最新船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)-wenkub
2022-08-29 19:32:55 本頁面
【正文】 利用目前的實(shí)船進(jìn)行計(jì)算公式的驗(yàn)證，還有一些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的反推導(dǎo)（特別是一些廠家自己的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)）7，膨脹水箱；8，補(bǔ)充開發(fā)設(shè)計(jì)需要的部分，參考《船舶管舾裝設(shè)計(jì)工藝實(shí)用手冊》前言（目的）以《船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊輪機(jī)分冊》國防工業(yè)出版社為藍(lán)本，將其中的冷卻水系統(tǒng)做了進(jìn)一步內(nèi)容擴(kuò)展和深化描述，提供給詳細(xì)設(shè)計(jì)人員參考。參考《船舶管舾裝設(shè)計(jì)工藝實(shí)用手冊》，補(bǔ)充一部分工程計(jì)算公式；系統(tǒng)發(fā)展核心：1， 穩(wěn)定調(diào)節(jié)；2， 節(jié)省能源，余熱循環(huán)利用；3， 節(jié)省成本，替代方案的方式；關(guān)鍵詞：將冷卻水穩(wěn)定可靠的輸送到需要冷卻的設(shè)備中：這個(gè)可靠和穩(wěn)定來源于幾個(gè)參數(shù)：穩(wěn)定的壓力，穩(wěn)定的流量，穩(wěn)定的溫度，穩(wěn)定的水質(zhì)（這個(gè)水質(zhì)包含化學(xué)成分穩(wěn)定不結(jié)垢，物理成分穩(wěn)定，極少氣泡，氣泡會(huì)影響熱交換器的效率）冷卻水系統(tǒng)目錄1， 范圍2， 冷卻水系統(tǒng)的基本形式3， 系統(tǒng)形式的選擇4， 冷卻水系統(tǒng)實(shí)例5， 中央冷卻系統(tǒng)熱平衡計(jì)算6， 冷卻水系統(tǒng)的主要設(shè)備配置要點(diǎn)7， 制淡裝置（造水機(jī)）8， 具有冰區(qū)航行船級符號船舶的冷卻水系統(tǒng)特殊要求9， 海水進(jìn)水閥操縱位置的要求10， 冷卻水系統(tǒng)的溫控閥11， 冷卻水系統(tǒng)的節(jié)流孔板12， 冷卻水系統(tǒng)的泵13， 冷卻水系統(tǒng)的膨脹水箱冷卻水系統(tǒng)1， 冷卻水系統(tǒng)的基本形式冷卻水系統(tǒng)的基本形式見表1，冷卻水系統(tǒng)開式冷卻水系統(tǒng)閉式冷卻水系統(tǒng)常規(guī)冷卻水系統(tǒng)中央冷卻水系統(tǒng)混合式中央冷卻水系統(tǒng)獨(dú)立式中央冷卻水系統(tǒng)自流式中央冷卻水系統(tǒng)混合式冷卻水系統(tǒng)注解：（1），所謂開式和閉式冷卻水系統(tǒng)是指柴油機(jī)本身冷卻水系統(tǒng)而言。（潛在問題：船內(nèi)海水泄露，在與柴油機(jī)連接的彈性管配置不正確時(shí)容易出現(xiàn)，已有其他公司的海拖因?yàn)檫@個(gè)彈性管破裂造成沉船）（2），在閉式系統(tǒng)中，柴油機(jī)是用淡水冷卻，而淡水在經(jīng)過熱交換器用舷外水冷卻。（蒸汽貨泵系統(tǒng)的真空冷凝器還在獨(dú)立使用海水直接冷卻）（4），在柴油機(jī)的淡水冷卻系統(tǒng)中，有高溫水回路和低溫水回路。（6），在獨(dú)立式中央冷卻系統(tǒng)（I型）中，對某些船舶，他的中央冷卻器也可以設(shè)計(jì)為用自流海水冷卻（利用船舶航行的速度），這種稱為自流式中央冷卻系統(tǒng)。2） 中央冷卻系統(tǒng)中，基本推薦采用獨(dú)立式中央冷卻水系統(tǒng)（瓦錫蘭的蘇爾壽柴油機(jī)也有推薦采用混流式中央冷卻水系統(tǒng)）。大同小異，各個(gè)系列的柴油冷卻系統(tǒng)各有特色。（3） 全船動(dòng)力裝置冷卻水系統(tǒng)；1）低速機(jī)動(dòng)力裝置：a，常規(guī)冷卻系統(tǒng)，除了為主機(jī)設(shè)置缸套淡水冷卻泵，海水冷卻泵；另外需要為輔助柴油機(jī)、空壓機(jī)、空調(diào)、冷藏、大氣冷凝器、真空冷凝器等裝置配置海水泵；b，中央冷卻系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)計(jì)成包括主機(jī)在內(nèi)的整個(gè)動(dòng)力裝置的中央冷卻水系統(tǒng)，所有設(shè)備均用淡水冷卻，包括輔助柴油機(jī)、空壓機(jī)、空調(diào)、冷藏、大氣冷凝器、真空冷凝器等裝置；（如今因?yàn)檎婵绽淠髦皇窃谘b貨卸貨時(shí)開啟，使用頻率較低，故設