最新船舶冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)-在線瀏覽
2024-09-11 19:32本頁面
【正文】 熱交換量H – 千卡（kcal）介質(zhì)流量Q – 千克/小時(shí)（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(gè)公式用于熱平衡計(jì)算的總表格，屬于理論計(jì)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(jī)及其他設(shè)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(jìn)行第一次預(yù)算，初步確定其余參數(shù)；5） 初步確定配套設(shè)備的規(guī)格；6） 由中央冷卻制造廠進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)（通常是板冷廠家計(jì)算），最終確定冷卻器等配套設(shè)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(shè)置在15%；7） 注意：因?yàn)楹Ｋ跍囟壬仙龝r(shí)，鹽析現(xiàn)象加重，為避免過快的鹽析，板冷的海水出口計(jì)算溫度通常選在44℃及以下。另，為了機(jī)械部件冷卻熱應(yīng)力正常，柴油機(jī)的淡水進(jìn)出口溫差控制在10℃到15℃之間，具體以廠家指導(dǎo)文件為準(zhǔn)。3） %%。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(jià)格問題較貴，除非船東指定，船廠一般不做推薦。其他設(shè)備中的冷卻器（如齒輪箱滑油冷卻器，大氣冷凝器，制冷機(jī)組冷凝器等）均采用管殼式。由于所選的板數(shù)，流動(dòng)形式與液流阻力、所需液泵的功率有密切關(guān)系，而板數(shù)多少與價(jià)格相關(guān)，阻力大小影響營運(yùn)費(fèi)用，故此用戶向板冷制造廠家提供有關(guān)參數(shù)（發(fā)熱交換量，進(jìn)出口參數(shù)，介質(zhì)流量）后，制造廠有責(zé)任進(jìn)行計(jì)算并作出最佳選擇，然后交給設(shè)計(jì)部門和船廠認(rèn)可。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(shè)備制造廠進(jìn)行計(jì)算，選型（流向）?！鱰 – 對數(shù)平均溫差（K），計(jì)算公式如下：多數(shù)管殼式熱交換器按照混合流設(shè)計(jì)，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(jìn)口溫度（℃）t2 – 冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）t1 – 冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度（℃）△t也可以用其他公式計(jì)算：t’1 – 被冷卻介質(zhì)進(jìn)口溫度（℃）t’2 – 被冷卻介質(zhì)出口溫度（℃）t2 – 冷卻介質(zhì)進(jìn)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。（3） 缸套水預(yù)熱器缸套水預(yù)熱器可用蒸汽（有輔助鍋爐），熱水（可以用發(fā)電機(jī)缸套水），電等方式。在這種情況下能使主機(jī)缸套水在12H內(nèi)升溫35℃。對加熱器的加熱能力則與加熱時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)。（4） 膨脹水箱閉式冷卻系統(tǒng)均應(yīng)設(shè)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(bǔ)充管路淡水泄露損失和熱膨脹。