摘 要

船舶动力装置设计是一艘船整个制造过程中最核心、最关键的环节，在保证船舶的工作状态以及运营成本时，主推进装置的选型还有每个装置之间的布置与搭配的合理性就成了我们不可忽视的因素。现代的运输类船舶主机低速、中速柴油机占大多数，尾部的螺旋桨也是通过柴油机直接或间接（减速后）来驱动并使得船舶获得前进的动力。现在船运业并不是非常景气，所以在这种环境下我们就要把注意力多放在性价比之上。如我们之前所说，主机是船的动力源，但同时也会制造大量的污染以及噪音，因此保证主机正常工作，选择节能减排的设备以及各个设备之间的布置也应当尤为注意。

由于我们已经得到了船舶的一些尺寸等数据，所以根据这些已知条件，我们先进行船舶的主机选型论证工作，先了解主机每一项重要的参数，并且确定螺旋桨、螺旋桨跟船舶航行速度之间的联系，然后我们就可以估算船上所有系统的主要机械类设备，求得它们的各项主要参数，然后通过计算选择符合要求的型号，根据这些主要设备的参数制作机械设备明细表，从这个明细表我们就可以直观的了解到船上各个主要设备的情况，最后一步就是对船上所有的的系统布置以及各种管系等进行说明然后编制成轮机说明书。用CAD绘制一张海水冷却系统的管系图、四张机舱布置图来反映设备空间布置以及几何形状。

本次设计囊括了主机机器各系统之间的参数整合计算以及布置与搭配，并通过自己的分析与钻研知道了船舶和系统选择设计之间的联系。以此次的6000DWT动力装置设计，我们可以看到船舶上各个系统相互之间联系紧密、一环扣一环。我希望此次设计的过程中，我可以最大化的使船舶各个系统之间的联系得到优化，并实现船舶可靠性、经济型、实用性等的共存。

关键词：主机；设备；船舶系统；机舱布置

Abstract

Ship power plant design is the most core and critical link in the whole manufacturing process of a ship. In order to ensure the working state and operating cost of the ship, the selection of main propulsion device and the rationality of layout and collocation between each device have become factors that we cannot ignore. The main engine of modern transport ships is mostly low-speed and medium-speed diesel engines, and the propellers in the tail are driven directly or indirectly (after deceleration) by diesel engines to make the ship get forward power. Now the shipping industry is not very prosperous, so in this environment we have to pay more attention to the cost. As we said before, the main engine is the ship's power source, but at the same time will create a lot of pollution and noise, so to ensure the normal operation of the main engine, the selection of energy saving and emission reduction equipment and the layout of each equipment should also pay special attention to.
Because we've got some data such as size of the ship, so according to the known condition, we make a main engine selection of the ship, to understand the host each important parameters, and determine the propeller, the propeller and the connection between the ship speed, and then we can estimate the main mechanical equipment of all system, get them in all kinds of main parameters, and then choose to meet the requirements by calculation model, make a device list based on the parameters of the main device, from this list we can intuitive understanding to each main equipment on board, The last step is to make an explanation of all the system arrangements and various piping systems on board the ship, and then to compile the Marine specifications. AutoCAD was used to draw a piping diagram of the seawater cooling system and four engine room layouts to reflect the spatial arrangement and geometry of the equipment.
This design includes the parameter integration calculation between each system of the host machine and the layout and collocation, and through their own analysis and study to know the relationship between the ship and the system selection design. With this 6000DWT power plant design, we can see that the ship's various systems are closely related to each other. I hope that in the process of this design, I can maximize the relationship between the ship systems to be optimized, and achieve the coexistence of ship reliability, economy and practicality.朗读

