摘 要

随着全球化经济的高速发展，以石油、煤炭为主的化石燃料的大量使用,导致了温室效应、海平面上升等问题。航运业作为全球化经济的推动者，在营运过程中产生的能耗不容小觑。国际海事组海洋环境保护委员会（MEPC）在其第62次会议上将新建船舶的能效设计指数（EEDI）列入了《国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL公约）的附件VI，并且于2013年1月1日起开始试行，这是节省船舶能源和减少污染排放的重要一步，但同时也给建造新型节能型船舶带来了更大的挑战。

船舶结构的建造设计分为三个部分，即：船体、动装与电气。动装这一环节和船舶的行驶动态与节能减排紧密相关，并且占整船建造成本的大部分。因此，船舶的动态设计首先使用艾尔法对船舶，机械和螺旋桨进行初步计算，然后首先确定主机模型和基本螺旋桨参数。最终，在船，机械和桨上进行最终匹配计算，以确定船能够到达的航行速度。最后，采用 EEDI公式，对本船主推进装置进行能效分析，确定本船是否能满足要求。在确定船舶的主推进装置后，对为主机服务的各种辅助动力设施进行选型分析与计算，主要包括船舶燃油管路、滑油管路、冷却管路、压缩空气管路、舱底水系统、消防系统、供水系统、机舱通风系统等。因考虑到其他外界因素的影响，例如不同的海况和工作条件，以实现对机房的良好管理和日常维护的便利，必须在船上合理配置与电厂设计有关的各种设备和管道系统。为此，将使用AutoCAD绘制船舶机舱布置图，船舶机舱管系原理图等五张设计图纸。本文以22500DWT散货船动力装置设计为例，为新散货船舶设计及建造人员从动装角度上降低船舶的EEDI，提供了一定的参考，具有一定的现实指导意义。

关键词：EEDI；艾亚法；机舱布置；机舱管系

Abstract

With the rapid development of the globalized economy, the massive use of fossil fuels, mainly oil and coal, has caused problems such as the greenhouse effect and rising sea levels. As a promoter of a globalized economy, the shipping industry should not underestimate the energy consumption generated during its operation. The MEPC ’s Marine Environmental Protection Committee (MEPC) included the Energy Efficiency Design Index (EEDI) of newly built ships in Annex VI of the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships (MARPOL Convention) at its 62nd meeting, and in 2013 The trial started on January 1st, which is an important step to save ship energy and reduce pollution emissions, but it also brings greater challenges to the construction of new energy-saving ships.

The construction design of the ship structure is divided into three parts, namely: hull, dynamic equipment and electrical. The dynamic assembly and the ship's driving dynamics are closely related to energy saving and emission reduction, and account for most of the entire ship construction cost. Therefore, the dynamic design of the ship first uses the Aiya method to initially calculate the ship, machinery and propeller, and then first determines the main engine model and basic propeller parameters. Finally, a final matching calculation is performed on the ship, machinery, and oars to determine the speed at which the ship can reach. Finally, the EEDI formula is used to conduct an energy efficiency analysis of the ship's main propulsion unit to determine whether the ship can meet the requirements. After determining the main propulsion device of the ship, the selection analysis and calculation of various auxiliary power facilities serving the main engine, including the ship's fuel pipeline, lubricating pipeline, cooling pipeline, compressed air pipeline, bilge water system , Fire fighting system, water supply system, engine room ventilation system, etc. Considering the influence of other external factors, such as different sea conditions and working conditions, in order to achieve good management of the engine room and the convenience of daily maintenance, various equipment and piping systems related to the design of the power plant must be reasonably configured on the ship. To this end, AutoCAD will be used to draw the ship engine room layout, ship engine room piping schematic diagram and other five design drawings. This paper takes the design of the power plant of the 22500DWT bulk carrier as an example, which provides a certain reference for the design and construction of new bulk carriers to reduce the EEDI of the ship from the perspective of dynamic loading, and has certain practical guidance significance.

