摘 要

本文对13500DWT成品油/IMOII化学品船的主动力装置及辅助系统主要设备做出了计算选型，并合理完成了机舱布置。船舶动力装置的主要任务是为船舶提供各种能量以及使用这些能量，使船舶得以正常航行并保障人员的正常生活以及完成各种作业等。所以，船舶动力装置是各种能量的产生，传递及消耗的全部机械、设备和系统的有机组合体，是船舶的核心部分。本文的主要内容包括两部分：

其中一部分为根据任务书内容对船舶行驶过程阻力进行估算，得到船舶的有效功率，根据初级匹配计算得到主机功率并对主机进行选型，并由已知数据及计算所得数据选出机舱内设备的型号，编写轮机说明书和机电设备估算书。主机选型过程中，使用爱尔法估算主机功率，爱尔法的优势在于对中小型船舶进行估算时较为准确。而主机功率是通过初步匹配计算来确定的；机舱设备的选择是根据（中国海事局）《船舶与海上设施法定检验规则》（2008）、《钢质海船入级规范》（2018）、《船舶设计使用手册-轮记分册》以及《民用船舶动力装置设计与原理》来确定，包含了燃油系统、滑油系统、冷却水系统、压缩空气系统、舱底水系统、压载水系统、消防系统、生活水系统和机舱通风系统。

另一部分是绘制机舱布置图，根据轮机说明书与机电设备估算书选择的各设备的型号，将设备合理的布置在机舱内。

关键词: 船舶；动力装置；机舱设备；选型；机舱布置

Abstract

In this paper, the main power unit and main engine selection of 13500DWT product oil /IMOII chemical tanker are discussed and analyzed.

The main task of the ship power plant is to provide all kinds of energy for the ship and use them, so that the ship can sail normally and ensure the normal life of the personnel and complete all kinds of operations. Therefore, the ship power device is an organic combination of all the machinery, equipment and systems that generate, transfer and consume all kinds of energy, and it is the core part of the ship. The main content of this article has two, some were content according to the specification of the ship resistance estimation of driving process, to get the actual ship effective power, according to the primary match host power is calculated and the selection of host and chosen by the known data and calculation data from the cabin equipment models, write estimate turbine manual and mechanical and electrical equipment. In the process of main engine selection, the power of main engine is estimated by aer method, which has the advantage of being more accurate in the estimation of small and medium-sized ships. The power of main engine is determined by preliminary matching calculation. Machinery equipment selection is based on the 2008 - international ships statutory inspection technology rules, the regulations for classification of seagoing steel ships (2018), 'round ship design manual - who were' and 'civil ship power plant design and principle of' to determine, including fuel systems, lubricating oil system, cooling water system, compressed air system, bilge water system, water ballast system, fire-fighting system, water system of life, and engine room ventilation system.

The other part is to draw the arrangement plan of the engine room, and arrange the equipment reasonably in the engine room according to the model of each equipment selected in the turbine instruction book and the electromechanical equipment estimation book