显示对应的拉丁字符的拼音

字典

keywords: Main engine; equipment; Marine Systems; Engine room layout

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

第2章 主机选型论证 2

2.1 概述 2

2.2 设计依据 2

2.2.1船型 2

2.2.2船舶主要尺度 2

2.2.3航速，续航力 2

2.3船舶阻力计算 3

2.4求功率曲线（爱尔法） 4

2.5主机有效功率的确定 5

第3章 主要机械设备估算 8

3.1概述 8

3.2主要动力机械设备 8

3.2.1主柴油机(主机) 8

3.2.2主发电机组 9

3.2.3停泊发电机组 9

3.2.4应急发电机组 9

3.2.5带应急消防泵柴油机 10

3.3燃油系统 10

3.3.1燃油舱容积计算 10

3.3.2机舱日用燃油柜容积计算 13

3.4滑油系统 16

3.4.1主机滑油消耗量计算 16

3.4.2主发电机组滑油消耗量计算 16

3.4.3滑油储存柜容积计算 16

3.5启动空气系统 17

3.5.1启动空气瓶容量 17

3.5.2 空气压缩机 18

3.6舱底、压载、消防水系统 18

3.6.1舱底水总管内径计算 18

3.6.2机舱舱底水支管内径计算 19

3.6.3舱底泵排量计算 19

3.6.4 消防泵排量计算 19

3.6.5 消防总管内径 20

3.6.6 消防泵压头计算 20

3.6.7应急消防泵的排量 20

3.7海水总管计算 21

3.7.1海水总管排量计算 21

3.7.2海水总管直径计算 21

3.8 机舱通风系统 21

3.9防污染系统 22

第4章 主要机械设备明细表 24

第5章 轮机说明书 30

5.1概况 30

5.2主要机械设备 30

5.2.1主机 30

5.2.2齿轮箱 30

5.2.3主发电机组 30

5.2.4停泊发电机组 31

5.2.5应急发电机组 31

5.2.6电动舱底泵 32

5.2.7电动消防泵 32

5.2.8机带应急消防泵组 32

5.2.9电动空压机组 32

5.3机舱布置 32

5.4轴系 33

5.5动力管系 33

5.5.1燃油管系 33

5.5.2滑油管系 34

5.5.3冷却水管系 34

5.5.4排气管系 34

5.5.5压缩空气管系 35

5.6、舱底、压载、消防管系 35

5.7全船生活用淡水系统及生活污水处理系统 35

5.8注入、透气、测量系统 35

5.9机舱通风管系 36

5.10二氧化碳灭火系统 36

5.11液压舵机系统 36

5.12报警及操纵系统 36

5.13防止油类污染及油类污染应急计划 37

5.14防止船舶垃圾污染 37

5.15重油加热系统 37

第6章 结论 38

参考文献 39

文献综述 40

致谢 41

第1章 绪论

我国的经济与技术硬实力从改革开放到现在有了明显的提升，可是针对个别角度和领域进行分析，和其他国家的水平还是有一定的距离。

目前根据数据分析，我国在2010年之后到今天，我国的船舶运输业单从总量来看已经超越了所有国家成为世界第一，但是要想成为造船强国，身为造船大国的我们还应当继续自己的步伐。但是关键设备长期依赖进口，受其他国家制约，所以我们要想赶上日本和韩国脚步，专业人才的培养就应当加大力度。

这次设计的基本内容大致分为以下几个步骤：

1. 按设计要求进行本船主推进装置选型分析。

2. 按设计要求进行本船动力装置设备计算。

3. 按设计要求进行本船主要设备选型。

4. 绘制船舶机舱布置图和船舶管系原理图。

5. 翻译和专业相关的英文资料。

设计的过程中，要结合机械设备的相关实验，对实验数据进行分析讨论，然后我们对主机和其附属设备的搭配做出合理的计算和选择，使得系统得到优化。由于船舶在海上行驶，免不了遇到各种各样的海况工况以及各种因素，我们应当对各个设备之间的搭配进行良好的安排选择，增加搭配的合理性和布置的可行性。管系在船舶上也是一个重要的系统，在设计的时候应当对所有管路系统（燃油、冷却、压缩空气、舱底水、消防、供水、机舱通风等）计算和与主机一样的选型分析与计算，得到一套完整的动力系统。

第2章 主机选型论证

2.1 概述

动力装置设计的最必要的环节就是主机的选型。主机的性能直接影响船舶的各种因素，例如：经济，环保，可行，振动和噪音，以及船舶操作的机舱布局。由此可见，动力装置设计是离不开主机选型这个重要的环节的。

