3.9万吨原油船动力装置设计毕业论文

2020-04-09 14:06:36

摘要

本次设计以3.9万吨原油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3.9万吨原油船动力装置装总体设计的基本步骤分为

1.根据给定的船舶初始条件，计算船舶各个阻力随后计算出主机的有效功率，从而选出主推进装置，再进行螺旋桨终结匹配设计，完成对主机的选型。

2.计算各个系统的设备参数。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3.9万吨原油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轮机说明书

Abstract

The object of design is the design of 39 thousand tons oil tanker 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. According to the given initial condition of the ship, each resistance of the ship is calculated and the effective power of the main engine is calculated. Then the main propulsion device is selected, then the design of the end matching of the propeller is carried out, and the selection of the main engine is completed.

2. Calculating the equipment parameters of each system.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 Turbine specification

第1章绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2课题研究内容 1

1.3预期目标 2

第2章设计依据 2

2.1 船型 2

2.2 目标船相关参数 2

2.3 船体阻力的计算 3

第3章主机的选型 5

3.1 船舶有效功率 5

3.2 螺旋桨初步设计 5

3.2.1 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

3.4.1 终结匹配计算 10

第4章机电设备估算说明书 12

4.1 燃油系统 12

4.1.1 主机 12

4.1.2 辅柴油机（3台） 13

4.1.3 燃油锅炉 14

4.1.4 燃油总消耗量Q总： 14

4.1.5 日用重燃油柜容积 15

4.1.6 日用重柴油柜容积 15

4.1.7 油渣柜容积 15

4.1.8 污油柜容积 15

4.1.9 重燃油沉淀柜容积 15

4.1.10 重柴油沉淀柜容积 16

4.1.11 重燃油供给泵计算 16

4.1.12 重柴油供给泵计算 16

4.1.13 重燃油输送泵计算 16

4.1.14 重柴油输送泵计算 16

4.1.15 燃油分油机选型（选用两台） 16

4.2 滑油系统 17

4.2.1 主机滑油消耗量（一台） 17

4.2.2 辅机滑油消耗量（一台） 18

4.2.3 主机滑油循环柜容积 18

4.2.4 滑油储油舱容积 18

4.2.5 滑油沉淀柜容积 19

4.2.6 污油柜容积 19

4.2.7 滑油输送泵选型 19

4.2.8 主机滑油备用供给泵选型 19

4.2.9 滑油分油机 19

4.3 压缩空气系统 20

4.3.1 主机启动空气瓶（按国外经验公式估算） 20

4.3.2 主空压机（两台） 20

4.4 舱底水系统 21

4.4.1 舱底水总管内径 21

4.4.2 舱底水泵排量（每台） 21

4.4.3 舱底水油水分离器选型 21

4.5 压载系统 21

4.6 消防系统 22

4.6.1 主消防泵 22

4.6.2 应急消防泵 22

4.7 供水系统 22

4.7.1 淡水压力柜容积 22

4.7.2 海水压力柜容积 23

4.8 机舱通风系统 24

4.8.1 机舱通风机排量 24

4.8.2 机舱通风系统设备选型 25

4.9 冷却系统 25

4.9.1 淡水冷却泵 25

4.9.2 主海水冷却泵 26

4.10 防污染系统 26

4.10.1 舱底水油水分离器(一台) 26

4.10.2 生活污水处理装置 26

第5章机电设备明细表 26

第6章轮机说明书 40

6.1 概述 40

6.2 主机 40

6.2.1 技术参数： 40

6.2.2 燃油、滑油和水的要求 41

