最新船舶冷卻水系統(tǒng)設計指導-文庫吧
2025-07-17 19:32 本頁面
【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（kg/h）介質(zhì)比熱C – 千卡/千克*開（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這個公式用于熱平衡計算的總表格，屬于理論計算。（2） 計算步驟，冷卻系統(tǒng)形式確定后，需要進行熱平衡計算。步驟如下：1） 確定流程圖；（或者是冷卻系統(tǒng)流向圖）2） 將主機及其他設備的已知參數(shù)輸入流程圖；3） 輸入環(huán)境參數(shù)；（通常規(guī)格書定義的參數(shù)）4） 進行第一次預算，初步確定其余參數(shù)；5） 初步確定配套設備的規(guī)格；6） 由中央冷卻制造廠進行詳細設計（通常是板冷廠家計算），最終確定冷卻器等配套設備的規(guī)格；對于中央板冷的污垢系數(shù)看規(guī)格書要求，通常設置在15%；7） 注意：因為海水在溫度上升時，鹽析現(xiàn)象加重，為避免過快的鹽析，板冷的海水出口計算溫度通常選在44℃及以下。（3） 計算實例；（計劃采用現(xiàn)有船型：凝析油船）（4） 計算要點；1） 各個關鍵點的溫度值選擇：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，為了機械部件冷卻熱應力正常，柴油機的淡水進出口溫差控制在10℃到15℃之間，具體以廠家指導文件為準。2） 主機及各機械設備的熱交換量及冷卻水流量可按照設備廠家規(guī)定。3） %%。4） 海水溫度32℃（除非規(guī)格書另外指定，或者有專門的冬季工況要求），低溫冷卻淡水溫度為36℃（除非主機廠家有特殊要求，MAN機指導文件建議實際調(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：變速泵因價格問題較貴，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)的主要設備配置要點（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。其他設備中的冷卻器（如齒輪箱滑油冷卻器，大氣冷凝器，制冷機組冷凝器等）均采用管殼式。1） 板式冷卻器船舶設計時通常由板式冷卻器廠家對其進行計算和選型（板數(shù)，流動形式，阻力，液泵所需功率等）。由于所選的板數(shù)，流動形式與液流阻力、所需液泵的功率有密切關系，而板數(shù)多少與價格相關，阻力大小影響營運費用，故此用戶向板冷制造廠家提供有關參數(shù)（發(fā)熱交換量，進出口參數(shù)，介質(zhì)流量）后，制造廠有責任進行計算并作出最佳選擇，然后交給設計部門和船廠認可。對冷卻介質(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，由該設備制造廠進行計算，選型（流向）。但在估算冷卻面積時可用下述公式其中 A – 管殼式冷卻器冷卻面積（m2） QW– 熱交換量（KW）η– 清潔系數(shù)（另稱污垢系數(shù)） h – 傳熱系數(shù)（W/m2*K）對淡水冷卻器 h=35004000對滑油冷卻器 h=256410對各個管殼式冷卻器廠家來說，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)?！鱰 – 對數(shù)平均溫差（K），計算公式如下：多數(shù)管殼式熱交換器按照混合流設計，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)進口溫度（℃）t2 – 冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）t1 – 冷卻介質(zhì)進口溫度（℃）△t也可以用其他公式計算：t’1 – 被冷卻介質(zhì)進口溫度（℃）t’2 – 被冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）t2 – 冷卻介質(zhì)進口溫度（℃）t1 – 冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）（2） 冷卻水泵1） 對常規(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，即一臺常用，一臺備用。2） 對中央冷卻系統(tǒng)，冷卻水泵的配置見前表格。（3） 缸套水預熱器缸套水預熱器可用蒸汽（有輔助鍋爐），熱水（可以用發(fā)電機缸套水），電等方式。1） MAN低速機要求缸套水出口溫度最低為50℃，預熱水量最少是10%缸套水冷卻泵排量，加熱器加熱能力是主機L1點功率的1%。在這種情況下能使主機缸套水在12H內(nèi)升溫35℃。2） SULZER低速級要求缸套水出口溫度最少為60℃，預熱水量為5%缸套水冷卻泵排量。對加熱器的加熱能力則與加熱時間和環(huán)境溫度有關。預熱時間一般為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)均應設置膨脹水箱，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充管路淡水泄露損失和熱膨脹。柴油機制造廠對各型柴油機所需要的膨脹水箱的容量和安裝高度均有具體規(guī)定，設計系統(tǒng)時注意查閱廠家最新的指導書。（5） 海水箱（海底門）1） 至少需要設置兩只海水箱，布置于兩舷，且盡可能低；2） 對需要進入淺水道的船舶可增加一個高位海水箱；3） 僅用一個海水箱就能滿足所有用水需求；4） 每個海水箱應設置空氣管（根部安裝截止閥），空氣管口應伸出艙壁甲板，海水箱進水格柵上下的船體外板可開4個流沙和透氣的小孔；5） 每只海水箱需要裝設蒸汽和壓縮空氣沖洗管，對準格柵，壓縮空氣壓力可為24bar；6） 海水箱內(nèi)部應裝置防腐蝕鋅塊；7） 有冰區(qū)加強入籍符號的船舶，海水箱要求見冰區(qū)的特殊要求；返回目錄6， 制淡裝置（造水機）（1） MAN低速機1） 實際可用熱量計算其中 QJW – 實際可用熱量（KW）QL1 – L1點的缸套水熱交換量（見主機說明書）（KW）qJW% SMCR點或優(yōu)化點O的缸套水熱交換量修正系數(shù)（見主機說明書）；Kp – CSR時缸套水熱交換量的修正系數(shù)（見主機說明書）； – 考慮各種環(huán)境溫度及主機設計的綜合修正系數(shù)。2） 實際需要熱量計算當指定制淡量后，可求出實際需要的熱量Q’JW其中 Q’JW – 實際需要熱量（KW）M’jw– 船舶建造規(guī)格書規(guī)定的制淡量（t/24H，噸每天） 轉(zhuǎn)化系數(shù)。實例：5萬噸半潛船，主發(fā)電機2X8L32,3840X2=7680KW造水18 t/24h，實際需求熱量540KW，對比功率占比540/7680=%估算數(shù)值是30KW產(chǎn)生一噸水，在設備訂貨估算時可用30KW到33KW產(chǎn)生1噸水來估算造水機。（這個經(jīng)驗數(shù)值對于低速機和中速機一樣適用，用于訂貨快速計算適用，當然還是需要公式來校驗和廠家依據(jù)設備本身的性能進行校準）3） 制淡系統(tǒng)的設計按照MAN的推薦，當Q’jw≤50%*QL1*qj
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