Key words：EEDI；ayre；cabin layout；engine room piping

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 主机与螺旋桨选型 1

1.1 引言 1

1.2 用爱尔法估算船舶有效功率 2

1.3 初步机桨匹配 5

1.4终结机桨匹配 8

1.5 主机的EEDI分析 10

第2章 主要机械设备估算 11

2.1 船舶电站 11

2.2 船舶辅锅炉 12

2.3 燃油系统设备估算及选型 12

2.3.1燃油消耗量 12

2.3.2燃油舱柜容积计算 14

2.3.3燃油分油机和燃油泵 15

2.4滑油系统设备估算及选型 15

2.4.1滑油消耗量 15

2.4.2滑油舱柜容积计算 16

2.4.3滑油分油机和滑油泵 17

2.5冷却系统设备估算及选型 17

2.5.1淡水冷却系统 18

2.5.2海水冷却系统 18

2.6压缩空气系统设备估算及选型 18

2.7保船系统设备估算及选型 19

2.7.1压载水系统计算与选型 19

2.7.2舱底水系统计算与选型 20

2.7.3消防系统计算与选型 21

2.7.4供水系统计算与选型 22

2.8通风系统设备估算及选型 23

2.9其他设备 25

第3章 主要机械设备明细表 26

3.1主机 26

3.2螺旋桨 26

3.3主发电柴油机 26

3.4应急发电柴油机 27

3.5燃油废气组合锅炉 28

3.6泵及其他设备 28

第4章 轮机说明书 42

4.1概述 42

4.2机舱布置 42

4.3主柴油机及推进系统 43

4.3.1 主柴油机 43

4.3.2 高弹性联轴节 43

4.3.3 齿轮箱 44

4.3.4 推进轴系 44

4.4柴油发电机组 44

4.5管路系统 45

4.5.1总则 45

4.5.2 燃油管系 45

4. 5.3 滑油系统 45

4.5.4 冷却水管系 46

4.5.5 排气管系 46

4.5.6 压缩空气管系 46

4.5.7 机舱通风系统 47

4.5.8 导热油加热系统 47

4.5.9 舱底、压载、消防管系 47

4.5.10 二氧化碳灭火管系 47

4.5.11 日用海、淡水管系 48

4.5.12 注入、测量、空气管系 48

4.5.13 油污水分离系统 48

4.5.14生活污水处理系统 49

4.5.15 疏排水管系 49

4.5.16防止船舶垃圾污染系统 49

4.5.17控制船舶有害防污染底系统 49

4.5.18防止船舶造成空气污染 50

4.5.19 全船通风系统(机舱除外) 50

4.5.20 空调系统 50

4.5.21 主推进装置的操纵 50

4.5.22 操舵系统 50

4.6机修和起重设备 51

4.6.1 机修设备 51

4.6.2 起重设备 51

4.7防振和隔音 51

4.7.1 柴油机的防振 51

4.7.2 机舱监视室的隔音 51

4.8备品及工具属具 51

4.8.1 备品 51

4.8.2工具属具 52

第5章 结论与展望 52

5.1结论 52

5.2展望 52

参考文献 52

致谢 53

第1章 主机与螺旋桨选型

1.1 引言

主机与螺旋桨选型是船舶动力装置设计中的关键环节。主机与螺旋桨选型是设计者依据任务书，通过船、机、桨的初步匹配计算分析，从而选定主机的型号以及螺旋桨的参数。在满足设计要求的前提下，同时考虑到主机的初始投资，寿命及可靠性、燃油滑油的消耗、重量与尺寸、振动噪声等一系列因素，进行船、机、桨的终结匹配计算。此外，还会对选好的主机，进行能效分析，看是否满足新造船舶EEDI的要求，如果满足，就达到本文动装设计的目的；反之，则对主机重新选型，直到达到要求。

本文研究的22500DWT散货船动力装置设计的主要参数见表1.1:

表1.1 22500DWT散货船的主尺度及参数

1.2 用爱尔法估算船舶有效功率

在22500DWT散货船动力装置设计中，选择出合适的主机是船舶的船、机、桨能否达到良好匹配的关键因素。要想恰当的选取主机，正确的预报航速，就必须准确的计算出船舶的有效功率。

在船舶设计初期，常常由于船舶的线型不能确定，不能采用船舶试验等方法来确定船舶的阻力，因此，常常采用近似方法来进行阻力估算。常见的近似方法有爱尔法（Ayre）、兰波-凯勒法（Lap-Keller）等，本文散货船为低速性商船，所以采用较适合中、低速商船的爱尔法初步估算有效功率。爱尔法估算有效功率的基本思想如下：