摘 要

中国已成为世界上港口吞吐量和集装箱吞吐量最多，增长速度最快的国家。中国的港口特别是大型集装箱港口在促进经济发展中扮演着重要的角色。供水船作为给停靠港口的船舶分别供应淡水的小型液货船，是港作船系统中不可缺少的一部分。在航运市场需求旺季，船东主要采用提高船舶航行速度，增加运输班次，通过扩大营运收入来提高船舶营运经济性。但在航运市场不景气下，增加营运收入困难较大，降低营运成本成为提高船舶营运经济性的主要途径。主机作为全船最主要的动力设备和燃油消耗设备，在满足各营运航速对主机功率的需求下，对其进行合理选择和使用，对控制降低燃油消耗量，提高船舶营运经济性具有重要意义。此次课题就是以为船舶选择合适的主机型号，以及为船舶设计合理化的管路，从而提高船舶营运经济性。

本文做了以下工作：

（1）结合给定的技术参数，用阻力计算法计算主机参数。并对各系统进行验证；

（2）合理设计管路，并制图；

（3）根据论文研究结果，提出一些针对性的对策和建议。

关键字：供水船 主机选型 管路设计

Abstract

China has become the world's port throughput and container throughput, the country with the fastest growth rate. China's ports, especially large container ports, play an important role in promoting economic development. Water tankers as small tankers that supply fresh water to vessels calling at ports are an indispensable part of the port system. In the peak season of shipping market, the shipowners mainly adopt the principle of increasing the speed of sailing ships, increasing the number of flights, and increasing the operating economy by increasing operating income. However, under the sluggish shipping market, it is difficult to increase operating income. Lowering operating costs has become a major way to improve the economy of ship operations. As the main power equipment and fuel consumption equipment of the whole ship, the host computer can reasonably select and use it under the requirement of each operating speed for the power of the main engine, which is of great significance for controlling the reduction of fuel consumption and improving the economic efficiency of the ship. The topic of this study is to improve the economy of ship operations by selecting the right type of ship for the ship and rationally designing the ship for the ship.

This article did the following work:

(1) Calculate the host parameters using the resistance calculation method in combination with the given technical parameters. And verify each system

(2)Rationally design pipelines and make drawings;

(3) According to the research results of the thesis, some specific countermeasures and suggestions are proposed.

