1万吨杂货船动力装置设计毕业论文

2020-04-09 15:19:51

摘要

绪论 15

第二章主机选型 16

2.1主机选型论证 16

2.2船身有效功率计算 18

2.3船机桨三者能量传递 18

第三章机电设备估算说明书 25

3.1 燃油系统 25

3.2 滑油系统 28

3.3 压缩空气系统 30

3.4 舱底水系统 31

3.5 压载系统 31

3.6 消防系统 32

3.7 供水系统 32

3.8 机舱通风系统 33

3.9 冷却系统 34

3.10 防污染系统 35

第四章机电设备明细表 36

第五章轮机说明书 41

5.1 概述 41

5.2 主机 41

5.3 电站 42

5.4 辅助设备 43

5.5 系统及机舱布置 49

专题小论文 ——机舱防油污染系统设计 57

结束语 61

参考文献 62

致谢 63

摘要

船舶动力装置的主要任务是为船舶提供能量以保证船舶的正常航行于安全，人员的正常生活与安全，以完成各种作业。动力装置设计的主要任务就是选定主机型号和机舱主要设备，并对其合理布局。设计进行中，选型阶段的主要内容，是根据阻力计算法选择主机型号，并对各辅机型号和管系进行设计，根据手册确定各机舱设备参数。本文对燃油系统、滑油系统、舱底水系统、压载水系统和消防系统等机舱主要系统分别进行了较为详细的计算说明及选型。

本次设计对象为10000DWT杂货船，主要包含以下工作内容：

1、对主推进动力装置进行了选型和设计分析：通过阻力估算法对船舶阻力进行了估算、通过初步匹配计算和终结匹配计算对主机进行了选型以及机桨匹配，最终确定了主机型号和螺旋桨直径等参数。

2、对机舱主要设备进行了计算和选型：包含了燃油、滑油、压缩空气、冷却水、压载水、舱底水、消防、生活水和机舱通风等各大系统的计算及选型。

3、完成了轮机说明书和机舱设备明细表，并且通过CAD绘制了4张机舱布置图和1张管系原理图。

关键字：船舶；计算和选型；动力装置；机舱设备

Abstract

The main task of the ship's power plant is to provide energy for the ship to ensure normal navigation of the ship in safety, normal life and safety of the personnel, in order to complete various operations. The main task of the power plant design is to select the main engine type and the main equipment of the engine room, and to rationalize its layout. During the design process, the main content of the selection stage is to select the host model according to the resistance calculation method, and to design each auxiliary engine model and piping system, and determine the parameters of each cabin equipment according to the manual. In this paper, detailed descriptions and selections of the main systems of the engine room, such as the fuel system, the oil system, the bilge water system, the ballast water system and the fire protection system, are carried out.

This design object is a 10000DWT general cargo ship, which mainly includes the following tasks:

1. Selection and design analysis of the main propulsion power plant: The resistance of the ship was estimated by the resistance estimation method, and the main engine was selected and matched with the aircraft by preliminary matching calculation and termination matching calculation, and the host model was finally determined. And propeller diameter and other parameters.

2. Computation and selection of the main equipment of the nacelle: calculation and selection of major systems including fuel oil, lubricating oil, compressed air, cooling water, ballast water, bilge water, fire protection, domestic water, and cabin ventilation. .

3. Completed the turbine specification and cabin equipment schedules, and drawn 4 cabin layouts and 1 piping schematics through CAD.

Key words: ship; calculation and selection; power plant; engine room equipment;

绪论

1．目的及意义

船舶动力装置是指保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。船舶动力装置按照发动机的类型可分为柴油机动力装置、蒸汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、核动力装置和联合动力装置。各种动力装置在不同应用场景下都有应用，但是柴油机动力装置凭借较高的经济性和功率范围广的优势，成为当前应用最广的船舶动力装置。

船舶动力系统涉及设备众多，不同的推进类型，不同型号的主机、螺旋桨等设备相互组合配置，可形成众多设计方案。选型的不同直接影响船舶动力系统的整体性能和经济性。在船舶动力装置设计中，如何选取合理地设计参数，使装置效率最高、材料最省；在机舱管系布置设计中，如何使选取的的设备容量最小、管路最短，而又满足设计要求；在轴系布置中，又如何使轴系布置的距离最佳，才能使轴承负荷小而均匀，如此等等，都是在动力装置设计过程中需要考虑的内容。

船舶动力装置设计是一个复杂的系统性工程，区别于一般的动力装置，他需要满足各种不同的要求来适应特殊的应用场景。对动力装置的要求众多，例如机电设备安全可靠、经济性好、具有一定的续航力、良好的操纵性、主辅机选型合理等等。这也为动力装置的研究提供了方向。

20世纪80年代，国际工程设计与制造领域提出了许多新的设计思想、理论和方法，并将其应用于船舶设计、建造领域。包括并行设计、优化设计方法、模块化设计、协同设计、虚拟设计、人工智能等。随着科学技术的不断发展，船舶设计的研究不断深入，能效设计、数字化设计、基于系统工程的设计方法、以解决方案为中心的设计方法、基于推理的设计方法、基于实例的设计方法等新的设计理论和设计方法的提出，为解决船舶设计过程中存在的实际问题提供了解决方案。

随着信息化技术和网络技术的快速发展，先进的造船设计软件被大量应用于船舶设计和建造过程之中，推动了船舶行业的不断发展。目前，国际上常用的船舶设计软件有加拿大ASC公司的Autoship Systems Corporation、法国DASSAULT公司的CATIA软件系统、美国PTC公司的CADDS5软件等。

20世纪90年代，国内船舶设计企业和造船厂陆续引进国外的船舶设计软件进行船舶设计、建造和生产。这些软件的应用对于提升我国船舶设计水平和设计质量，提髙我国船舶建造水平和管理水平起到了积极的作用。但是，随着应用的不断深入，东西方船舶企业在设计理念、建造模式、造船管理等方面的差异使得这些软件的不足日益显现，因此，国内船舶设计企业和造船厂纷纷寻求新的解决方案，自主研发了一系列国产船舶三维设计制造软件，主要有SB3DS系统、SPD系统、CASIS系统。

第二章主机选型

根据设计任务书中的技术要求和船体设计所提供的资料，进行主机选型论证。选型时与螺旋桨的匹配是密切相关的，因此推进装置的选型也包括螺旋桨的选型与设计。机浆匹配的任务是通过船、机和桨匹配计算和分析选定螺旋桨参数和主机型号，在满足设计技术要求(如航速、桨径、转速、功率)和考虑油耗、造价、吊缸高度、振动等前提下，选择一套包括螺旋桨和主机在内的最佳推进系统。

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： 103.8M

型宽B： 17.1M

型深d： 9.8M

船员人数： 24人

设计吃水T: 6.4m

垂线间长Lpp： 98.3m

续航力： 10000海里

额定航速： 16kn=8.23m/s

环境条件：

绝对大气压 0.1mpa

环境温度 45℃