1000立方抛石船主推进装置及动力、辅助系统设计毕业论文

2020-02-18 10:35:34

摘要

本文以1000立方自航开体抛石船为设计对象，根据所给定的初始数据出发，结合所学课程及图书馆、文献库等渠道的相关资料，对1000立方自航开体抛石船的动力系统进行完整的设计工作。

论文主要说明如何依靠给定的总长、型宽、型深、方形系数、设计吃水、续航力、设计航速等多种数据，结合实际应用环境的相关条件，进行主机选型及论证、机桨配合和校验、机舱主要设备估算、机舱设备布置等工作。船舶的航行过程就是在水面或水中克服阻力行动的过程，而克服阻力便依靠动力系统的正常工作。船舶主推进动力装置就是将作为动力源的发动机（或其他动力设备）发出的功率转化为船舶推力的装置以此来克服阻力保障船舶的行动能力。因此合理地选取动力系统各项设备并对其工作进行合理协调尤其重要。

为保证设计成果的准确性和直观性，还在设计过程结束后利用AutoCAD软件进行图纸的绘制工作。绘制的图表包括机舱布置图、两张机舱横剖图、纵剖图以及系统原理图，最后完成了设计说明书，设备明细表以及专题小论文。

关键词：1000立方自航开体抛石船；动力系统设计；机舱规划；机桨匹配

Abstract

In this article we set the 1000 cubic self-propelled open body stone damper as design object.According to the given initial data, combined with the courses and profile of the channel such as library, aaa,to finish the design work of 1000 cubic self-propelled open body damper's ship power system.

Thesis mainly illustrates how to rely on a given length, breadth, depth of type, block coefficient, design draft, endurance, speed, and other data. Combined with the relevant conditions of the practical application environment to finish the work. Complete the work of host selection and engine propeller matching, the choice work of engine room equipment, the arrangement work of engine room equipment step by step. Ship's main propulsion power installation is the key to ensure the power of the engine can be convert to the thrust device of the ship.It is particularly important to select a reasonable dynamic system, equipment and the reasonable coordination of working

To ensure the accuracy of design results and intuitive, after the design we draw blueprints of design work by AutoCAD. There are engine room arrangement blueprint, engine room buttock blueprint, two engine room cross-cutting blueprints and principle blueprint of the whole ship power system.

Key words: 1000 cubic self-propelled open body damper; shipping power system design; engine room arrangement; engine propeller matching.

