最新船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)-文庫(kù)吧
2025-07-17 19:32 本頁(yè)面
【正文】 全熱絕緣）；其中：溫升/溫降 度（℃）熱交換量H – 千卡（kcal）介質(zhì)流量Q – 千克/小時(shí)（kg/h）介質(zhì)比熱C – 千卡/千克*開(kāi)（kcal/kg*k）單位換算常數(shù)： 1 kW=860 kcal/h淡水密度1000kg/m3海水密度1025 kg/m3這個(gè)公式用于熱平衡計(jì)算的總表格，屬于理論計(jì)算。（2） 計(jì)算步驟，冷卻系統(tǒng)形式確定后，需要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。步驟如下：1） 確定流程圖；（或者是冷卻系統(tǒng)流向圖）2） 將主機(jī)及其他設(shè)備的已知參數(shù)輸入流程圖；3） 輸入環(huán)境參數(shù)；（通常規(guī)格書(shū)定義的參數(shù)）4） 進(jìn)行第一次預(yù)算，初步確定其余參數(shù)；5） 初步確定配套設(shè)備的規(guī)格；6） 由中央冷卻制造廠進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)（通常是板冷廠家計(jì)算），最終確定冷卻器等配套設(shè)備的規(guī)格；對(duì)于中央板冷的污垢系數(shù)看規(guī)格書(shū)要求，通常設(shè)置在15%；7） 注意：因?yàn)楹Ｋ跍囟壬仙龝r(shí)，鹽析現(xiàn)象加重，為避免過(guò)快的鹽析，板冷的海水出口計(jì)算溫度通常選在44℃及以下。（3） 計(jì)算實(shí)例；（計(jì)劃采用現(xiàn)有船型：凝析油船）（4） 計(jì)算要點(diǎn)；1） 各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的溫度值選擇：需要控制中央板冷海水出口的溫度防止鹽析發(fā)生，鹽析溫度范圍在50℃到55℃。另，為了機(jī)械部件冷卻熱應(yīng)力正常，柴油機(jī)的淡水進(jìn)出口溫差控制在10℃到15℃之間，具體以廠家指導(dǎo)文件為準(zhǔn)。2） 主機(jī)及各機(jī)械設(shè)備的熱交換量及冷卻水流量可按照設(shè)備廠家規(guī)定。3） %%。4） 海水溫度32℃（除非規(guī)格書(shū)另外指定，或者有專(zhuān)門(mén)的冬季工況要求），低溫冷卻淡水溫度為36℃（除非主機(jī)廠家有特殊要求，MAN機(jī)指導(dǎo)文件建議實(shí)際調(diào)試盡可能低）。5） 中央冷卻器，海水冷卻泵及低溫淡水冷卻泵的配置有幾種方案，見(jiàn)表：中央冷卻器海水冷卻泵低溫淡水冷卻泵常用方案I2X50%3X50%3X50%常用方案II2X100%2X100%2X100%常用方案III2X50%，或者1X100%2X100%+1X停泊或2X100%變速或2X50%+1X50/100%變速2X100%+1X停泊注意：變速泵因價(jià)格問(wèn)題較貴，除非船東指定，船廠一般不做推薦。返回目錄5， 冷卻水系統(tǒng)的主要設(shè)備配置要點(diǎn)（1） 冷卻器通常，在常規(guī)冷卻系統(tǒng)中多采用管殼式冷卻器（也有部分采用板式冷卻器），而在中央冷卻系統(tǒng)中則采用板式冷卻器，但是自流式冷卻器為管殼式。其他設(shè)備中的冷卻器（如齒輪箱滑油冷卻器，大氣冷凝器，制冷機(jī)組冷凝器等）均采用管殼式。1） 板式冷卻器船舶設(shè)計(jì)時(shí)通常由板式冷卻器廠家對(duì)其進(jìn)行計(jì)算和選型（板數(shù)，流動(dòng)形式，阻力，液泵所需功率等）。由于所選的板數(shù)，流動(dòng)形式與液流阻力、所需液泵的功率有密切關(guān)系，而板數(shù)多少與價(jià)格相關(guān)，阻力大小影響營(yíng)運(yùn)費(fèi)用，故此用戶向板冷制造廠家提供有關(guān)參數(shù)（發(fā)熱交換量，進(jìn)出口參數(shù)，介質(zhì)流量）后，制造廠有責(zé)任進(jìn)行計(jì)算并作出最佳選擇，然后交給設(shè)計(jì)部門(mén)和船廠認(rèn)可。對(duì)冷卻介質(zhì)為海水的板式冷卻器，板材為鈦合金。而非海水則用不銹鋼AISI316（American Iron and Steel Institute）.2） 管殼式冷卻器通常，由該設(shè)備制造廠進(jìn)行計(jì)算，選型（流向）。但在估算冷卻面積時(shí)可用下述公式其中 A – 管殼式冷卻器冷卻面積（m2） QW– 熱交換量（KW）η– 清潔系數(shù)（另稱(chēng)污垢系數(shù)） h – 傳熱系數(shù)（W/m2*K）對(duì)淡水冷卻器 h=35004000對(duì)滑油冷卻器 h=256410對(duì)各個(gè)管殼式冷卻器廠家來(lái)說(shuō)，h的數(shù)值不同，可以用最終結(jié)果和系統(tǒng)參數(shù)反推廠家的h系數(shù)。