(shè)置真空冷凝器為獨(dú)立的海水冷卻，降低淡水冷卻的系統(tǒng)負(fù)荷和成本）2）中速機(jī)動(dòng)力裝置：a，主機(jī)采用制造廠推薦的獨(dú)立的中央冷卻水系統(tǒng)，而輔助柴油機(jī)和其他機(jī)械設(shè)備用各自的冷卻系統(tǒng)（案例：半潛船，主機(jī)獨(dú)立一套，輔助設(shè)備獨(dú)立一套，各自分開）b，包括主機(jī)在內(nèi)的所有機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)成整套中央冷卻水系統(tǒng)，（案例：目前凝析油輪，所有設(shè)備采用統(tǒng)一的中央板冷，并且高低溫混流，要點(diǎn)是平衡主機(jī)和輔助設(shè)備之間的水量和出口水壓）表2常規(guī)冷卻系統(tǒng)中央冷卻系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)（1） 主機(jī)僅需設(shè)置兩套冷卻水泵，海水冷卻泵，缸套水冷卻泵；（2） 管路系統(tǒng)簡單；（3） 初始投資較低（1） 用海水冷卻的冷卻器僅需一套（1只，或者2只）（2） 其他冷卻器均用淡水冷卻，材料要求低，因而價(jià)格低；（3） 需要耐腐蝕的海水管路短；（4） 、冷卻器維修量??；（5） 傳熱效果好；缺點(diǎn)（1） 所有冷卻器都用海水冷卻，因此維修量大；（2） 需要另外配置其他機(jī)械設(shè)備用的海水冷卻泵；（3） 需要耐腐蝕的海水管路長；（1） 有3個(gè)冷卻回路，因而需要設(shè)置3套冷卻水泵；海水冷卻泵，低溫水冷卻泵，高溫水冷卻泵；（2） 初始投資高；返回目錄3， 冷卻水系統(tǒng)實(shí)例；手上的實(shí)船案例：同樣的系統(tǒng)有細(xì)微的差別：獨(dú)立式中央冷卻水系統(tǒng)；OK凝析油船：混流式中央冷卻水系統(tǒng) OK5萬噸半潛船：分別獨(dú)立式中央冷卻水系統(tǒng) OKHAFNIA 75000（有發(fā)電機(jī)缸套水為主機(jī)停車暖缸）：獨(dú)立式中央冷卻水系統(tǒng)海工拖船：直接海水冷卻的系統(tǒng)；OK海工船，中央冷卻水系統(tǒng) OK集裝箱船；自流式冷卻水系統(tǒng)返回目錄4， 中央冷卻系統(tǒng)熱平衡計(jì)算；在初步熱平衡計(jì)算之后，在中央板冷熱交換功率和中央冷卻水泵排量，主冷卻海水泵排量理論值的基礎(chǔ)上，按照規(guī)格書要求百分比的量進(jìn)行訂貨。（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℃。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(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）。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）。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(gè)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)。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%。預(yù)熱時(shí)間一般為6H，環(huán)境溫度40℃，加熱能力為每缸9KW。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)格書規(guī)定的制淡量（t/24H，噸每天） 轉(zhuǎn)化系數(shù)。3） 制淡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按照SELZER推薦，當(dāng)Q’JW≤40%QJW時(shí)，僅能在主機(jī)負(fù)荷50%以上時(shí)使用；當(dāng)Q’JW在實(shí)際可用熱量的40%以上（最高只能到85%）時(shí)，應(yīng)在缸套水進(jìn)制淡裝置處裝設(shè)溫度控制閥。2） 入DNV級的ICEC級冰區(qū)加強(qiáng)的船舶，應(yīng)做到：a. 一只海水箱應(yīng)位于接近船中心線處，并盡量靠后；b. 至少一只海水箱有足夠高度，以使冰積聚在泵吸口以上；c. 冷卻海水排出管，也應(yīng)以同樣管徑接一路到至少一只海水箱；（2） 對具有按照1985年芬蘭瑞典冰級規(guī)則的IC符號以上的船舶（CCS/Ice Class B3以上， GL/E1以上， LR/IC以上，DNV/ICEC以上），至少一只海水箱
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