Key Words: Ship ；Power point；Equipment；Lectotype

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2拟采用技术方案及措施 2

第2章 轮机说明书 4

2.1 概述 4

2.2 已知 4

2.3 主机功率计算与选型 4

2.3.1用爱尔法估算船舶有效功率 5

2.3.2初级匹配计算 7

2.4 柴油机发电机组 9

2.5 齿轮箱的选择 10

2.6 燃油系统 10

2.6.1 主机耗油率 11

2.6.2辅机耗油量 11

2.6.3 辅锅炉耗油量 11

2.6.4 燃油消耗量 12

2.6.5 燃油储存量 12

2.6.6 油舱容积 12

2.6.7 日用油柜容积 13

3.6.8残油（油泥）舱容积 14

2.6.9 沉淀柜容积 15

2.6.10 主机燃油供给泵与压头 15

2.6.11 燃油输送泵 16

2.6.12 燃油分油机 16

2.7 滑油系统 17

2.7.1 主机滑油分油机 17

2.7.2 主机滑油消耗量 17

2.7.3 辅机滑油消耗量 18

2.7.4 主机滑油循环泵 18

2.7.5 主机滑油循环舱 19

2.7.6 滑油储存舱容积 19

2.8 冷却水系统 19

2.8.1 主机膨胀水箱 20

2.8.2 冷却水泵 20

2.9 压缩空气系统 21

2.9.1 启动空气瓶 21

2.9.2 空压机 22

2.9.3 汽笛空气瓶 23

2.10 舱底水系统 23

2.10.1 舱底水泵 23

2.10.2 舱底油水分离器 24

2.11 压载水系统 25

2.11.1 压载水泵 25

2.12 消防系统 25

2.12.1 消防泵 26

2.12.2 应急消防泵 26

2.13 生活水系统 26

2.13.1 淡水压力柜容积 26

2.13.2 海水压力柜容积 27

2.13.3 压力水柜供给泵 27

2.13.4 生活污水处理装置 29

2.13.5 辅助锅炉给水泵 29

2.14 机舱通风系统 29

2.14.1 机舱通风机的排量 29

2.14.2 机舱通风机压头 31

2.14.3 机舱通风机选型 31

2.15 机舱布置简述 32

2.15.1 概述 32

2.15.2 燃油系统 32

2.15.3 滑油系统 32

2.15.4 冷却水系统 32

2.15.5 压缩空气系统 33

2.15.6 舱底水系统 33

2.15.7 压载系统 33

2.15.8 消防系统 33

2.15.9 通风系统 34

第3章 主要机械设备计算书 38

第4章 主要机械设备明细表 45

第5章 图纸 45

5.1 机舱布置图 45

5.2 主机安装图 50

第6章 结论 45

参考文献 46

致谢 48

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

船舶动力装置的主要任务是:为船舶提供各种能量以及使用这些能量，使船舶得以正常航行并保障人员的正常生活以及完成各种作业等。所以，船舶动力装置是各种能量的产生，传递及消耗的全部机械、设备和系统的有机组合体^[1]。而化学品船，就是主要用于运输高危险品的船，如：盐酸、液碱等腐蚀性较强的化学品。此类船型在众多工业领域中都有较大的发展空间，范围较广^[2]。化学品沿海水运市场的蓬勃发展得益于化工产业的繁荣,大量新增运力投入市场,运力膨胀导致供需矛盾日益严峻^[3]。由于许多化学品带有毒性，且不少化学品易于燃烧或爆炸，因此需要使用特殊的运输工具^[4]。据统计，当今世界上的化学品船可以承运约1100种液态化学品。广义上的油船，指运输各种油类的船舶，其中分类十分繁杂，但本船运输的成品油则是特指原油经过多重加工而得到的成品油。而随着我国成品油需求量持续上涨，炼油能力逐步扩大，对于相关运力的需求也在持续增加，故成品油船在今后一定会成为船舶行业重要的发展方向，基于化学品与成品油船型的特殊性，本文对13500DWT成品油/IMOII化学品船进行讨论与设计。

当前，我国的船舶动力系统主要以四种动力系统为主为主，分别为柴油机动力装置、蒸汽轮机动力装置、电力推进装置和燃气轮机动力装置^[5]。而在以上几种动力系统中，柴油机动力系统占据了重要的比例，主要是柴油机相比于其他几种动力装置有着较为明显的优势，质量轻且具有良好机动性（正倒车迅速），经济性也较高，相比其余动力装置，柴油机的油耗率最低。而随着科技的不断进步和发展，船舶动力装置正在向着联合动力装置发展，几种装置互相取长补短，弥补各自的缺点。^[6]。动力装置可以称作为船舶的“心脏”，作为船舶行驶的原动力，动力系统对船舶行驶安全、航行速度等有着决定性的影响。因此，大力发展动力装置，加强对动力系统的研究对于水上运输有着重要意义^[7]。

柴油机动力装置的优势十分明显，行驶机动性较强，质量较轻，用于成品油船可以装载更多成品油，经济效益高。基于这些优点，我国船舶主要还是使用柴油机动力系统，柴油机动力装置一般有两种类型，分别为四冲程动力装置与二冲程动力装置^[8]。根据转速不同，较低转速的二冲程柴油机动力装置多用于大中型船舶或远洋船舶中，较高转速的四冲程柴油机多用于中小型船舶中^[9]，根据当前动力装置的应用情况来看，柴油机动力系统在我国船舶动力系统中占有较高核心价值^[10]。燃气轮机动力系统相比柴油机动力系统，整体质量和尺寸较小，并且燃气轮机动力系统具备优异的加速性能，因此广泛应用于高速船舶方面，但燃气轮机也有明显的缺陷，即很难使燃油充分燃烧，而在大力提倡环保与减排的今天，这一缺陷十分致命，燃气轮机也可以与其余动力装置组成组合动力系统，这样既能充分发挥燃气轮机的优点，也能发挥燃气轮机的优势^[11]。随着当代科技的不断发展，电力推进技术也在快速发展，这一技术的优点在于可以有力降噪，提高机舱环境^[12]。吊舱式电力推进装置逐渐取代舵机和其操纵机构；通过不断发展和完善综合全电力推进系统，使电力和动力两大系统全面融合的目标得以实现；而且目前在海军舰艇中大量地推广和应用超导电磁推进技术。电力推进装置今后也会得到迅速发展，主要是和其余技术相结合，有效地降低排放和噪音，提升机舱工作环境，做到绿色环保。 ^[13]。

随着经济全球化使得国际间的贸易和交流迅速加强，这为我国航运事业的快速发展提供了机会，，世界船舶的需求量将稳步上升，这为我国船舶工业提供了极其广阔的发展空间^[14]。因此重视对船舶动力装置设计方向的研究将对我国经济贸易及交通方面带来极多便利，对我国运输业和经济发展有着重要意义^[15]。