△t – 對(duì)數(shù)平均溫差（K），計(jì)算公式如下：多數(shù)管殼式熱交換器按照混合流設(shè)計(jì)，上述公式中：t’1 – 被冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）t’2 – 被冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度（℃）t2 – 冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）t1 – 冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度（℃）△t也可以用其他公式計(jì)算：t’1 – 被冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度（℃）t’2 – 被冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）t2 – 冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度（℃）t1 – 冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）（2） 冷卻水泵1） 對(duì)常規(guī)冷卻系統(tǒng)，不論海水冷卻泵，低溫淡水冷卻泵，高溫淡水冷卻泵均以1+1形式配置，即一臺(tái)常用，一臺(tái)備用。2） 對(duì)中央冷卻系統(tǒng)，冷卻水泵的配置見(jiàn)前表格。（3） 缸套水預(yù)熱器缸套水預(yù)熱器可用蒸汽（有輔助鍋爐），熱水（可以用發(fā)電機(jī)缸套水），電等方式。1） MAN低速機(jī)要求缸套水出口溫度最低為50℃，預(yù)熱水量最少是10%缸套水冷卻泵排量，加熱器加熱能力是主機(jī)L1點(diǎn)功率的1%。在這種情況下能使主機(jī)缸套水在12H內(nèi)升溫35℃。2） SULZER低速級(jí)要求缸套水出口溫度最少為60℃，預(yù)熱水量為5%缸套水冷卻泵排量。對(duì)加熱器的加熱能力則與加熱時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)。預(yù)熱時(shí)間一般為6H，環(huán)境溫度40℃，加熱能力為每缸9KW。（4） 膨脹水箱閉式冷卻系統(tǒng)均應(yīng)設(shè)置膨脹水箱，安裝在一定高度，用以保持冷卻淡水泵吸入口正壓頭以及補(bǔ)充管路淡水泄露損失和熱膨脹。柴油機(jī)制造廠對(duì)各型柴油機(jī)所需要的膨脹水箱的容量和安裝高度均有具體規(guī)定，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)注意查閱廠家最新的指導(dǎo)書(shū)。（5） 海水箱（海底門(mén)）1） 至少需要設(shè)置兩只海水箱，布置于兩舷，且盡可能低；2） 對(duì)需要進(jìn)入淺水道的船舶可增加一個(gè)高位海水箱；3） 僅用一個(gè)海水箱就能滿足所有用水需求；4） 每個(gè)海水箱應(yīng)設(shè)置空氣管（根部安裝截止閥），空氣管口應(yīng)伸出艙壁甲板，海水箱進(jìn)水格柵上下的船體外板可開(kāi)4個(gè)流沙和透氣的小孔；5） 每只海水箱需要裝設(shè)蒸汽和壓縮空氣沖洗管，對(duì)準(zhǔn)格柵，壓縮空氣壓力可為24bar；6） 海水箱內(nèi)部應(yīng)裝置防腐蝕鋅塊；7） 有冰區(qū)加強(qiáng)入籍符號(hào)的船舶，海水箱要求見(jiàn)冰區(qū)的特殊要求；返回目錄6， 制淡裝置（造水機(jī)）（1） MAN低速機(jī)1） 實(shí)際可用熱量計(jì)算其中 QJW – 實(shí)際可用熱量（KW）QL1 – L1點(diǎn)的缸套水熱交換量（見(jiàn)主機(jī)說(shuō)明書(shū)）（KW）qJW% SMCR點(diǎn)或優(yōu)化點(diǎn)O的缸套水熱交換量修正系數(shù)（見(jiàn)主機(jī)說(shuō)明書(shū)）；Kp – CSR時(shí)缸套水熱交換量的修正系數(shù)（見(jiàn)主機(jī)說(shuō)明書(shū)）； – 考慮各種環(huán)境溫度及主機(jī)設(shè)計(jì)的綜合修正系數(shù)。2） 實(shí)際需要熱量計(jì)算當(dāng)指定制淡量后，可求出實(shí)際需要的熱量Q’JW其中 Q’JW – 實(shí)際需要熱量（KW）M’jw– 船舶建造規(guī)格書(shū)規(guī)定的制淡量（t/24H，噸每天） 轉(zhuǎn)化系數(shù)。實(shí)例：5萬(wàn)噸半潛船，主發(fā)電機(jī)2X8L32,3840X2=7680KW造水18 t/24h，實(shí)際需求熱量540KW，對(duì)比功率占比540/7680=%估算數(shù)值是30KW產(chǎn)生一噸水，在設(shè)備訂貨估算時(shí)可用30KW到33KW產(chǎn)生1噸水來(lái)估算造水機(jī)。（這個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值對(duì)于低速機(jī)和中速機(jī)一樣適用，用于訂貨快速計(jì)算適用，當(dāng)然還是需要公式來(lái)校驗(yàn)和廠家依據(jù)設(shè)備本身的性能進(jìn)行校準(zhǔn)）3） 制淡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按照MAN的推薦，當(dāng)Q’jw≤50%*QL1*qj
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