摘 要

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及 1

措施 1

第2章 主机选型论证 2

2.1有效功率计算 2

2.2船机桨三者能量传递 5

2.2.1机、桨的匹配计算 5

2.2.2螺旋桨直径确定 6

2.2.3主机功率计算 8

柴油机（MHI-UEC7UEC33LSII-Eco ）数据 11

2.2.4终结匹配计算 11

2.3 齿轮箱计算及选型 12

2.3.1 标定传动能力 12

2.3.2 减速比 13

2.3.3 齿轮箱选型 13

2.4 联轴器 13

第3章 机电设备估算说明书 14

3.1燃油系统 14

3.1.1主机 14

3.1.2辅柴油机（参考同类型大小船舶功率的需要选择） 14

3.1.3应急柴油发电机组 15

3.1.4燃油锅炉（参考同类型大小船舶功率的需要选择） 15

3.1.5燃油总消耗量Q总 15

3.1.6污油柜容积 16

3.1.7重燃油供给泵计算 17

3.1.8重柴油供给泵计算 17

3.1.9重柴油输送泵计算 17

3.1.10燃油分油机选型（选用两台） 18

3.1.11柴油分油机选型 18

3.2 滑油系统 18

3.2.1主机滑油消耗量（一台） 18

3.2.2 辅机滑油消耗量（一台） 18

3.2.3滑油储油舱容积 19

3.4舱底水系统 19

3.4.1舱底水总管内径 19

3.4.2单台舱底水泵排量 19

3.4.3舱底水油水分离器选型 20

3.4.5 压载系统 20

3.5 消防系统 21

3.5.1主消防泵 21

3.5.2应急消防泵 21

3.5.3供水系统 22

3.6机舱通风系统 23

3.6.1机舱通风机排量 23

3.6.2机舱通风系统设备选型 24

3.7 冷却系统 25

3.7.1舱底水油水分离器 25

3.7.2生活污水处理装置 26

第四章：机电设备明细表 26

第5章 轮机说明书 28

5.1概述 28

5.2主机 28

5.2.1技术参数 28

5.2.2燃油、滑油和水的要求 29

5.2.3冷却淡水 29

5.3 电站 29

5.3.1主柴油发电机组 29

5.3.2应急柴油发电机组 30

5.4系统及机舱布置 30

5.4.1舱底水系统 30

5.4.2压载水系统 31

5.4.3.海水冷却系统 31

5.4.4.淡水冷却系统 31

5.4.5.滑油系统 33

5.4.6主机空气压缩系统 34

5.4.7.机舱通风系统 35

5.4.8.污水系统 35

参考论文 36

附录 38

专题小论文 38

致谢 45

摘要

本文对5500吨散装化学品船动力装置进行设计，在保证所设计满足功能的特殊性要求，符合国家有关技术规范的条件下，提高船的实用性和安全经济性。该船主要载运货品包括甲苯、二甲苯、甲醇等适合本船载运的其他化学品货液货。该船动力装置设计除满足我国船舶检验局颁布的《中国钢质 海船入级与建造规范》(2001年)以及2004年颁布的《船舶与海上设施法定 检验技术规则》外，同时还满足“国际海上人命安 全公约(1974年)及其修正案”及“73／78国际防止 船舶造成污染公约及其修正案”的有关规定。从而大大提高了该船的运营范围。

关键字：化学品船，计算和选型，动力装置，设计

Abstract

In this paper, the 5500 ton bulk chemical tanker is designed to improve the practicality and safety and economy of the ship in the condition that it satisfies the special requirements of the designed function and conforms to the relevant national technical specifications. The main carriage of the ship includes toluene, xylene, methanol and other chemicals suitable for the carriage of cargo liquid cargo. The ship power Plant design in addition to meet the China Shipping Inspection Bureau promulgated the "Chinese steel vessels into class and Construction Code" (2001) and 2004 promulgated the "Ship and maritime facilities statutory inspection technical rules", but also meet the "International Maritime Life Safety Convention (1974) and its amendments" and "73/ 78 relevant provisions of the International Convention for the Prevention of pollution caused by ships and amendments thereto. Thus greatly improving the ship's operating range.

