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第三章船舶管路系统的原理设计


五、柴油机排气管路布置
(一)布置形式
自由补偿型。
柴油机的废气直接由排气管,经消声器排出。管路的热膨 胀由管路的弯曲来自动补偿。这种形式,其适用范围为没有 废气锅炉的小型船舶。
补偿器型。 装有热膨胀补偿器排气管路的布置形式。它不仅广泛应用 于辅柴油机的排气管路,而且对于没有废气锅炉的主柴油机排 气管也是常见的布置形式。
大的管路。对于大、中型船舶,海水总管连通左、右海水门和 高位海水门,并将舷外水引进管内,供给各需用机械。其布置 形式均为横跨机舱。为保证船舶在横倾3°~5°的情况下,海水 泵的吸水性能不受影响,同时还应考虑避免管内沉积泥砂,故 海水总管应按舱底设置的自然高进行水平布置,不能有局部低 凹或凸起。且净空间高H大于所通过管路最大管径的法兰外径 。
1、水灭火系统的管路布置 水灭火系统是用来扑灭机舱、干货舱以及居住和公用舱室的
一般火灾。此外,还可用作冲洗甲板、舱室及锚链,可作舱底 水吸射泵的动力源。
(1)水灭火系统管路布置形式。布置形式有总管环节布置、线 形布置和混合布置。
环节布置是将消防总管布置成环形,当管路在任一舷发生故障 时,水源能从另一舷通过,并达到所需要的场所。一般都是以 左、右通道处布置总管,在横通道适当场所布置横跨接管,分 隔阀则设在显而易见的部位。
燃油系统设置吸入口的处所一般为双层底油舱、沉淀油舱 (柜)。不同用途舱柜的吸口布置有其相应的要求:
1、双层底油舱大多底部为曲面,因此,吸口应布置在最深部 位,这有利于扫舱、清洁。
2、沉淀油柜的作用是沉淀燃油中的水和杂质,然后再运至 储存油柜或直接驳进日用油柜。若吸口太低,吸出的首先将是 沉淀物,失去沉淀意义;若吸口较高,清除沉淀物又会出现困 难。故燃油的驳运、输送、净化管路在沉淀油柜中,一般都设 高、低位吸口,其中高位吸口一般比低位吸口高出400~ 1000mm。
(二)淡水冷却管路的布置
淡水冷却系统一般有两种布置方式。一种是由柴油机→淡水 冷却器→淡水泵→柴油机的布置,这种方式能保证进入气缸套 的冷却水保持较高压力,使冷却水不易发生汽化现象。另一种 是由柴油机→淡水泵→淡水冷却器→柴油机的布置。它可保证 淡水在淡水冷却器中有较高压力(高于海水压力),万一冷却 器管子有渗漏,海水不易渗入而污染淡水。
(三)冷却水管路的阀件布置
根据柴油机的功率大小及其冷却水系统配置情况,阀件的布 置通常有分散和按单元集中两种布置形式。为使系统具有良好的 操纵性,一般都选择按单元集中布置的形式。
四、压缩空气系统管路布置
(一)布置形式
船舶动力装置各机械设备及其它设施对压缩空气的压力参数要求 不同。目前广泛采用的是集中供气形式。压缩空气系统从满足系 统最高压力参数出发来设置压气机和空气瓶,对压力要求较低的 供气处所则通过减压方式来逐级满足。
不利于抽吸的起伏管路 b. 舱底水喷射器的设置位置,应以出水端的排水阻力最小为佳。 倘条件允许,喷射器出口可与舱底阀成一线。当这一要求不能 实现时,则喷射器出口至舷阀的管路弯曲形状应尽量简单,使 排水阻力减至最低,从而增强喷射器的抽吸性能。
c.舱底水管系的每个吸入端,如具有污水井时,则应在该处设 置可拆接头,便于对吸入滤网或止回除污器进行维修。