第1章绪论 1

1.1 设计背景与意义 1

1.2 研究现状分析 1

1.3 研究目的 2

第2章主机选型 3

2.1 初级匹配设计 3

2.1.1 阻力计算 3

2.1.1.1 摩擦阻力计算 3

2.1.1.2 剩余阻力计算 4

2.1.1.3 其他阻力计算 5

2.1.1.4 总阻力计算 5

2.1.2 功率计算 5

2.1.3 主机选型 6

2.2 终级匹配设计 8

第3章船舶主要机械设备估算 10

3.1 已知数据 10

3.2 燃油系统 10

3.2.1 主机的燃油消耗总量 10

3.2.2 辅机的燃油消耗总量 10

3.2.3 轻柴油和重柴油的消耗总量 11

3.2.4 轻柴油和重柴油的油舱容积 11

3.2.5 主机和辅机的日用油柜 12

3.2.6 油渣柜容积 13

3.2.7 污油柜容积 13

3.2.8 沉淀柜容积 13

3.2.9 燃油供给泵排量与压头 13

3.2.10 燃油输送泵排量与压头 14

3.2.11 燃油分油机排量 14

3.3 滑油系统 14

3.3.1 主机的滑油消耗总量 14

3.3.2 辅机的滑油消耗总量 15

3.3.3 滑油储油舱容积 15

3.3.4 滑油循环泵 16

3.3.5 滑油循环柜 16

3.3.6 滑油沉淀柜 17

3.3.7 滑油污油柜 17

3.3.8 滑油分油机 17

3.3.9 油渣柜容积 17

3.3.10 滑油输送泵 18

3.4 冷却系统 18

3.4.1 膨胀水箱 18

3.4.2 淡水冷却水泵流量与压头 18

3.4.3 海水冷却水泵流量与压头 19

3.5 空气压缩系统 19

3.5.1 空气瓶 19

3.5.2 空气瓶排量 20

3.6 舱底水系统 21

3.6.1 舱底水管 21

3.6.2 舱底水泵 21

3.6.3 舱底油水分离器 21

3.7 压载水系统 22

3.8 消防系统 22

3.8.1 消防泵 22

3.8.2 应急消防泵 23

第4章船舶主要机械设备 24

第5章轮机说明书 28

5.1 概述 28

5.2 主要机械设备 28

5.2.1 主机设备 28

5.2.2 齿轮箱 29

5.2.3 弹性联轴节 29

5.2.4 柴油发电机组 29

5.2.5 艏侧推 31

5.2.6 泵 31

5.2.7 空气压缩机组 32

5.2.8 空调器 33

5.2.9 舱底油污水分离器 33

5.2.10 机舱通风机 34

5.2.11 舱柜 34

5.2.12 CO₂灭火装置 34

5.2.13其他设备 34

5.3 机舱布置 35

5.4 轴系 35

5.5 主要管路系统 35

5.5.1 概述 35

5.5.2 燃油系统 36

5.5.3 滑油系统 36

5.5.4 冷却水系统 37

5.5.5 排水系统 37

5.5.6 舱底、压线、消防系统 37

5.6 压缩空气系统 37

5.7 生活供水系统 38

5.8 通风及空调系统 38

5.8.1 机舱通风 38

5.8.2 艏侧推机舱通风 38

5.8.3 浴室、厨房、厕所的通风 38

结束语 39

参考文献 40

附录一专题小论文 42

附录二文献综述 44

致谢 50

第1章绪论

1.1 设计背景与意义

在堤防及其他沿水建造过程中，抛石落料是常见的施工措施或阶段。在这一阶段中，人工抛投或其他工程机械抛投是常见的手段。近些年来随着人力成本的上涨和力工数量的减少，人工抛投无论从施工时间还是施工成本上来讲，其劣势逐渐凸显。而其他陆路机械诸如挖掘机等受制于其自身通过能力，在复杂的沿水环境下无法进入现场工作或者工作难度巨大。而抛石船则可以沿水系到达施工现场并可以快速高效地抛石落料。其成本优势人力优势和施工难度优势显而易见。因此。抛石船在围垦海涂、填造堤坝、修建码头等水工工程施工中经常被使用。

1.2研究现状分析

据部分参考文献和相关学术报告，上世纪八十年代起我国抛石船应用正式进入高速发展阶段。1981年11月18日，由中国船舶工业总公司上海船舶设计院设计,富春江造船厂制造的用于沿海岛屿及海湾围海造田工程的80立方抛石专用船舶成功交付浙江省农垦局使用。1984年，由我国自行研制并全部采用国产材料与设备的300米开体自航抛石船于渤海造船厂建成,并于1985年7月成功地完成了海上重载作业试航。该船由中国船舶及海洋工程设计研究院设计,是一艘自航、双片体、柴油机双桨推进、液压操纵的对开式运石、抛石船。它可配合铲扬式挖掘船或斗式挖掘船等船只进行作业,载运各种土石自行抛卸。而近年来，抛石船的发展更是日新月异。2015年4月6日,江苏太平洋造船集团股份有限公司下属浙江造船厂正式开工建造E169抛石船全球首制船。E169抛石船采用了真正意义上的3级动力定位系统DP3,属于国际海事组织界定的最高动力定位级别,是精度准、抗风险能力强的船舶定位系统。2017年，由振华重工牵头承担的中国交建科研项目"落管抛石船技术研究"完成基本的设计研发工作。该研发项目能够实现精准抛石,基本满足我国绝大部分海上平台、管线、电缆、油气田、风电场的抛石需求,打破了国外落管抛石技术的垄断。而实际上相关的科研或建造的例子不胜枚举，这些都反映出现如今国内抛石船相关领域的创新突破与良好的发展前景。

1.3研究目的

选取1000立方抛石船主推进装置及动力、辅助系统设计作为毕业设计课题的目的正是在这种抛石船积极发展的大趋势的前提下，熟悉并了解抛石船，掌握其主推进装置和动力装置、辅助系统的布局、结构等相关知识。并结合本科期间所学习的船舶动力装置、船舶辅机、船舶原理、内燃机学、船舶机械检验和船舶修造工艺学等专业课程知识进行设计工作，强化对所学知识的理解，加深实践能力，保证将理论知识运用到实际问题中的本领得到锻炼。同时也能了解到船舶行业的发展现状特别是抛石船的未来发展趋势。此外此次设计还对工程制图软件和office办公软件的应用熟练程度的加深起到了极大的帮助作用。而在这些环节中更可以锻炼对文献的查阅和理解能力以及在设计过程中各方面的协调能力，对日后正确的工作思维和良好的工作习惯的建立打下基础。

第2章主机选型

在这一环节中，将从给定的船舶主尺度出发，依照毕业设计任务书要求和船舶设计规范要求，对主机和配套设备如螺旋桨等进行初步计算，并结合市面的主机产品目录进行选型，并以此为基础进一步对螺旋桨选型并进行机桨匹配。

2.1初级匹配设计

根据毕业设计任务书中指出的船舶主尺度及相关参数，通过计算阻力来确定主机需要的功率并进行船机桨的初步设计。

表2-1 1000立方自航开体抛石船的主尺度及相关参数表