Keywords: chemical ship, calculation and selection, power plant, design

第1章 绪论

1.1目的及意义

船舶动力装置是船舶的重要组成部分，是各种机电设备和系统的综合复杂的工程系统。船舶动力装置亦称为“轮机”。它的主要任务是产生各种能量，并实现能量的转换、利用和分配。船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控、自动化、防污染设备6个部分组成。

   作为船舶的心脏，船舶动力装置为船舶正常航行和作业以及船员工作和生活提供了最基本的保障。特别是一些特殊的海况下，船舶动力装置的安全可靠是保证船舶与船员安全的最基本条件。因此进行动力装置设计具有实际的工程应用价值。无论从保证船舶的安全航行以及货物还是人员的基本安全考虑，船舶动力装置设计都有极其深远的意义。

1.2研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及

措施

设计阶段，充分阅读国内外文献，认真学习了解船舶设计现有技术及未来方向，以我校拥有书籍帮助，认真设计，大胆设想。设计一套行之有效的方案。设计初步完成之后，进行多次检查，劳烦老师多次纠正建议，保证设计成果的实用性和价值性。本次设计中，对主推进装置进行计算选型，用 AutoCAD 绘图软件绘制比较全面的机舱布置图和管路原理图。通过文献查找经验数据及推荐数据，根据计算船舶推进功率，计算出船舶的主机功率，借鉴轮机工程手册等资料，对主机型号和螺旋桨参数进行初步选取，并对主推进系统进行优化实验，调整至最佳匹配状态。

让后根据上述所选定的主推进装置，进行辅助装置的设计，即传动设备和轴系的设计。随后，根据实际情况，设计船舶管路图，并完成管路原理图。

根据选择的设备类型、设备作用和设备型号等因素，考虑各种工况下船舶的安全运行、船舶的平衡和重心、各机械设备间的相对位置与匹配，操作设备和维修空间的合理性，完成各设备在机舱的布置，并绘制四张机舱设备布置图。

第2章 主机选型论证

根据船体设计中的技术要求和设计任务书中所提供的资料参数，进行主机选型论证。主机选型与螺旋桨的匹配设计是紧密联系在一起的，因此螺旋桨的选型与设计应该包括在推进装置的选型当中。通过船、机和桨匹配计算和分析选定螺旋桨参数和主机型号是机浆匹配的主要任务，在满足航速、桨径、功率、转速等设计技术要求和考虑油耗、吊缸高度、造价、振动等前提下，选择一套最佳推进系统，其中包括螺旋桨和主机在内。

根据任务书给出的条件，确定用阻力计算法确定主机的参数。

船长L： 86.5m

型宽B： 16.3m

型深d： 7.6m

设计吃水T: 6.4m

垂线间长Lpp： 81.2m

续航力： 9000海里

额定航速： 14kn=7.2m/s

环境条件：

绝对大气压 0.1mpa

环境温度 45℃

相对湿度 60%

海水温度 25℃

2.1有效功率计算

船舶以一定航速前进时，螺旋桨产生推力，需要克服水、风对于船舶的阻力，阻力大小取决于船舶线型、尺寸、航行速度、风浪大小及航道深浅等因素。为保障船舶具有一定航速，需提供足够的功率。且船舶动力装置的功率往往更大些，以保持船舶航速。

船舶有效功率

其中V_s为船舶航行速度（m/s）

R为运动阻力(N)

Per常为拖拽功率，R相当于以速度Vs拖动船舶时绳索上的拖拽力。

阻力计算；

（1）总阻力R_总=R_F R_R R₀ R_其他

其中;R_F：摩擦阻力 R_R：剩余阻力 R₀：粗糙补贴 R_其余：其余阻力

且R_总= R_其他

总阻力系数

在其中；C_f：摩擦阻力系数 C_r：剩余阻力系数 C₀：粗糙补贴系数

湿表面面积；

则R_总= R_其他

（2）摩擦阻力系数

雷诺数

u——水的动力粘性系数： 0.893

（3）C_r剩余阻力系数根据剩余阻力系数与速长比关系可得:

速长比为

代入数据：0.749

带入图

由上图可得Cr=0.00088

（4）C₀；粗糙补贴系数

研究表明，船长为100m左右的常规船舶，取C_f=0.4×10^-3所得到的结果与实船试验结果基本相符。目前,不同国家以及针对不同船舶C_f的取值不同。对一般船舶，我国建议取C₀=0.4×10^-3

（5）R_其余：其余阻力

其余阻力包括附体阻力、空气阻力和汹涛阻力。

附体阻力

由图可知取4%。

空气阻力：

C ：空气阻力占裸船体阻力的百分数如果风力不超过3级时，取3%。

汹涛阻力

船舶在风浪中航行时的阻力将较在静水时为大，所增加的阻力称为波浪中的阻力增值，或称为汹涛阻力，记作Raw。视海浪大小情况而定。

则

（6）代入数据

Re=Lv/u=120.6×8.23/0.893×10^-6= 6.9742*10⁸

则C_f===1.60*10^-3

S_w2118.598

由以上得= 1.38*10⁵

(7)由以上可计算得 船体有效功率：

= 1637KW

2.2船机桨三者能量传递

船舶主机、螺旋桨和船体三者是为一个能量的平衡系统。主机 能量的发生器，螺旋桨做为能量的转换器，后者将主机发出的旋转能转换为推进能使得船体运动。船体为能量的需求者，螺旋桨的推进能使得克服船体的运动阻力。而船、机、桨的合理搭配会能量得到最佳转换。

2.2.1机、桨的匹配计算