(二)布置要求
压缩空气管路应处于明显位置,不宜夹杂在其他管路中,更 不能置于管束上方。一般主、辅柴油机的启动空气管路,均应布 置在空间管路的低位置,尽量少设可拆接头。压缩空气管路的阀 件,应布置在机械及其附属装置就近处,且易于接近、方便操作 的部位。其中截止止回阀必须以阀盘水平正装为好。每一压力分 级的减压阀,均应设截止阀及旁通管,并在减压阀后就近处设置 安全阀和压力表。
水灭火管路的吸入管几乎都敷设在花钢板以下部位;消防泵 出口压力水总管,在花钢板以下部位应作尽可能短的过渡,及 时沿舱壁、支柱或舷侧引出,然后按机舱层次逐一分出支管, 最后从机舱上层舱壁引出,与甲板水灭火总管会合。如机舱布 置在中部,则要求消防总管设有截止阀,使首、尾消防总管能 分别供水或同时供水。
(2)舱底或底板向两舷升高小于5°时,在两舷各设一只吸口, 在中纵剖面处设有两只吸口 。
(3)机舱舱底水吸入口布置除应符合上述要求外,还应将吸口 直接接在舱底泵吸入端;对艉机型船舶在机舱的前端设置两个 吸口,艉端也应设有吸口。
艉机 型机 舱吸 口布 置
(4)当船尖舱未装舱底水总管时,可采用手摇泵有效排水, 但吸口高度不应大于7m。
旁通型。 大、中型船舶一般都设有废气锅炉。这种类 型的排气管路大都是先经废气锅炉再排至大 气,或经旁通管路直接排至大气
串联型。装有废气、燃油混合式锅炉,并利用废气调节 阀控制锅炉蒸汽产量的串联式排气管路布置形 式。
自由补偿型。
旁通型。
旁通型。
串联型。
(二)管路布置要求
排气管路布置要着重考虑柴油机排气背压、管路在热态工况 下的膨胀和管路自身的负荷等问题。
(一)舱底水系统的管路布置 舱底水系统是保船系统中重要组成部分。它应保证船舶在正浮或 向任何一舷倾斜不超过5°时皆能排干舱内积水,同时还不使舷外 水或任何水舱(柜)中的水经该系统流入舱内;保证在船体破损 时,及时抽除涌入的海水。根据这一特点,对系统的布置有以下 要求:
1、管路在布置时,应考虑使该系统具有最大的生命力。 2、为能将舱底水排净,各吸入管的吸入口皆布置在每个舱底的 最低处。 (1)舱底或内底板向两舷升高大于或等于5°时,在中剖面处应 设置两只吸口。
为避免滑油回进循环油舱时引起泡沫飞溅而夹带空气, 故回油管管端应布置在循环油舱的最低工作液位以下,并 与油泵吸油管口间设置隔离板。
(三)压力管路的布置
在滑油循环泵出口滑油滤器间的管段,为压力波动 区域,且越靠近泵排出口的压力波动越剧烈。如在齿 轮油泵出口管上,最大振幅处的压力可达到油泵平均 压力的三倍以上。离油泵越远,振幅就越小,一直到 滤器以后压力才趋于稳定。因此,在布置滑油循环泵 排出口至滤器的管路时,管子弯曲形状应尽量简单且 弯头越少越好。弯头设置过多,尤其是小于或等于 90°的成形弯头,不仅增加管内流体阻力,还能导致 管路振动。
三、冷却水系统管路布置
冷却水系统的作用在于间接或直接带走机 械做功时产生的热量。冷却水系统的管路 布置应根据冷却方式,以最合理、最有效 的热交换接管方式达到最佳冷却效果。
(一)海水冷却管路的布置 海水冷却系统为开式冷却系统,其管路一般可分为海水吸 入与压力管路两个部分
1、海水总管的布置 海水总管为吸入部分的主要管路,它是整个系统中口径最
二、滑油系统管路的布置
(一)吸入管路布置原则
