摘 要

船舶动力装置，亦称为“轮机”，是保证船舶按任务需求进行航行、作业、停泊及船上各类人员正常工作和生活所必需的机电设备的综合体。它的主要任务是产生各种能量，并实现能量的转换、利用和分配，因此有船舶“心脏”之称。

本文主要是对16000吨的化学品船进行动力装置的选型设计，设计过程秉承技术性、经济性、安全性、可靠性的原则，将设计步骤分为以下几步：第一步进行阻力计算，通过给定的参数和海况条件，对比使用的阻力公式优劣，选择最优算法进行阻力计算；第二步进行主机的选型，初步估算螺旋桨要素，利用阻力进行初步匹配设计，得出最佳主机功率进行主机选型，通过终结匹配设计，来求出最佳螺旋桨要素，最后进行轴系设计；第三步进行机电设备参数的计算和选型，包含了机舱各种设备、系统（如发电机组、锅炉、燃油系统等）及其配套设备的参数进行精确的计算及选型。第四步参考国际规范、公约，根据选型所得数据，编写轮机说明书及列出机电设备明细表。

最后，通过auto-CAD绘制机舱布置图和管路原理图。通过运用软件作图，更加快捷准确完成设计内容，同时掌握设计所需的软件。

关键字：化学品船； 主推进装置； 机电设备； 选型设计

Abstract

Marine power plant, also known as the "marine engine", the ship is guaranteed by task needs complex navigation, operation, parking and all the personnel on board necessary for normal work and life of electrical and mechanical equipment. Its main task is to produce a variety of energy and achieve energy conversion, utilization and distribution, it is the heart of the ship.

This paper mainly is about the design of power plant for the 16,000 tons of chemical tanker , the design process adhering to technical, economic, security, reliability principle, the design steps are divided into the following steps: The first step is the resistance calculation, by the given parameters and sea conditions, comparing the merits of the resistance formulas to use, choose the best algorithm to calculate resistance; second step is the selection of the main engine, preliminarily estimating the propeller elements, using the resistance to make a preliminary matching design, selecte the main engine by the optimum of power, and making the use of the end of matching design to determine the best propeller elements, the final design of the shaft; the third step is the parameter calculation and selection of electromechanical devices, including a variety of engine room equipments, systems (such as Diesel generator sets, boilers, fuel systems, etc.) and related equipment for accurate calculation and selection;The fourth step is writing the Instructions and listing engine room electromechanical equipment list with reference to international norms, conventions, and based on the resulting data of the selection.

Finally, drawing the engine room layout and piping schematics by auto-CAD. Completing more quickly, designing content more precise through the use of the auto-CAD, and finally becoming a design master.

Key words: Chemical tanker; Main propulsion engine; Mechanical and electrical equipments; Design selection

