最新船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)(文件)
【正文】 應(yīng)符合以下要求；1） 海水箱的進(jìn)口應(yīng)盡可能位于接近船中心線處，且盡可能靠近船尾；2） 海水箱應(yīng)有足夠的高度，以使冰塊積聚在泵吸口以上。為符合這個(gè)要求，需進(jìn)行浸水計(jì)算，以確定操縱位置的高度。（4） 具體的計(jì)算方法和步驟如下：1） 簡(jiǎn)單計(jì)算法；a. 先算出船級(jí)社要求的10min或30min的浸水量；其中 W – 海水浸水量（m3）T –浸水時(shí)間（10min或者30min）A – 海水總管最大橫截面積（m2）H0–夏季載重水線與海水總管的位差（m）K – 閥的流量系數(shù)（）b. 按照機(jī)艙容積高度曲線，查出10min或者30min浸水量W的高度hc. 海水進(jìn)水閥操縱位置的高度只需要等于大于h，一般在某個(gè)平臺(tái)甲板上。返回目錄9， 冷卻水系統(tǒng)的溫控閥；對(duì)于整個(gè)冷卻系統(tǒng)的方案考慮，系統(tǒng)動(dòng)力源，熱交換源頭，還有調(diào)節(jié)手段對(duì)設(shè)備的配置影響很大。（1）MAN低速主機(jī)和中速機(jī)的組合方案大多是高低溫物理分離的獨(dú)立冷卻方案，高低溫各自有循環(huán)泵，熱交換器，還有溫控閥，好處在于易于調(diào)節(jié)和運(yùn)行穩(wěn)定。部分有獨(dú)立溫包探頭廠家的產(chǎn)品在安裝時(shí)對(duì)溫包驅(qū)動(dòng)裝置的上下方位有嚴(yán)格要求，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意，例如艙柜加熱的蒸汽二通溫控閥，溫包驅(qū)動(dòng)頭大多是在閥體下方，并且溫包探頭于閥體之間有長(zhǎng)度要求，這個(gè)長(zhǎng)度在確認(rèn)圖時(shí)需要注意選定。（3） 溫控閥的流量和壓力降：因?yàn)楦鱾€(gè)廠家的專利形式不同，溫控閥的內(nèi)腔不同，所以各廠家的流量和壓降曲線不同。此方式比采用調(diào)節(jié)閥簡(jiǎn)單，但是必須選擇得當(dāng)，否則，液體容易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，影響管道的安全運(yùn)行。然后，當(dāng)流束擴(kuò)展進(jìn)入更大的區(qū)域，流速下降，壓力增加，但是下游的壓力不會(huì)完全恢復(fù)到上游的壓力，這是由于較大內(nèi)部紊流和能量消耗的結(jié)果。由于氣泡中的氣體和蒸汽來不及在瞬間全部溶解和凝結(jié)，在沖擊力作用下又分成小汽泡，再被高壓水壓縮凝結(jié)，如此形成多次反復(fù)，并產(chǎn)生一種類似我們可以想象的砂石流過管道的噪音，此種現(xiàn)象稱為空化。存在閃蒸現(xiàn)象的系統(tǒng)管道，由于介質(zhì)是汽水兩相流，介質(zhì)比容和流速成倍增加，沖刷表面磨損相當(dāng)厲害，其表現(xiàn)為沖刷面有平滑拋光的外形。不管是閃蒸還是空化，都會(huì)對(duì)管道造成不同程度的損害，對(duì)安全運(yùn)行不利，因此，選擇節(jié)流孔板時(shí)應(yīng)避免這種兩種情況的發(fā)生。（對(duì)于冷卻水系統(tǒng)而言是低壓系統(tǒng)，一般不會(huì)遇到多級(jí)的要求）（5） 節(jié)流孔板的計(jì)算：節(jié)流孔板的計(jì)算一般是設(shè)計(jì)孔板的孔徑d，孔板級(jí)數(shù)n，使流量Q實(shí)現(xiàn)△p的壓降，多級(jí)節(jié)流孔板的選擇計(jì)算是為了避免汽蝕現(xiàn)象。當(dāng)節(jié)流孔板的實(shí)際壓差小于其對(duì)應(yīng)的△ps時(shí)，就可避免閃蒸或汽蝕的發(fā)生。第n+1級(jí)孔板減壓至△p1/2n，直減到末級(jí)孔板后壓力接近所需要的壓力為止。當(dāng)節(jié)流孔板的實(shí)際壓差△p小于其對(duì)應(yīng)的△pm時(shí)，可以避免汽蝕的發(fā)生。（2） 對(duì)于內(nèi)河船舶：對(duì)于主機(jī)單機(jī)功率超過370KW，均應(yīng)設(shè)置1臺(tái)獨(dú)立動(dòng)力的備用冷卻水泵，且管路布置應(yīng)能保證該泵向任何一臺(tái)主機(jī)供水，也可以由具有足夠排量不抽取含油介質(zhì)的其他水泵替代；（3） 水泵主要參數(shù)選定：壓頭，排量，吸高；1） 工作壓頭：可以參考主機(jī)廠家的guide指導(dǎo)，適當(dāng)加上中央板冷的壓力降；，但是考慮板冷壓降，；2） 排量：在熱平衡計(jì)算的最大工況下，計(jì)算理論結(jié)果；3） 吸高：對(duì)系統(tǒng)靜水壓頭有影響，防止出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，不過目前大多數(shù)廠家的參數(shù)滿足我們的系統(tǒng)靜壓頭，膨脹水箱的設(shè)置已滿足；（4） 選型：在規(guī)格書沒有明確要求時(shí)，系統(tǒng)核心的動(dòng)力泵通常為定速離心泵。