吸入管路的长度应尽可能布置得短些;吸入管在进入循环 油舱时,其吸入口应与回油口成相反方向且有足够距离,以 免吸入污油;吸入口距油舱底部不小于100mm;若吸入管末 端设置滤网或止回装置时,则应考虑不进入油舱而能对它进 行清洁或排除故障的要求。
(二)回油管路的布置
(二)压载水系统管路的布置 压载水系统的功能特性是:既要将水灌入各压载水舱,又要
通过同一管路、同一水泵将水从水舱中排出。
1、压载水系统的水泵管路,必须直接从海水总管引出。在任一 管路的中间不能有止回装置。
2、现代船舶(大型)大都设有管隧,压载水管路均可通过管 隧进入压载水舱。倘因船舶类型、吨位等原因没有专设管隧时, 压载水管路均应设在双层底内,但不得布置在油舱内。若不能 避免时,则应加厚管壁,中间不得有可拆接头。
第三章 船舶管路系统的原理设计
*动力系统管路布置
一、燃油系统管路的布置
燃油管在布置时,应特别考虑到安全工作,同时要顾及管路 附件、阀件的布置、操作和养护的方便。
燃油管路在布置时,一般都应尽可能远离电气设备及高温装 置(如排气管、消音器、辅助锅炉)。若管路在这些装置的上 方敷设,既使有足够的距离,管路也不应设有可拆接头。
分组布置:将船舶分成几个舱段,如分为艏、艉两组, 分别进行集中控制舱底水。
4、舱底水管路布置的工艺要求: a.根据舱底管系的工作特点及布置要求,如在机舱花钢板以下 时,则应布置在最下面,并尽量保持管路的平直,不允许有过 大的高低起伏。如图所示。低凹处易积聚污物。隆起处则易形 成气囊,影响抽吸效果。
不管是采用哪一种形式,在布置时,都应注意处理下列问题:
1、应尽量采用逆向循环的热交换。
2、为保证有害于系统性能的闭式循环管路内的气体能自由逸出, 透气管路应从最高点引出。
3、淡水在管路循环时,温度较高,在淡水泵吸入口容易产生汽 化现象。因此,为了使淡水泵吸入口维持一定的压力,防止产生 汽化,以保证水泵的正常工作,膨胀水箱都应布置在柴油机上方, 距水泵吸口高度应不小于3m。膨胀水箱的补充水管从底部引出, 其终端接管应选择在靠近水泵吸口的管段上。
由于排气管路的管径较大,再加上管子外壁的隔热材料及 金属护皮,因此,管子重量很大。所以,用于排气管路的固定 支架必须要有足够的结构强度,并须考虑支架的型式。
* 船舶系统的管路布置
船舶系统主要包括舱底水系统、压载水系 统、灭火系统、日用供水系统、泄漏水系 统、日用蒸汽和制冷系统、空调系统 ,全 船、水舱的空气、溢流和测深管路等。
海水总管布置 (a)不正确曲形的海水总管 (b)正确曲形的海水总管
2、主海水管路布置 海水管路布置时,不能全部直线布置,必须有水平的曲线,
以防热胀冷缩和船体的变形。主海水管路的主要供水对象为柴 油机的空气冷却器、滑油冷却器和淡水冷却器,还附带制淡装 置。根据主海水冷却系统原理和冷却器的形式,正确选择主海 水管路的进、出口是很重要。
燃油系统的阀件及旋塞在管路布置时,一般均考虑布置在花钢 板以上,并尽可能考虑操作方便。阀件应严格按管路流向布置 。
此外,凡布置在双层底以上的贮油舱柜、沉淀舱和日用燃 油柜的供油及平衡管路,阀件均应直接布置在舱柜壁上,并采 用铸钢件。
燃油滤器是需要经常打开清洁的装置,因此,除按规定必 须在其下面设油盘外,还应将其布置在不妨碍拆装的适当位置 上。
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