管吸取江水，经滑油冷却器4，淡水冷却器5后排至舷外。当主机刚起动时，由于滑油及淡水温度较低，不需冷却，此时江水旁通，绕

37、过两个冷却器直接排至舷外。当江水泵发生故障时，江水备用泵(一般由总用泵兼)可代替其工作。此外，海水冷却泵出口接有一冷却水支管通至空压机冷却器和轴系。 淡水冷却为一封闭循环系统，主机1自带淡水冷却泵吸自经冷却后的淡水，泵入主机机体冷却主机。淡水冷却泵吸入端接有来自膨胀水箱6之补充水管，以补充淡水的漏泄和蒸发损耗。主机淡水排出口亦接有透气管至膨胀水箱。膨胀水箱补充水来自压力水箱。淡水进入主机冷却系统前另接有来自热水柜的热水管。作为主机冬季暖缸之用。 三台辅机冷却水自成闭式循环系统。辅机江水冷却泵从江水总管吸入江水经冷却器和冷却辅机机后直接排至舷外。,压缩空气启动及杂用系统,概述 压缩空气管系是利用

38、空气压缩机将大气压缩至一定的压力，并贮存在空气瓶中，以备需用。被压缩的空气，具有一定的压力，可成为一种具有作功能力的工质。由于压缩空气有其独特的技术性能较安全可靠，具有较好的可压缩性，便于贮存和输送，没有起火危险，且空气来源方便，取之不尽，所以船舶上广泛使用。,压缩空气在船舶的用途,1.主、副柴油机的启动； 2.主、副柴油机的换向； 3.气胎离合器的操纵； 4.海底门和排水集合井的冲洗； 5.压力柜的充气压力源； 6.气动仪表和阀件的操纵使用； 7.灭火剂的驱动喷射； 8.军用舰艇上用作吹除、冲洗鱼雷发射管，驱动鱼雷发射； 9.潜艇的上浮下潜操作； 10.其它杂用。如气笛吹鸣，气动脱钩装置，风

39、动工具等作动力源和工质。,设备组成：空压机、空冷器、汽水分离器、空气瓶（安全阀、止回阀、压力表、放泄阀等）、管路和附件。,压缩空气管路的一般要求,压缩空气起动系统用的空气压缩机，除柴油机自带外，为保证在任何情况下都能起动，根据规范要求，要配置独立式空压机一台，若主机不带有，至少要配置两台独立空压机。充满空气瓶时间为1h，其压力从0.69MPa充到2.94MPa。 空气瓶的容量应满足规范计算要求，但主机起动空气瓶每船不得少于两个。 空气瓶的充气在大中型船舶上，一般采用自动控制。 进入空气瓶之压缩空气，极限温度不应超过60，否则空压机出口处应设置空气冷却器。,进入空气瓶的管路及进入主、辅机的压缩空

40、气起动管路，应设有油气分离器、气水分离器、空气滤器。其排出气体的温度不得超过180，为此，往往采用多级压缩和中间冷却方式来解决。 由高压管路经减压装置进入低压管路时，应设有旁通管，并应装有安全阀及压力表。安全阀开启压力为工作压力的1.1倍，若工作压力为0.98MPa以下者，则安全阀开启压力为高于工作压力0.09MPa左右。,压缩空气起动管系管径大小，在双机型船舶上，必须满足两台主机同时起动之用，此系统以及空气压缩机至空气瓶管路，必须设有放气或泄放卸载装置。 空气瓶容量，应在不充气的情况下，保证可换向的柴油机从冷机连续起动12次，不可换向的柴油机连续起动6次所需空气量。 供主机起动用的压缩空气瓶

41、，除通过减压后可供气笛外，一般不应供其他用途。 为便于残水管路排水，视其空气瓶放残水的实际情况决定安装方式，一般直立或斜放。,辅机起动空气瓶容量应满足连续起动6次所需空气量。 气笛空气瓶气压，一般低于1MPa，装有气胎离合器及气胎刹车系统、气动自控系统可由此瓶供应空气，也可单独设置气瓶供给。 杂用空气瓶空气压力不超过0.4MPa，以供给机修间，吹洗机件，江水进水箱吹除，以及各压力水柜充气等用。 各空气瓶必须装有泄放水管。,为避免减压阀被压缩空气中的杂质堵塞，在减压阀前都设有过滤器，减压阀前后设有截止阀，以备检修减压阀时予以关闭。检修时为了不影响管系工作，还设有旁通管路，此时减压压力的调节就临时

42、用手动来操纵旁通截止阀，在减压阀管路上均设有安全阀及压力表，以策安全,系统设计实例,图312为2970kw柴油机动力装置压缩空气起动系统。主机自带空气压缩机，空气瓶两只，另设独立空气压缩机两台，气笛空气瓶，缓冲空气瓶，杂用空气瓶等。 充气系统：主机1自带空气压缩机与备用空气压缩机2出气管并联向主机起动空气瓶3充气。由起动空气瓶3出气管经减压到1MPa引至气笛空气瓶4和缓冲空气瓶5。另一路经减压至0.4MPa，进入杂用空气瓶6。空气压缩机也可直接向气笛空气瓶和杂用空气瓶充气。 起动系统：起动空气瓶出气管经油气分离器、气水分离器，直接接至主机起动系统。 杂用系统：杂用空气瓶6出气管通至江水进水箱9