目前,采用變頻調(diào)速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)離心泵的變速,按照下列公式估算相應(yīng)參數(shù)。b. 海水冷卻泵排量Qs；返回目錄12， 冷卻水系統(tǒng)的膨脹水箱排放系統(tǒng)中的空氣；使系統(tǒng)中淡水有膨脹余地；向系統(tǒng)補(bǔ)充因蒸發(fā)和泄漏損失的水量；保證泵有足夠的吸入壓頭和方便投放化學(xué)藥劑對(duì)冷卻水進(jìn)行處理。3） 對(duì)于動(dòng)力冷卻水和輔助設(shè)備冷卻水分開的系統(tǒng)，膨脹水箱也是分開的，（案例是之前的荷蘭5萬噸半潛船），對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)合并為中央型冷卻系統(tǒng)的，公用一個(gè)膨脹水箱（案例是目前的44500凝析油船）4） 膨脹水箱的容積、接口和安裝高度：a. 膨脹水箱的容積：瓦錫蘭中速機(jī)建議是系統(tǒng)中水容量的10%，常規(guī)可以選擇1立方左右，多機(jī)組布置，并且是中央型系統(tǒng)時(shí)，；對(duì)于MAN的中速機(jī)是按照機(jī)型選擇的，通常給出每臺(tái)機(jī)組需要的水容量，然后按照機(jī)組總數(shù)匯總為膨脹水箱容積，可以取整數(shù)；MAN低速機(jī)，對(duì)于分離的高低溫水系統(tǒng)，缸套水膨脹水箱容積是系統(tǒng)容量的10%，對(duì)于低溫側(cè)中速機(jī)和輔助冷卻水一起的冷卻系統(tǒng)，可以按照發(fā)電機(jī)組總數(shù)對(duì)應(yīng)容量加上低溫系統(tǒng)水容量的10%，然后取整數(shù)；b. 膨脹水箱的容積（沒有廠家推薦時(shí)，可以按照這個(gè)計(jì)算）：膨脹水箱容積V計(jì)算公式：V=C*D*Z （m3）V – 膨脹水箱容積 （m3）C – 系統(tǒng)淡水的容量系數(shù)，D – 系統(tǒng)中淡水的容量 （m3）Z – 水箱的容積系數(shù)，c. 膨脹水安裝高度：，如果是機(jī)帶泵，可以機(jī)組曲軸中心線為基準(zhǔn)；MAN中速機(jī)，廠家建議在曲軸中心線上8到10米，；MAN中速機(jī)，廠家建議在主機(jī)排氣閥上方不小于15米高度，；d. 膨脹水箱的接口配置：自動(dòng)注入口（一般是浮球閥自動(dòng)控制，同時(shí)加一個(gè)截止閥用于浮球閥維修）；手動(dòng)注入口（在第一次加水，或者浮球閥損壞）；漏斗（用于水處理藥劑的添加，注意增加沖洗接口）；取樣口（水樣檢測(cè)使用）；低位液位開關(guān)（在1/3左右，30%低位報(bào)警，除非船東規(guī)格書要求，高位液位開關(guān)是不需要的）；液位計(jì)（常規(guī)按照生產(chǎn)設(shè)計(jì)的高度配置）；本地鵝頸透氣（對(duì)于有高溫水透氣的注意透氣口位置不要在人站立位置，可以透氣口對(duì)著溢流的漏斗）；溢流（按照水箱的有效容積計(jì)算溢流口高度）；泄放（水箱清理和維修使用）；額外的注入（對(duì)于有冷卻水艙的船才有配置，凝析油船）；系統(tǒng)補(bǔ)水管（重點(diǎn)）優(yōu)先按照廠家推薦選取管徑，然后基本要求是不小于所有透氣管的截面積總和；二者取大一檔；透氣接入：出于我們管路放樣的要求，采用DN15的管徑，但是注意需要設(shè)置孔徑5mm的節(jié)流孔板，防止透氣管路水量過大；（2） 冷卻水系統(tǒng)輸送泵：在一些船型配置了冷卻水泄放艙，用于系統(tǒng)維護(hù)時(shí)暫時(shí)存放冷卻水，節(jié)約用水，這在海上航行維修時(shí)極為重要。如果難以滿足的可以考慮增加自吸裝置。1） 輸送泵排量：結(jié)合泄放艙容量，考慮在半個(gè)或者一個(gè)值班周期（一個(gè)周期8小時(shí)）內(nèi)完成整個(gè)艙的輸送；凝析油船艙容30立方，泵排量10立方，大約3個(gè)小時(shí)完成整個(gè)艙的輸送工作。（1） 膨脹水箱的配置：1） 對(duì)于高低溫水分離的系統(tǒng)，主要出現(xiàn)在MAN機(jī)系統(tǒng)；相應(yīng)的膨脹水箱也是高低溫系統(tǒng)各自1個(gè)，并且安裝高度按照各自的系統(tǒng)核心設(shè)備配置，一般低溫側(cè)按照發(fā)電機(jī)組配置，高溫側(cè)按照主機(jī)要求配置。還有計(jì)算時(shí)注意考慮管路和板冷的壓力損失，確保足夠水量經(jīng)過板冷，防止板冷的海水側(cè)溫度過高表面結(jié)鹽，一半是不超過45攝氏度。（5） 變頻泵基本計(jì)算：一臺(tái)離心泵,當(dāng)它的轉(zhuǎn)速改變時(shí),其額定流量、揚(yáng)程和軸功率都將按一定比例關(guān)系發(fā)生改變。其中：△pm – 當(dāng)前阻塞流壓差MPaFf – 臨界壓力比系數(shù)P1 – 孔板進(jìn)口壓力，（MPa）Pc – 水的熱力臨界
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