Keywords：water supply ship host selection piping design

目录

第1章 绪论 5

1.1研究的背景及意义 5

1.2国内外的研究现状分析 6

1.3研究内容及方法 6

第2章 主机选型论证 7

2.1主机选型需注意的问题 7

2.2初步设计 8

第3章 主要设备估算 11

3.1燃油系统 11

3.2滑油系统 14

3.3冷却系统 16

3.4压缩空气系统 16

3.5排气系统 17

3.6舱底水系统 18

3.7压载水系统 19

3.8消防系统 19

第4章 机械设备明细表 20

4.1主机机械设备 20

第5章 轮机说明书 21

5.1概述 21

5.2主机及轴系 21

5.3机舱的主要布置 22

5.4各系统说明 23

总结与展望 26

总结： 26

展望： 26

参考文献 27

致谢 28

附录 29

柴油机常见故障及分析 29

1.故障处理的基本原则: 29

2各种应急情况下的操作和管理 29

2.1封缸运行 29

2.1.1停止该缸供油发火 29

2.1.2. 活塞组件拆出，十字头和连杆留在机内 30

2.1.3. 活塞、连杆和十字头全部拆出 30

2.2封缸运行的应急处理 30

（1）各缸排气温度不允许超过标定值； 30

（2）废气涡轮增压器不发生喘振； 30

（3）船体或机体不发生异常振动。 30

2.2停增压器运转 30

2.3拉缸 31

2.4敲缸 32

2.5扫气箱着火 33

2.6曲轴箱爆炸 35

2.7烟囱冒火 37

2.8连杆螺栓断裂 38

文献综述 42

第1章 绪论

1.1研究的背景及意义

中国已成为世界上港口吞吐量和集装箱吞吐量最多，增长速度最快的国家。中国的港口特别是大型集装箱港口在促进经济发展中扮演着重要的角色。

随着港口规模的不断扩大，中国港口经历了60多年的发展，在扩大港口基础设施规模，提升港口生产能力，显着提升港口服务能力和水平方面取得了显着成效。近年来，中国港口发展的后起之秀逐渐扩大。区港联动，保税物流园区和保税港区陆续实施。伴随着我国经济的高速发展，港口发展的速度和步伐加快，港口密度突然增加，中国港口将进一步扩大。

供水船作为给停靠港口的船舶分别供应淡水的小型液货船，是港作船系统中不可缺少的一部分。

主机及其附属设备作为为船舶提供推进动力的设备，是全船的心脏。根据船舶营运对主机运行的要求，基于船舶主机选型的特殊性，通过将影响主机燃油消耗量因素分析，与主机产品机型和技术相联系，对船舶设计阶段进行主机选型就成为了必不可少的一环。

随着造船业在各国的兴起，造船业在世界经济中的地位越来越重要。船舶管道的质量和船舶系统的质量取决于船舶管道系统的质量。所以现在社会对管道系统的设计进行了改进。需求量很大。船舶管线有两种类型：电力线和船舶系统线。船舶系统一方面满足船员和乘客的日常需求，另一方面可以提高船舶的稳定性。

为了使港口供水船能够更加的节能，服务周期能够更长久，此次专门通过对其期间的主机选型及管路设计方面的问题进行研究。

1.2国内外的研究现状分析

随着石油资源的日渐枯竭及大气环境污染的加剧，节能减排问题日益得到人们的关注。船舶作为重要的海上运输工具，也是能耗大户，其动力装置的主要能源来自石油。目前，全球船舶数量不断增加，接踵而来的是船舶能源消耗和温室气体排放的增加。据研究报告数据，全球海运船舶排放的SOx占世界SOx排放总量的9%，NOx占NOx排放总量的18%~30%；全球船舶运行产生的CO2排放量将持续增长，将于2020年增长到14亿吨，达到全球CO2排放总量的5%左右。在船舶能量系统中，船舶主机系统消耗的能量占全船能量的70~90%左右，船舶主机将一部分能量转化为有效功输出，占主机系统能量的40~50%，一部分的能量被冷却介质和排气带走，剩余能量通过散热等其他方式散失，导致很大一部分能量没有被有效利用。面对日益减少的石油等能源及环境污染的加重，如何提高船舶能源利用效率，降低船舶主机排放对大气环境的影响成为当务之急。

此次的课题是港口600T供水船主机选型及管路设计：根据船舶营运对主机运行的要求，基于船舶主机选型的特殊性，通过将影响主机燃油消耗量因素分析，与主机产品机型和技术相联系，对船舶设计阶段进行主机选型；船舶管路是船上各系统功能得以正常发挥的关键，管路设计是船舶设计中重要的设计内容与组成部分，管路布局的好坏直接决定着一艘船的质量与经济成本。

1.3研究内容及方法

在航运市场需求旺季，船东主要通过采用提高船舶航行速度，增加运输班次的方法，从而扩大营运收入来提高船舶营运经济性。但是在航运市场不景气的情况下，增加营运收入困难比较大，降低营运成本成为提高船舶营运经济性的主要途径。主机作为全船最主要的动力设备和燃油消耗设备，在满足各营运航速对主机功率的需求下，对其进行合理选择和使用，对控制降低燃油消耗量，提高船舶营运经济性具有重要意义。