6.2.3 冷却淡水 41

6.3 电站 41

6.3.1 主柴油发电机组 41

6.3.2 应急柴油发电机组 42

6.4 辅助设备 42

6.4.1 泵 42

6.4.2 空气压缩机 44

6.4.3 离心分离机 44

6.4.4 机舱风机 44

6.4.5 空气瓶及压力水柜 44

6.4.6 环保设备 45

6.4.7 其他设备 45

6.4.8 机修设备 46

6.5 系统及机舱布置 47

6.5.1 海水冷却系统 47

6.5.2 淡水冷却系统 47

6.5.3 燃油系统 47

6.5.4 滑油系统 49

6.5.5 主机空气压缩系统 50

6.5.6 机舱蒸汽、凝水、给水系统 51

6.5.7 排气系统 51

6.5.8 油舱柜快关阀操纵系统 51

6.5.9 机舱通风系统 51

6.5.10 舱底泵及管系 52

6.5.11 压载水系统 53

6.5.12 淡水系统 53

6.5.13 卫生水系统 53

6.5.14 污水系统 53

6.5.15 机舱舱底水处理系统 54

6.6 船舶系统 54

6.6.1 舱底水系统 54

6.6.2 压载水系统 54

6.6.3 淡水、卫生水系统 55

6.6.4 消防系统 55

附录一：专题小论文 56

参考文献 59

致谢 59

第1章绪论

1.1研究目的及意义

毕业设计是我们通过完成某一课题，来检验我们处理实际问题的能力，使我们掌握基本的设计方法，从而受到初步的工程技术的训练，它也为以后的工作、设计打下结实的基础。此次我的毕业设计题目是3.9万吨原油船动力装置设计，船舶动力装置指的是为保证船舶正常运营而设计的动力设备，是为船舶提供各种能量和使用这些能量，以保证船舶正常航行，人员正常生活，完成各种作业。船舶动力装置是各种能量的产生、传递、消耗的全部机械、设备，它是船舶的一个重要组成部分。船舶动力装置包括三个主要部分:主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备。船舶动力装置的性能和效果是船舶整体性能的一个重要方面，深深地反映了造船技术和各种工艺以及设计的水平。这次毕业设计是对我大学期间所学知识的一个高度归纳和运用，会使我对专业知识有更加深刻的认识与了解，为我将来的工作奠定扎实的基础。

船舶作为一种水上交通工具，发展至今已有5000多年的历史。从远古的独木舟发照到现代的各类船舶，其驱动船舶的动力也由人力、风力、水力等发展至如今的柴油机等动力装置，甚至是太阳能等，而驱动船舶的装置中典型代表就是船舶动力装置，也就是柴油机为主，多种动力设备并存的多元化动力装置结构。

从上世纪60年代开始普遍应用的船舶动力装置主要是柴油机。现代船用柴油机的主流是低速柴油机，其能够将螺旋桨直接驱动起来。在20世纪80年代出现了长冲程和超长冲程的低速柴油机，当前应用广泛的是V型柴油机。柴油机动力装置的有点主要有较大的功率范围、较好的运转性能和较高的安全性等。随着计算机控制技术和网络技术的发展，是柴油机智能化和网络化的目标得以实现，同时将其控制精度提高，控制功能进一步增加，方便了调试和维护等工作。另外柴油机动力装置未来的发展趋势主要是节能环保性和高可靠性。

当然船舶动力装置除了柴油机之外还有电力推进装置。当前已经研制成功全控型、高频化和功率较大的电力电子器件，而且随着进一步发展和应用现代交流电机调速技术和微机控制技术，逐渐加快了电力推进技术的发展速度。人们对舵机和其操纵机构的依赖被吊舱式电力推进装置所代替，通过不断发展和完善综合全电力推进系统，使全面融合电力和动力两大系统的目标得以实现，而且目前在海军军舰中大量的推广和应用超导电磁推进技术。电力推进装置未来的发展趋势主要是高效率、低噪音和绿色环保型。

再看向国外，船舶的商业电气化始于19世纪80年代，船载SS哥伦比亚公司的直流（DC）系统。然而，交流配电系统的普及导致了船舶上的交流电（AC）系统的发展。目前，有船舶以柴电系统为基础运行。机载柴油发动机产生交流电给一个普通的交流总线，电力推进系统从这里驱动它们的电力。最近，由于电气性能和燃油节约潜力的改善，人们有兴趣转向基于直流的船用柴油 - 电力系统。

由此可见，船舶运行的整体性能与质量是由船舶动力装置的性能和质量直接决定的。充分的融合各种动力装置能够很好地提高船舶运行的可靠性，也能提高经济性。

1.2课题研究内容

1）完成专题外文文献的翻译、文献阅读报告以及开题报告；2）主推进装置选型设计；3）动力装置设备计算及选题；4）主要设备计算及选型；5）用CAD绘制机舱布置图（4张）和管系原理图（1张）；6）专题小论文

1.3预期目标

通过对《船舶动力装置与设计》的学习，完成对动力装置的研究，设计出符合标准的动力装置设备。

第2章设计依据

2.1 船型

本船为原油船，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：156.2 m

垂线间长：151.6 m