最新船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計指導(文件)
【正文】 應符合以下要求；1） 海水箱的進口應盡可能位于接近船中心線處，且盡可能靠近船尾；2） 海水箱應有足夠的高度，以使冰塊積聚在泵吸口以上。為符合這個要求，需進行浸水計算，以確定操縱位置的高度。（4） 具體的計算方法和步驟如下：1） 簡單計算法；a. 先算出船級社要求的10min或30min的浸水量；其中 W – 海水浸水量（m3）T –浸水時間（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. 按照機艙容積高度曲線，查出10min或者30min浸水量W的高度hc. 海水進水閥操縱位置的高度只需要等于大于h，一般在某個平臺甲板上。返回目錄9， 冷卻水系統(tǒng)的溫控閥；對于整個冷卻系統(tǒng)的方案考慮，系統(tǒng)動力源，熱交換源頭，還有調(diào)節(jié)手段對設(shè)備的配置影響很大。（1）MAN低速主機和中速機的組合方案大多是高低溫物理分離的獨立冷卻方案，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)和運行穩(wěn)定。部分有獨立溫包探頭廠家的產(chǎn)品在安裝時對溫包驅(qū)動裝置的上下方位有嚴格要求，在生產(chǎn)設(shè)計時需要特別注意，例如艙柜加熱的蒸汽二通溫控閥，溫包驅(qū)動頭大多是在閥體下方，并且溫包探頭于閥體之間有長度要求，這個長度在確認圖時需要注意選定。（3） 溫控閥的流量和壓力降：因為各個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)閥簡單，但是必須選擇得當，否則，液體容易產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，影響管道的安全運行。然后，當流束擴展進入更大的區(qū)域，流速下降，壓力增加，但是下游的壓力不會完全恢復到上游的壓力，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，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，都會對管道造成不同程度的損害，對安全運行不利，因此，選擇節(jié)流孔板時應避免這種兩種情況的發(fā)生。（對于冷卻水系統(tǒng)而言是低壓系統(tǒng)，一般不會遇到多級的要求）（5） 節(jié)流孔板的計算：節(jié)流孔板的計算一般是設(shè)計孔板的孔徑d，孔板級數(shù)n，使流量Q實現(xiàn)△p的壓降，多級節(jié)流孔板的選擇計算是為了避免汽蝕現(xiàn)象。當節(jié)流孔板的實際壓差小于其對應的△ps時，就可避免閃蒸或汽蝕的發(fā)生。第n+1級孔板減壓至△p1/2n，直減到末級孔板后壓力接近所需要的壓力為止。當節(jié)流孔板的實際壓差△p小于其對應的△pm時，可以避免汽蝕的發(fā)生。（2） 對于內(nèi)河船舶：對于主機單機功率超過370KW，均應設(shè)置1臺獨立動力的備用冷卻水泵，且管路布置應能保證該泵向任何一臺主機供水，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：可以參考主機廠家的guide指導，適當加上中央板冷的壓力降；，但是考慮板冷壓降，；2） 排量：在熱平衡計算的最大工況下，計算理論結(jié)果；3） 吸高：對系統(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，系統(tǒng)核心的動力泵通常為定速離心泵。目前,采用變頻調(diào)速電機來實現(xiàn)離心泵的變速,按照下列公式估算相應參數(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藥劑對冷卻水進行處理。3） 對于動力冷卻水和輔助設(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），對于動力系統(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，多機組布置，并且是中央型系統(tǒng)時，；對于MAN的中速機是按照機型選擇的，通常給出每臺機組需要的水容量，然后按照機組總數(shù)匯總為膨脹水箱容積，可以取整數(shù)；MAN低速機，對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%，對于低溫側(cè)中速機和輔助冷卻水一起的冷卻系統(tǒng)，可以按照發(fā)電機組總數(shù)對應容量加上低溫系統(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，可以按照這個計算）：膨脹水箱容積V計算公式：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：，如果是機帶泵，可以機組曲軸中心線為基準；MAN中速機，廠家建議在曲軸中心線上8到10米，；MAN中速機，廠家建議在主機排氣閥上方不小于15米高度，；d. 膨脹水箱的接口配置：自動注入口（一般是浮球閥自動控制，同時加一個截止閥用于浮球閥維修）；手動注入口（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（水樣檢測使用）；低位液位開關(guān)（在1/3左右，30%低位報警，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（常規(guī)按照生產(chǎn)設(shè)計的高度配置）；本地鵝頸透氣（對于有高溫水透氣的注意透氣口位置不要在人站立位置，可以透氣口對著溢流的漏斗）；溢流（按照水箱的有效容積計算溢流口高度）；泄放（水箱清理和維修使用）；額外的注入（對于有冷卻水艙的船才有配置，凝析油船）；系統(tǒng)補水管（重點）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)維護時暫時存放冷卻水，節(jié)約用水，這在海上航行維修時極為重要。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，考慮在半個或者一個值班周期（一個周期8小時）內(nèi)完成整個艙的輸送；凝析油船艙容30立方，泵排量10立方，大約3個小時完成整個艙的輸送工作。（1） 膨脹水箱的配置：1） 對于高低溫水分離的系統(tǒng)，主要出現(xiàn)在MAN機系統(tǒng)；相應的膨脹水箱也是高低溫系統(tǒng)各自1個，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)電機組配置，高溫側(cè)按照主機要求配置。還有計算時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） 變頻泵基本計算：一臺離心泵,當它的轉(zhuǎn)速改變時,其額定流量、揚程和軸功率都將按一定比例關(guān)系發(fā)生改變。其中：△pm – 當前阻塞流壓差MPaFf – 臨界壓力比系數(shù)P1 – 孔板進口壓力，（MPa）Pc – 水的熱力臨界
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