此次课题就是以为船舶选择合适的主机型号，以及为船舶设计合理化的管路，从而提高船舶营运经济性。

第2章 主机选型论证

2.1主机选型需注意的问题

在推进装置的设计中，通过阻力算法得到船舶的推进有效功率，进而推出为达到船舶所要求的航速而需要最小的主机功率与最佳转速。然后，根据匹配结果，在众多的，现有的主机中选取最合适的主机。具体的要求考虑如下：

1. 重量与尺寸

主机的重量对船舶的负荷有一定的影响。如果主机重量大，船舶的承载能力会降低，这是不经济的。同时，主机的尺寸对船舶的货舱有很大的影响。因此，选择不同的主机用于不同用途的船舶是非常重要的。

1. 功率与转速

在选取主机功率时，必须了解其额定功率的状况，还要根据船舶种类、用途、航区及其主机的结构型式、类型、增压度的大小、维修的间隔期等不同的情况，适当考虑其工作时的功率储备。对于一艘吃水、主尺度、航速给定的船舶，最佳螺旋桨的转速可由“投资费和燃油费总和最小”的原则来决定。总之，在选取主机转速、螺旋桨转速时，应与传动设备选择一起考虑。

1. 燃油与滑油

在选择不同的主机时，尽管不同的燃料可以满足主机的要求，但其技术条件并不相同，其经济效果也不尽相同。此外，还必须考虑润滑油的质量以及价格。总体而言，应综合考虑燃料和润滑油成本的技术和经济分析，以促进综合取舍。

1. 主机的造价、寿命与维修

在考虑选型时，如果选择主机型号，相应的设备也会相应确定。主机成本的选择应参考船舶的实际情况和发电厂的成本。这将有助于降低船舶的总成本，降低船舶的初始成本，提高运营的经济性。同时，主机的主要使用寿命和维护工作量不仅对其造成的影响相当大船舶经营的经济性，还与轮机员的管理有着直接重要的关系。

1. 振动与噪声

在柴油机船舶上，选择主机时需要考虑主机的振动和噪声。主机的平衡性能好，机体振动就小。根据实际情况，主辅机是船上最强的噪声源，实际上决定了柴油船的噪音等级。因此，在选择主机时，需要选择噪音等级较小的以降低机载噪音。

1. 柴油机的热效率与燃油消耗率

柴油机的热效率和燃油消耗率是评估柴油机完善程度的重要指标，它决定了船舶运行的经济性和使用寿命。因此，在选择主机时，热效率和燃油消耗率应该是给予足够的重视，以便可以选择热效率高，耗油率低的主机。此外，考虑到推进特性时的燃油消耗率是平坦的。这表明飞机整体油耗在范围内使用率更低，即热效率更高，特别适用于各种工况变化范围大的船舶。

2.2初步设计

结合毕业设计任务书中给定的技术参数，用阻力计算法计算主机参数。

本设计港口600T供水船的主尺度参数如下：

总长：

设计水线长：

型宽：

型深：

设计吃水：

满载装水量：

型排水体积：

续航力：

设计航速：

2.2.1阻力估算

总阻力 ：

（2.2-1）

（1）摩擦阻力的计算：

由《船舶动力装置原理与设计》知：

--海水平均密度：

（2.2-2）

——海水的动力粘性系数 ：

Re——雷诺数：

可知海水是属于紊流状态。

因此摩擦阻力系数为：

（2.2-3）

又由于该系数是在平板试验中得到的，故需要对其进行修正

由于 则：k=1.04

摩擦阻力系数：

（2.2-4）

由，则可以判断其属于丰满船型，其浸水面积按穆姆菲尔德公式计算：

（2.2-5）

由此估算摩擦阻力:

（2.2-6）

（2）剩余阻力的计算：

由《船舶动力装置原理与设计》得知，剩余阻力系数与傅汝德数有关：

（2.2-7）

根据傅汝德数查表可得：

则： （2.2-8）

（3）其他阻力的计算：

由《船舶动力装置原理与设计》得知：

其他阻力包括了附体阻力、空气阻力和汹涛阻力。