1.2拟采用技术方案及措施

（1）搜集国内外研究船舶动力装置的中外文文献，认真阅读并整理（翻译ABS相关规范），加深对规范的熟悉程度，为后续工作做铺垫；

（2）根据文献，总结并归纳国内外油化船的发展现状，针对动力装置总体设计，理清动装总体设计的详细流程，期间可以整理本科期间所学知识，有条理的做下笔记，方便后期选用公式及估算选型；

（3）搜集动力装置相关设计参数及校核公式，并进行各系统的建模工作，完成轮机说明书（含主机选型计算）；

（4）学习相关基础知识及软件的使用方法，根据实际计算结果，完成主要机械设备计算书，制作主要机械设备明细表（标明厂家）；

（5）熟悉CAD等绘图软件用法，根据机舱内各设备功用进行分类布置，绘制机舱布置图以及主机安装图。

批 准

日 期

审 核

校 对

编 制

13500DWT成品油/IMOII化学品船

初 步 设 计

轮机说明书

SEP508-401-000SM

数量

修改单号

签 字

日 期

总面积

m²

0.12m³

共12页

会 签

旧底图登记号

底图登记号

第2章 轮机说明书

2.1 概述

主机是推进船舶航行的动力机，在动力装置的设计过程中占有举足轻重的地位。现如今船舶柴油机已经广泛应用于民用船舶、中小型舰艇和常规核潜艇。船舶的各项性能参数都受到主机的影响。主机的主要性能参数包括额定功率、额定转速、平均有效压力、燃油和滑油消耗率、输出扭矩等。

在主机选型过程中，要尽量减小主机重量使得船舶可以获得更高的载重量，增加收益，对船舶行驶时所消耗的燃油和滑油尽量要求低，追求经济性。

2.2 已知

总长：	134.50m
水线长：	128.20m
垂线间长：	126.00m
型宽：	21.00m
型深：	10.50m
设计吃水：	7.60m
载重吨：	13500DWT
排水量：	16800t

2.3 主机功率计算与选型

根据《船舶原理》第七章内容，主机选型主要有三种方法， 第一种是根据船模系列试验来计算，多用于双桨船的阻力估算；第二种为根据母型船数据进行计算，但要求设计船舶与母型船的主尺度比等相应参数比较接近；第三种为根据经验公式估算，也是此次毕业设计所使用的估算方法，本方法的适用范围相较于前两种方法更为广泛，尤其对于中、低速船舶。

2.3.1用爱尔法估算船舶有效功率

爱尔法估算功率的主要过程为，将设计船舶的各项参数与爱尔法所定义的标准参数进行对比，再逐步修正各项参数，最终得到实际行驶船舶的有效功率。

2.3.1.1确定值

确定设计船舶的傅汝德数以及速长比，再根据《船舶原理》相应图表查得值。

式中：傅汝德数

设计航速，, v= 13.5=6.95

设计水线长，128.2m

重力加速度，9.8

算得：=0.196

式中：排水量，,= 16800=15700.9

算得：=5.12

查图可得到值

2.3.1.2系数修正

1）.方形系数的修正

式中：型宽，21m

设计吃水，7.6m

算得：=0.767

根据《船舶原理》，标准方形系数可用以下公式表示

由于本船为单桨船，

式中：标准方形系数

傅汝德数

算得-0.75

因为

所以修正值按下式计算

式中：本船方形系数

标准船方形系数

算得：=-23.47

2）.宽度吃水比的修正

当宽度吃水比不等于2时，为加上一修正值，

算得：-24.86

3）.浮心纵向位置的修正

由于本船的值与标准船舶不符，应为系数附加一修正值。但是由于本船的标准纵向浮心位置不清楚，所以默认实际浮心位置与标准纵向浮心位置重合，所以0。

4）.水线长度的修正

由于本船实际水线长与标准船型不符，应该对进行修正，即为附加一修正值。

式中：垂线间长，126m

2.3.1.3实船有效功率

经上述四项修正后，可根据下式计算得到实际设计船舶的有效功率

式中：实船有效功率，kW

设计航速，kn

排水量，t

算得：2197.93Kw

2.3.2初级匹配计算

根据《民用船舶动力装置原理与设计》，机桨匹配初步计算的思路为在一定转速范围内，令机桨功率匹配，求得各转速对应的桨的参数，从中找到效率最大点，该点对应桨及主机即为所求。此阶段不仅要确保机-桨匹配，满足设计船舶航速，又要考虑船舶经济性，使主机功率尽可能小。

2.3.2.1船身效率

1）伴流分数

使用泰勒公式计算伴流分数，由于泰勒公式适用于海船，对单螺旋桨船有：

式中：伴流分数

本船方形系数，根据上述计算，0.767

算得：0.334

2）推力减额分数

对单螺旋桨船：

式中：对流线型舵或反应舵：，对方形舵柱的双板舵:，对单板舵:。这里选择流线型舵，取0.5。

伴流分数，0.334

算得：0.167

3）船身效率

算得：

2.3.2.2相对旋转效率

根据《民用船舶动力装置原理与设计》查得相对旋转效率约为0.96-1.05。这里选择0.99

2.3.2.3相对旋转效率

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