主机的搭配设计在这里分为两步，第一步是初步搭配设计。已经知道了船舶主要各项系数，船体有效功率曲线Pe（v），船舶要求的航速Vs和螺旋桨的直径D或转速n确定螺旋桨的效率，螺距比p/D，螺旋桨的最佳直径和所需主机的功率，便于主机与传动设备的选型。然后是终结匹配设计。根据主机的功率与转速，船舶的有效功率曲线，传动设备与轴系的传送效率，桨的收到动率和船身效率等计算船舶所能达到的航速和螺旋桨的最佳要素（螺旋桨直径，螺距比及螺旋桨效率）。

2.2 设计依据

2.2.1船型

本船为钢质全电焊结构，单底、单甲板、单舷侧、球鼻首、尾机型，设有船首车辆跳板,且尾部主甲板以上设有四层甲板室，由柴油机驱动螺旋桨推进的双桨、双舵的近海甲板船。在航行时跳板应起升与每舷甲板室密闭锁紧并在驾驶室设有相应的声光报警措施。

2.2.2船舶主要尺度

2.2.3航速，续航力

在4.50m设计吃水和如下条件下，本船设计航速为10Kn:

--设计状态下

--主机运行于90%额定功率

--船体光洁无污底

--在风力不大于蒲式风级3级，浪高不大于2级的平静、开阔深海中航行

在风力不大于蒲式风级3级，浪高不大于2级的平静、开阔海域中航行，设计航速为10Kn时的续航力约为150h；自持力7天。

2.3船舶阻力计算

为方便研究，船舶遇到的阻力通常以不同的方式分为几个部分：民用船舶通常在水面上航行，并根据产生阻力的流体类型进行分类。在实际研究中，防水性进一步分为船体在静水中航行时的静水阻力和波浪中波浪的阻力。根据船体的部分，静水阻力可以分为裸船阻力和附体阻力。

1、摩擦阻力：

(2.1)

1)计算船的湿面积

先求排水体积▽，根据方型系数（C_b）公式

(2.2)

所以，型排水体积

(2.3)

=102.74×21.80×4.50×0.75

=7559.10m³

根据上述公式，已知▽和L_pp

可以求的湿面积S=(3.4×7559.101/3 0.5×99.80)×7559.101/3=2288.88m2

2)t=19℃ρ=1025kg/m³ υ=1.07854×10^-6m²/s

3）①计算雷诺数R_n=VLWL/υ，其中V为航速（1节=0.5148m/s）

(2.4)

=10.44×0.5148×102.74/（1.07854×10^-6）

=511.97×10⁶

②根据雷诺数计算光滑船体摩擦阻力系数C_f

=0.075/（㏒511967440-2）²

=1.666×10^-3

4）决定粗糙度补偿系数，因为船长（m）在50～150之间，故取△Cf=0.35×10^-3[5]

5）R_f=1/2（1.666×10^-3 0.35×10^-3）×1025×2288.88×（10×0.5148）2=6.27×10⁴N

2、剩余阻力RR（形状阻力R_E和兴波阻力R_W）

式中：R_R—剩余阻力（公斤）；

ξR=f(V/√gL)剩余阻力系数；

V/√gL—弗劳德数，用F_r表示；

Ω—为上文的湿面积S（米²）；

ρ—水的密度（公斤·秒²/米⁴）海水取102.5

g—重力加速度（米/秒2）。

佛鲁特数，由于本船属于肥胖型船，所以查图得ξ。

即，剩余阻力R_R =4.20×10³×9.8=4.11×10⁴（N）

3、附加阻力

本船为一般民用船舶，且采用双螺旋桨，附体阻力为裸船阻力的5%～10%，所以取Cap=8%；一般船舶的空气阻力通常小于或等于裸船阻力的2%～4% ，所以取Caa=3% ;汹涛阻力的大小随水面的状态而定，在实际中，汹涛阻力常用备用马力来考虑，备用马力的多少由船型、船的服务性质及航区的气象条件而定，普通船舶的备用马力约为静水试航马力的15%或更大一些，本船取15%。