（5） 海水箱（海底門）1） 至少需要設(shè)置兩只海水箱，布置于兩舷，且盡可能低；2） 對需要進(jìn)入淺水道的船舶可增加一個(gè)高位海水箱；3） 僅用一個(gè)海水箱就能滿足所有用水需求；4） 每個(gè)海水箱應(yīng)設(shè)置空氣管（根部安裝截止閥），空氣管口應(yīng)伸出艙壁甲板，海水箱進(jìn)水格柵上下的船體外板可開4個(gè)流沙和透氣的小孔；5） 每只海水箱需要裝設(shè)蒸汽和壓縮空氣沖洗管，對準(zhǔn)格柵，壓縮空氣壓力可為24bar；6） 海水箱內(nèi)部應(yīng)裝置防腐蝕鋅塊；7） 有冰區(qū)加強(qiáng)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(jī)）（1） MAN低速機(jī)1） 實(shí)際可用熱量計(jì)算其中 QJW – 實(shí)際可用熱量（KW）QL1 – L1點(diǎn)的缸套水熱交換量（見主機(jī)說明書）（KW）qJW% SMCR點(diǎn)或優(yōu)化點(diǎn)O的缸套水熱交換量修正系數(shù)（見主機(jī)說明書）；Kp – CSR時(shí)缸套水熱交換量的修正系數(shù)（見主機(jī)說明書）； – 考慮各種環(huán)境溫度及主機(jī)設(shè)計(jì)的綜合修正系數(shù)。實(shí)例：5萬噸半潛船，主發(fā)電機(jī)2X8L32,3840X2=7680KW造水18 t/24h，實(shí)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(shè)備訂貨估算時(shí)可用30KW到33KW產(chǎn)生1噸水來估算造水機(jī)。（2） SULZER低速機(jī)設(shè)置1） 實(shí)際可用熱量計(jì)算其中 Qjw – 實(shí)際可用熱量（KW）QRX – 在CMCR（即RX）點(diǎn)的缸套水熱交換比率（見主機(jī)說明書）（W/kW）NRX–CMCR點(diǎn)的功率（kW）2） 實(shí)際需要熱量計(jì)算依據(jù)指定的制淡量，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） 造水機(jī)的安裝問題：設(shè)備廠家對造水機(jī)的安裝，特別是將噴射泵組合在機(jī)體內(nèi)的造水機(jī)的安裝高度有范圍限制，主要考慮噴射泵的排放背壓問題。返回目錄7， 具有冰區(qū)航行船級符號船舶的冷卻水系統(tǒng)特殊要求（1） 對具有漂流浮冰區(qū)加強(qiáng)符號的船舶（CCS/Ice Class B, GL/E, LR/ID, DNV/ICEC等）一般無特殊要求，但是：1） 入GL級的E級冰區(qū)加強(qiáng)應(yīng)做到：a. 一只海水箱的進(jìn)水口應(yīng)盡可能位于船中心線上，并盡可能靠后；b. 機(jī)器裝置的海水排出管，也應(yīng)以同樣管徑接一路到海水箱頂部。推薦為公式：其中 Hmin – 海水箱最小高度（m）Vs海水箱容積，見以下表述“3）”（m3）吸水口的位置應(yīng)位于離海水箱頂1/3高度下。其位置應(yīng)使機(jī)艙因海水總管破損，而浸水后輪機(jī)員有足夠的時(shí)間達(dá)到操縱位置進(jìn)行海水閥的關(guān)閉操作。此項(xiàng)要求已列入各船級社的審查范圍。（2） 浸水速率按照海水總管最大橫截面的重力浸水；（3） 海水進(jìn)水閥的操縱形式可以是手動(dòng)式，也可以是電動(dòng)式，液動(dòng)式，氣動(dòng)式。2） 詳細(xì)計(jì)算法a. 計(jì)算公式；其中 T –浸水時(shí)間（s 秒）W – 在浸水時(shí)間T內(nèi)的浸水量（m3）S – 海水總管最大橫截面積（m2）F – 無因子浸水系數(shù)（）hf–在浸水時(shí)間T內(nèi)機(jī)艙中浸水的高度（m）H0 – 夏季載重水線與海水總管的位差（m）b. 根據(jù)上述公式，用逐次計(jì)算法算出時(shí)間，時(shí)間T與浸水量的關(guān)系曲線；c. 根據(jù)機(jī)艙的容積高度曲線，查出10min或30min浸水的高度；d. 海水進(jìn)水閥操縱位置的高度，應(yīng)等于或大于上述計(jì)算高度；上述兩個(gè)公式均被船級社認(rèn)可。第二公式較為正確。例如：在海水冷卻泵是變頻泵的時(shí)候，淡水側(cè)的中央溫控閥就可以不采用，因?yàn)橥瑫r(shí)布置兩種溫度調(diào)節(jié)措施對淡水側(cè)的溫度穩(wěn)定不利。在系統(tǒng)局部熱量交換和調(diào)節(jié)方案需要參考主機(jī)廠家的推薦，MAN與
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