43、吹除清洗之用。并通至淡水压力柜7卫生水压力柜8充气之用。以及通至机修间杂用和粪便柜吹除等用。气笛空气瓶4接至缓冲空气瓶5再通至高、低音气笛。 自控系统：起动空气瓶压力表出口处接一支管通至压力继电器10，以控制空气压缩机起动和停止。空气压缩机低压缸通压缩空气至空气泄放控制阀12和自动泄放阀11，除控制空气压缩机卸载之外，并控制空气压缩机冷却水控制阀13。,排气系统,基本类型 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。 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、

44、废气锅炉排至大气。锅炉设置旁通管路，由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。,排气管路的要求,1.为利于废气排出，排气管一般应向上方导出，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，应在排出端装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.经船舷或船尾导出的排气管，其船舷出口应高出满载水线。为了防止

45、海水由排气管倒灌，靠近排气管出口段应做成“鹅颈”弯管路。 3.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。,4.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，以免灼伤管理人员。 5.每台主机应有单独的排气管和消声器。主、辅机排气系统（包括双辅机组、多辅机组）分别单独引至大气，成为独自的排气管路，避免互相干扰。除废气锅炉外，锅炉烟道不得与柴油机排气管相通。 6.由于排气管随温度改变会自由伸缩，因而在靠近柴油机端的排气管上，应有可伸缩的装置（即膨胀接头）。 7.排气管路的布置力求平直，尽量减少弯头，如必须弯曲时，其弯曲不能小于90。,排气管设计实例,图3-13

46、 2808kW柴油机动力装置排气系统图 1主机排气管；2辅锅炉排气管；3发电机组排气管；4膨胀接头；5、6、7火星熄灭器；8防雨盖；9防雨罩；10防雨盖,图313为2 x 808kw柴油机动力装置排气系统图。 主机排气管1的排气口端装有膨胀接头4，考虑到油船防火要求，烟囱处装有干式火星熄兼消声器组5。排气出口处设有重力式防雨盖8，为了减少阻力，布置较为顺直。 发电机组排气管3也装有主机同样装置。 辅锅炉排气管2，在烟囱处装有火星熄灭器6，出口处装防雨罩9。,情境二 船舶管系原理设计认知,舱底水系统 舱底水系统的任务： 是将船舶各舱内积水(包括机舱、炉舱、货舱、水线下的起居舱室、隔离舱、空舱等)

47、及时排出舷外，以保证安全航行，机电设备正常工作及货物完好无损。 舱底水的来源有： 机械设备的泄水、管路漏泄、冲洗用水经船壳不严密处的渗水、舱口流入之雨水以及船舶破损、消防等积水。在正常情况下，一般以机舱舱底水最多。舱底水不仅腐蚀船体，而且造成货损和影响操作。严重时影响船舶的稳性和航行安全，所以要及时的排出。此外，当发生海损事故，船体破损而大量进水时，可担负排出的任务。 舱底水系统的常用设备有： 舱底水泵、吸口、污水井、连接分配阀箱、污水分离器、管路及其附件。,舱底水管系布置一般要求,舱底水吸入口 根据规范要求，排水管系的布置应在船舶正浮或横倾不超过5时任何舱室或水密区域内的积水均能通过至少一个

48、吸口予以排出。为此除在短而狭的舱室内设置1 个吸口即可有效地排水以外，其余舱室一般均应在两舷设置吸口。因此，舱底水吸口应布置于各舱最低处。 货舱的舱底水吸口设置应符合表35的规定,表35 货舱舱底水吸口的布置表,舱底水吸入口应设有滤网，滤网孔径不应大于10mm，滤孔的总面积应不小于吸水管面积的3倍。 机舱应还应设一只应急舱底水吸口。该吸口一般应与一台主冷却水泵或与排量最大的泵的进口相连，并装设截止止回阀，阀杆应适当延伸以使手轮在花钢板以上的高度至少为460mm。 为保证安全，整个系统应能防止舷外的水通过系统管路，流入舱内。且需保证各舱舱底水能单独排出，互不影响。为此，舱底水吸口及舱底水阀箱均应

49、采用止回式。在管系连接上，应保证当其他泵在检修时，至少有一台舱底泵能继续工作。同时，还应保证舱底泵与消防泵能同时工作。 舱底水管不应通过油舱及水舱。为此一般油船首部舱室之舱底水用单独设置的喷射器抽出。 油船机、炉舱的舱底水泵，只用于排除机、炉舱舱底水，不得与其他舱的舱底管系连通。,舱底水管系设计实例,图314 大型船舶舱底水系统原理图,图3-14为大型船舶舱底水系统原理图。大型船舶由于舱数和容积都较大，故单独设置舱底水系统。该船需要抽吸舱底水的舱室有机舱、货舱、隔离空舱、管隧、轴隧、舵机舱及锚链舱等为了抽除上述舱室内的舱底水，在机舱里设置了3台舱底水泵，其中1台为电动离心式水泵，另一台为电动往复式舱底水泵，还有1台为喷射泵。为提高舱底水系统的安全可靠性，舱底水管系还和总用泵相连接，需要时可用总用水泵抽除舱底水。 机舱前部货舱和管隧内的舱底水均通过舱底水支管、吸口接到阀箱5