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.1.1 船舶动力装置的发展 1

1.1.2 化学品船的动力装置设计 1

1.2 设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 2

1.2.1基本内容 2

1.2.2技术方案 2

第2章 设计参数 4

2.1 设计参数依据 4

2.2 数据处理 4

2.3 船型 4

第3章 主推进装置的选型及论证 5

3.1 概述 5

3.2 选型方法的选择 5

3.3 船舶的阻力计算 5

3.3.1 摩擦阻力系数 5

3.3.2 粗糙补贴 6

3.3.3 剩余阻力系数 6

3.3.4 计算总阻力R和有效功率P_e 7

3.4主机与螺旋桨的选型设计 7

3.4.1额定功率P_eb的计算 7

3.4.2船、机、桨的功率传递 7

3.4.3螺旋桨的初步设计 9

3.4.4机桨初步匹配设计 9

3.4.5 主机功率计算 12

3.4.6 主机选型 12

3.4.7 终结匹配设计 14

3.4.8 螺旋桨的选型 16

3.5 轴系的初步计算 16

3.5.1 说明 16

3.5.2艉轴及中间轴基本直径的规范计算 16

3.5.3 可拆联轴节 18

3.5.4 螺旋桨键与键槽 19

3.5.5. 尾轴轴承 20

第4章 机电设备估算说明书 21

4.1燃油系统 21

4.1.1 主机 21

4.1.2 柴油发电机组（3台） 21

4.1.3 燃油锅炉（一台辅锅炉 一台燃油废气锅炉） 22

4.1.4 燃油消耗量的计算 23

4.1.5 油舱总容积的计算 25

4.1.6 日用油柜的计算 25

4.1.7 油渣柜的计算 27

4.1.8 污油柜的计算 27

4.1.9 沉淀柜的计算 27

4.1.10 燃油供给泵选型 28

4.1.11 燃油输送泵选型 29

4.1.12 辅机燃油供给泵 30

4.1.13 燃油分油机的选型 30

4.2 滑油系统 31

4.2.1 主机滑油消耗量的计算 31

4.2.2 辅机滑油消耗量的计算 32

4.2.3 滑油储油舱容积的计算 32

4.2.4 滑油循环泵（主滑油泵）的选型 33

4.2.5 主机滑油循环柜容积的计算 34

4.2.6 滑油沉淀柜容积的计算 34

4.2.7 滑油污油柜容积的计算 34

4.2.8 滑油分油机 34

4.2.9 滑油油渣柜容积的计算 35

4.2.10 滑油输送泵的选型 35

4.3 冷却系统 36

4.3.1 冷却水泵的选型 36

4.3.2 膨胀水箱容积的计算 37

4.4 压缩空气系统 38

4.4.1 空气瓶的容积计算 38

4.4.2 空压机的选型 39

4.5 舱底水系统 39

4.5.1舱底水总管内径的计算 39

4.5.2舱底水泵的选型 40

4.5.3 舱底油水分离器 40

4.6 压载水系统 41

4.6.1压载水泵的选型 41

4.6.2 扫舱泵的选型 42

4.7 消防系统 42

4.7.1 消防泵选型 42

4.7.2 应急消防泵选型 43

4.7.3 消防总管管径计算 44

4.8 供水系统 44

4.8.1淡水压力柜容积的计算 44

4.8.2 压力水柜的供水泵的选型 45

4.8.3 辅锅炉的给水泵的选型 46

4.9 机舱通风系统 47

4.9.1机舱通风机排量的计算 47

4.9.2 机舱通风机压头 50

4.9.3 机舱通风机选型 50

第5章 轮机说明书 51

5.1概述 51

5.2 主机 51

5.2.1 技术参数 51

5.2.2 燃油、滑油以及对水的要求 51

5.3 船舶电站 52

5.3.1 柴油发电机组 52

5.3.2 应急发电机组 52

5.4 锅炉 53

5.5 辅助设备 54

5.5.1 离心分离机 54

5.5.2 泵 54

5.5.3 空气压缩机 56

5.5.4 机舱风机 56

5.5.5 空气瓶及压力水柜 56

5.5.6 机修设备 57

5.5.7 防污染设备 57

5.6 系统及机舱布置 58

5.6.1 燃油系统 58

5.6.2 滑油系统 58

5.6.3 淡水冷却系统 59

5.6.4 主机空气压缩系统 59

5.6.5 机舱蒸汽系统 59

5.6.6 排气系统 59

5.6.7 机舱通风系统 59

5.6.8 舱底水系统 60

5.6.9 压载水系统 60

5.6.10 淡水系统 60

5.6.11 卫生水系统 61

5.6.12 机舱舱底水处理系统 61

5.6.13 淡水、卫生水系统 61

5.6.14 消防系统 61

5.6.15 遥控操纵及报警系统 62

5.7 其它 62

5.7.1 热工仪表 62

5.7.2 绝热包覆 63

5.7.3 机舱箱柜 63

5.7.4 机修设备 63

5.8 防振和隔音 63

5.8.1柴油机的防振 63

5.8.2 机舱监视室的隔音 63

5.9 备品及工具属具 63

5.9.1 备品 63

5.9.2 工具属具 64

第6章 轮机设备明细表 64

结束语 78

参考文献 79

致谢 80

第1章 绪论

1.1 目的及意义

船舶动力装置亦称为“轮机”，它是保证船舶按任务需求进行航行、作业、停泊及船上各类人员正常工作和生活所必需的机电设备的综合体。它的主要任务是产生各种能量，并实现能量的转换、利用和分配，因而有船舶“心脏”之称。船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控、自动化、防污染设备6个部分组成^[1]。

1.1.1 船舶动力装置的发展

很早以前，古代人便已经发明了船舶，他们充分利用风能辅以人工，用木制的桨、橹或竹制的蒿来给船舶提供动力，此现状一直持续到19世纪70年代，随着蒸汽机的发明，第一艘蒸汽机船舶的建成，使人类告别了用人力、风力作为推进动力的时代，进入了机器推进时代。20世纪初，柴油机开始作为船舶主推进装置应用于船舶上，由于其优于蒸汽机性能的优势，使得在40年代末，使用柴油机作为推进装置的船舶数量已经超过了蒸汽机船。

到了21世纪，全国各大柴油机公司均把研发精力放在低、中速柴油机上，准备抢占全球船舶市场。据统计，随着船舶开始大型化、低速化以后，船舶上用于主推进的柴油机市场一直被曼恩公司和瓦锡兰公司所掌控，几乎占据了全球整个低速柴油机市场。而我国的船舶配套装置尽管有了几十年的发展，但动力装置的研究较为落后，绝大多数使用的是通过进口引进来的曼恩与瓦锡兰的低速柴油机，即使是自己生产的柴油机也是中外合资所产，专利技术引进于国外，并没有实质的提高，核心的技术仍然掌握在国外手中。而作为船舶上发电用的的中速柴油机亦是如此，核心技术被国际几大柴油机巨头公司掌控，抢占了整个市场，国内船舶所用中速机一般为进口，少量的国产中速机也是引进国外技术，没有自主的知识产权。