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最新船舶冷卻水系統(tǒng)設計指導(參考版)

2024-08-12 19:32本頁面
  

【正文】 如果難以滿足的可以考慮增加自吸裝置。1) 輸送泵排量:結合泄放艙容量,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。3) 對于動力冷卻水和輔助設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(在1/3左右,30%低位報警,除非船東規(guī)格書要求,高位液位開關是不需要的);液位計(常規(guī)按照生產設計的高度配置);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。(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)核心設備配置,一般低溫側按照發(fā)電機組配置,高溫側按照主機要求配置。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。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,防止板冷的海水側溫度過高表面結鹽,一半是不超過45攝氏度。目前,采用變頻調速電機來實現(xiàn)離心泵的變速,按照下列公式估算相應參數(shù)。(5) 變頻泵基本計算:一臺離心泵,當它的轉速改變時,其額定流量、揚程和軸功率都將按一定比例關系發(fā)生改變。(2) 對于內河船舶:對于主機單機功率超過370KW,均應設置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。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 – 水的熱力臨界壓力(=)FL – 壓力恢復系數(shù),Pw – 相應設計溫度下的飽和蒸汽壓力(MPa)pv – 縮流斷面處壓力(MPa)多級孔板壓力的幾何遞減公式:△p=△p1+△p2+△p3+……+△pn其中:△p1=2*△p2=4*△p3=……=2n1*△pn2) 孔板孔徑計算:根據(jù)化工部《工藝系統(tǒng)工程設計技術規(guī)定》(HG/T2057095)和電力部《火力發(fā)電廠汽水管道設計技術規(guī)定》(DL/T50541996)的規(guī)定,水管的節(jié)流孔板孔徑按下式計算:其中:dk – 孔板孔徑(mm)G – 管道通過孔板的流量(t/h)ρ– 管道當前工況下的密度(kg/m3)△p – 孔板前后壓差(MPa)從上式可知, dk4反比與壓降,若設計多級孔板,第一級壓降對應△p1,常規(guī)第二級壓降對應△p1/2,第三級對應△p1/22,第n+1級對應△p1/2n,第二級孔板尺寸對應dk21/4,第三級孔板尺寸對應dk(22)1/4,第n+1級對應dk(2n)1/4,直至最后一級孔板后壓力接近所需壓力。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。此時通過孔板的流量不再隨孔板前后的壓差增大而增大,從而形成阻塞流現(xiàn)象。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。根據(jù)文獻,多級節(jié)流孔板的壓降按照幾何級數(shù)遞減,當?shù)谝患壒?jié)流孔板的壓降為△p1時,第二級孔板減壓至△p1/2,第三極孔板減壓至△p1/22,第四級孔板減壓至△p1/23。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。當孔板兩端的壓差△p增加時,流量qm也增加,當壓差△p增大到一定數(shù)值時,縮口處的壓力pvc下降到流體飽和蒸汽壓力pv以下,一部分流體汽化,管道流量不再隨壓差增加而增加,即形成所謂阻塞流現(xiàn)象。(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。(4) 防止流體產生汽蝕的方法:對于汽蝕,沖刷面換用高級材料不是徹底解決問題的辦法,控制縮流斷面處的壓力pvc,保持該壓力不低于液體的飽和蒸汽壓力pv,才是防止汽蝕產生的一項根本措施。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。空化則不同,汽泡破裂和高速沖擊會引起嚴重噪音,管道振動大,在管道表面極微小面積上,沖擊力形成的壓力可高達幾百甚至上千兆帕,沖擊頻率可達每秒幾萬次,在短時間內就可能引起沖刷面的嚴重損壞,其表現(xiàn)為沖刷面會產生類似煤渣的粗糙表面。存在閃蒸現(xiàn)象的系統(tǒng)管道,由于介質是
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