1. 研究目的与意义（文献综述）

近代以来，世界化学工业发展迅速，各个国家所需进口原料和出口产品日益增多。但这些原料产品大部分都是有毒的、易燃的、易发挥或有腐蚀性化学物质。为了运输过程中的安全和工作效率就必须设计制造专门用于运输这类物品的液货船。最早的散装化学品船是美国在1948年改造的“marine chemical transport ”，这是第一代化学品船。这种船设有双层底舱，可以装载9中不同的化学用品，但因为货舱结构材料的限制，这代化学品船对装运化学品货物还是有很大的局限性。到了六十年代，出现了第二代化学品船，这代船拥有两个特点：一是采用分隔式的货舱，二是采用了舱壁涂层工艺，扩大了化学品船的装运范围。七十年代后，由于液体化学品货运量的日益增多，对货舱结构材料要求更高。这就促进了第三代化学品船的诞生，这代船的中央液货船舱和管线用不锈钢建造，又用双层底仓，管系则用一舱一泵体系，让船的拆卸更加灵活。九十年代后，以南韩大宇造船公司建造的化学品船为代表形成了第四代化学品船，这代船吨位大，货舱更是70%采用了高强度不锈钢材料，并且拥有惰性气体系统，大大增加了化学品船的载运范围和安全性。如今，化学品船有两大趋势：一2~5万载重吨级船舶加上2500dwt级以下船舶的吨位占了总数的绝大比例。二是有较缓慢的大型化趋势，世界最大的化学品船已超过65000dwt。

本文对5500吨散装化学品船动力装置进行设计，在保证所设计满足功能的特殊性要求，符合国家有关技术规范的条件下，提高船的实用性和安全经济性。该船主要载运货品包括甲苯、二甲苯、甲醇等适合本船载运的其他化学品货液货。该船动力装置设计除满足我国船舶检验局颁布的《中国钢质 海船入级与建造规范》(2001年)以及2004年颁布的《船舶与海上设施法定检验技术规则》外，同时还满足“国际海上人命安 全公约(1974年)及其修正案”及“73／78国际防止 船舶造成污染公约及其修正案”的有关规定。从而大大提高了该船的运营范围。船在水面航行时会遭受阻力，而阻力的大小与船的尺度、形状和航行速度有关，为了使船舶能保持一定的速度向前航行，必须供给船舶一定的推力或拉力，以克服其所受的阻力。而船舶主推进动力装置就是将产生能源的发动机发出的功率转化为船舶有效推力的装置。因此必须了解船舶的阻力特性，方能选择合适的主推进动力装置。从船舶阻力的基本理论着手，阐述了船舶阻力的成因、分类、影响船舶阻力的主要因素。根据阻力相似定律即雷诺定律和傅汝德定律，探讨出船舶阻力的函数表示基本形式及其基本特性。依据相似定律和傅汝德假定，确定如何组织船模试验，并由船模试验得到总阻力rtm后，分别计算出船模和实船的摩擦阻力后，即可得到实船总阻力r。 再从船舶推进的角度介绍商船推进器螺旋桨发出的推力t与实船总阻力r的关系即r=t（1-t），t为推力减额分数，并进一步分析了产生推力的主推进轴系和推进效率。即p·c=ηh·η0·ηr·ηs （pc为推进系数，ηh-为船身效率，η0-螺旋桨敞水效率，ηr-为螺旋桨相对旋转效率，ηs- 轴传递效率）。这样我们就把孤立的船体与敞水螺旋桨联系起来。并使船体、螺旋桨和主机三者相配合，从而确定所需的主机输出功率和推进轴系。结合5500吨实船的船模试验结果，根据设计航速下船舶的总阻力、推进效率，确定所需主机输出功率。在此基础上，我将设计多种典型的主推进动力装置，综合评估化学品船的推进安全冗余、营运成本、有效载重、推进效率、机动操纵性、氮氧化物排放等因素，从而选择合适的主推进动力装置作为解决方案。同时对该船的三种运行模式即正常航行的服务模式、加速航行和应急航行模式进行了介绍，并对该船的快速性试验进行说明。最后阐述了该船主推进系统安全冗余即应急辅助推进系统（apd）的功能、设计要点，并对该船在apd模式下起动和接排过程的试验记录进行了详尽的分析。船上装有pti和pto系统,当主机因故障停机时,发电机便可替代主机推进船舶前进,使船舶具有正常的操纵性能。还装有propac专利舵,安装精度要求非常高,使其具有很好的水动力性能,使该船能达到全回转和平移等操纵特色。该船结构设计合理,管弄参加总纵强度,有利于控制空船重量,货舱结构优化,便于最大程度利用货舱区域的容积,也便于装运化学品和成品油和清洗油舱。船上的惰性气体发生装置系统,能在卸货时对货舱进行惰化处理,从而更保证装运化学品和成品油的安全性。目前我国针对玻璃钢高速客船的特点，就如何选取主推进柴油机，如何解决机座的强度问题，以及对减小柴油机振动、隔离噪声、防止尾倾过大、控制机舱部位重量等问题进行探讨。通过对名牌柴油机选型、机舱结构优化、环境温 度的控制并采取减振措施等，经航行试验实测，动力装置的设计取得较满意的效果。。到目前为止，该船投人航线营运已12个多月，柴油机累计运转了约3500 h，柴油机的可靠性、耐久性和 易维护性得到了充分展现。期间，船舶也经受多次7级风浪的考验。在满载高速航行中，柴油机机身振动位 移前后方向为0．08 mm，左右方向为0．09 mltl，垂直方向为0．06 rnl'n，其振幅位移远小于ccs规范要求，相 比其它同类玻璃钢高速客船，其振动、噪声情况大为改善，客舱舒适度提高，高速航行中没有出现尾倾现象，船舶各项指标达到了设计要求。说明柴油机选型是成功的，在建造过程中对动力装置的设计修改和所采取的措施效果明显。该船设计过程中也将采用这一思路。

2. 研究的基本内容与方案

本研究设计内容为：

1)完成相关英文翻译、文献阅读报告和开题报告；2)主推进装置选型设计：目前世界上化学品船的船舶主推进动力系统主要有单机单桨、双机单桨和双机双桨三种，在这篇论文中，我将通过船模试验结果和航速要求进行选择主推进装置；3)动力装置和主要设备计算及选型：选择与主推进装置相匹配的设备，在保证船舶动力性和可靠性的原则下降低成本，降低成本，提高经济效益；4)用cad绘制机舱布置图（4张）和管系原理图（1张）；5）通过查找阅读文献资料，完成5500吨散装化学品船动力装置设计的专题小论文。

本研究设计的目标：

3. 研究计划与安排