摘 要

本次设计以41000吨散货船动力装置为设计对象，主要完成船舶动力装置的参数运算、船舶设备的选型，撰写轮机说明书和绘制船舶系统原理图等工作。本次41000散货船船动力装置装总体设计的基本步骤分为

1.根据给定的海运成品油船的航速、续航力主机辅柴油机的型号和基本参数、功率、转速和燃油耗率等，按照规范和准则进行估算估算出船舶动力装置设备的基本参数。

2.根据计算出的参数在参照资料和设计标准的基础上对船舶动力装置设备进行选型。

3.在选定船舶动力装置设备的型号后进行设备明细表、轮机说明书的编制，并绘制出船舶系统原理图。

本设计船舶动力装置总体设计的参数运算和技术规范均以《民用船舶动力装置》和《轮机工程手册》为标准，比以此为基础最终完成41000吨散货船动力装置总体设计。

关键词：动力装置总体设计估算与选型设备明细说明

Abstract

The object of design is the design of 41000 tons of bulk cargo shipping power

plant, the main work is complete the operational parameters of the ship power plant, select ship equipment, write the engine general specification, protract the schematics of the ship system and so on. The overall design of the 41000 tons of refined oil tanker shipping power plant can be divided three basic steps:

1. In accordance with a given product tanker shipping speed, endurance ability, models and the basic parameters of the diesel engine and auxiliary engine(power, speed and fuel consumption rate ), in accordance with the norms and guidelines to estimate the basic parameters of the marine power plant equipment.

2. In accordance with the parameters calculated, and in the light of information and design criteria to select the type of marine power plant equipment.

3. After select the marine power plant equipment models, workout the list of equipment and the specification of engineers, and to map out the ship system schematics.

The operation parameters and technical specifications of the overall design of ship power plant are use "civilian marine power plant" and "Marine Engineering Handbook" as the standard, than as a basis for complete the overall design of the 41000 tons of bulk cargo shipping power plant.

KEY WORD : Power plant Overall design Estimation and Selection Detailed of

Equipment Description

目 录

摘要 I

1.1 研究目的及意义 1

1.2 课题研究内容 2

1.3 预期目标 2

第2章 设计依据 3

2.1 船型 3

2.2 目标船相关参数 3

2.3船体阻力的计算 4

第3章 主机选型 6

3.1 船舶有效功率 6

3.2 主机功率计算 7

3.3 主机选择 9

3.4 螺旋桨终结匹配设计 10

第4章 机电设备估算说明书 12

4.1 燃油系统 12

4.2 滑油系统 16

4.3 压缩空气系统 18

4.4 舱底水系统 19

4.5 压载系统 20

4.6 消防系统 20

4.7 供水系统 20

4.8 机舱通风系统 22

4.9 冷却系统 23

4.10 防污染系统 24

第5章 机电设备明细表 25

第6章 轮机说明书 40

6.1 概述 40

6.2 主机 40

6.3 电站 41

6.4 辅助设备 42

6.5 系统及机舱布置 48

6.6 船舶系统 55

致谢 64

第一章 绪论

1.1 目的及意义（含国内外的研究现状分析）

众所周知，按发动机的类型，船舶动力装置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。由于柴油机动力装置具有较高的经济性，机型众多而功率范围广及良好的的机动性等优点，从而使它在船舶中占有绝对的优势；另一方面不论上述何种船舶船舶动力装置型式，在涉及观点，方法及步骤方面都具有很大的共性。船舶动力装置设计的四大内容：主推进装置设计、辅助供能装置设计、管路系统与设备设计及机舱布置总体设计，他们在功能上是一个相互有关、相互制约的综合体，是一个有组织的，并具有共同供能目的复杂的整体，可称之为船舶动力装置设计系统工程。因此必须用系统工程的观点、方法来研究与设计船舶动力装置。设计研究人员只有具备正确的设计观点与方法，才能使所设计的船舶动力装置不仅具有可靠的，优良的工作性能，而且在经济性、操作性等方面均达到较高的水平。

1807年美国人富尔顿把蒸汽机安装在Clermont（克列尔蒙特）号上内河木船上，首次做为船舶推动动力装置，由此谱写了人类使用机械动力作为船舶推进动力的光辉历史，代写毕业论文并开创了船舶轮机动力装置的进程，解开了船舶动力发展史的第一页。
1868年中国第一艘载重600吨的、功率为288kw的蒸汽机兵船“惠吉”号建造成功。
1887年汽油机汽油机驱动的轮船航行在江河上。
1894年英国的伯森斯用他发明的发动式汽轮机做主机安装在“透平尼亚”号上并试航成功。
1905年瑞士苏尔寿厂建成第一台可倒转式二冲程柴油机。
1912年丹麦Bamp;W公司制造成缸径为520mm、转速为r/min、功率为1486KW 的八缸四冲程柴油机，以双机双轴的方式安装在7500t的“雪兰迪亚”上远航曼谷成功，这是为远洋船舶装备柴油机的开端，也是为内燃机作为船舶动力装置奠定了基础。
1947年英国首先将航空用的燃气轮机改型安装在海岸快艇“加特利克”号上，以代替原来的汽油机，其主机功率为1837kw、转速为3600r/min。
到了70-80年代，为了节约能源有些国家吸收了帆船的优点研究一种以主机为主以帆辅航的船舶。日本的“新爱德丸”号就是典型的代表。
而如今现在更多的原子能核能都被应用到船舶动力装置中，对于船舶的动力系统而言也进入了前所未有的高速发展阶段。随着社会科技不断的发展，进过两百多年的发展历史，高集成、模块化、数据总线、网络结构、人工智能技术在船舶上的成功应用，船舶动力装置的发展已经进入了一个全新的阶段。船舶动力系统主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、自动化设备和防污染设备组成，其中又以推进装置最为重要。对于船舶推进装置的研究一直以来都是当今船舶发展制造业的核心工作，由此而衍生的船舶的动力系统在船体整体结构上的分布布局技术也逐渐的被人们重视。对于船舶的推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械等组成系统如何能有效而又合理的分布在船体上也是近些年来的发展研究课题，也就是我们需要研究的船舶动力系统的优化设计。船舶动力装置最优设计是近二十年来发展起来得以最优化数学为理论基础，以计算机为基础的一门新技术，也可以说是船舶动力装置计算机辅助设计的重要和崭新的内容之一。在船舶动力装置设计中，如何选取合理的设计参数，是装置效率最高、材料最省；在机舱管系布置设计中，如何是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，又如何是轴系布置的时间最佳，才能使轴承负荷小而均匀，如此等等，都是使这一类设计问题的目标最佳、效果最优。以往船舶动力装置设计中的‘最优’，往往只能采取经验和直观，人为的进行判断。但是，随着生产的不断发展及设计问题的复杂化，进行优化所涉及的因数愈来愈多，这时如单凭经验和直观判断，难以得出最优的设计方案。随着最优化理论的发展与高性能计算机及优化软件的出现，使我们有可能进行船舶动力装置最有设计问题的研究，并得以顺利解决。因此，船舶动力装置最优设计是船舶动力装置的必然趋势，是新科技、新方法在船舶动力装置设计中的应用，应该进一步开发、推广与应用。

1.2 课题研究内容

本次课程设计主要完成41000DWT散货船主推进系统选型计算、辅助装置选型计算、机电设备估算选型计算、管系的设计等。

1.3 预期目标

熟练船舶动力装置设计的相关知识，掌握设计的基本过程，学习船舶动力装置总体设计思想和观点以及解决问题的途径，并进一步了解船舶行业的相关信息，建立总体设计的观念。

第2章 设计依据

2.1 船型

本船为散货船，采用单机单桨尾机舱布置

2.2 目标船相关参数

主机选型是根据设计任务书中的技术参数以及船体设计所提供的资料来进行的。在满足技术要求的同时，还要考虑重量、尺寸、油耗、造价、可靠性、可维度、使用寿命、吊缸高度、振动等前提下，选择一套从主机到螺旋桨的最佳推进装置。

总 长：187.5m

垂线间长：173.6m

型 宽：B=31.8m

设计吃水：T=11 m

方形系数：Cb = 0.63

载 重：t=6224.5 m

航 速：v=14节

航 程：8000海里

型 深：15.8m

主机在海上航行时使用600cst/50℃燃料油，进出港时使用柴油。

柴油发电机组使用柴油。

燃油锅炉燃油则使用600cst的燃料油，仅在点火时使用柴油。

船的湿面积船体的摩擦阻力

其中： ：垂线间长 m

：排水体积 m³

：粗糙度补偿系数，取=0.4×

ρ：海水密度，取15℃时ρ=1.04g/cm³

V：航速 m/s

V=14×1852/3600=7.2m/s

2.3船体阻力的计算

2.3.1 船体摩擦阻力

=×1/2ρSV² (N)