化学品船动力装置与系统(DOC)[推荐]_化学品船系统

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作者：朱佳林

化学品船动力装置与系统

化学品船发展历史

1949年，美国把T-2型油船“MarineChemiCalTransport”改装成化学品船，投入运营。自那时起，世界液态化学品船得到飞速发展，到今天已经经历了四代，其基本特点分别如下: 第一代:将原来的单底油船改装成双层底，并增设纵横舱壁和开始使用深井泵(50年代)。

作者：朱佳林

IMO-Ⅱ型化学品船约占62.5%；IMO-Ⅲ型化学品船约占25.0%。

据112家船东计17301465载重吨化学品船的舱型统计；不锈钢舱，锌硅涂层和环氧涂层所占比重分别为25.5%、30.3%、和44.2%。

主尺度

主尺度和船形系数直接影响船舶的造价、总体性能及其使用要求。为赢得国际市场，根据船东对本船舶使用航线、码头、航道、燃油价格、运费、载重量、航速等各种不同要求，经研究、论证，以取得竞争力强、经济合理的主尺度。以下给出几条化学品船的主尺度数据：

37300t化学品船 13600DWT成品油／化学品船 总长约 184.9m 总长约 120．O0m 垂线间长 176.0m 垂线间长 114．2Om 型宽 31.0m 型宽 21．O0m 型深 16.4m 型深 12．30m 吃水 9.5m 吃水 9．00／9．5m 设计吃水载重量 32000t 载重量 l3500／14600t 结构吃水载重量 37300 t 总吨位 8400GT

19000t化学品船 29000t化学品船

总长 162.00m 总长 175.5m 垂线间长 154.37m 垂线间长 167.0m 夏季水线长 156.19m 型宽 29.20m 结构船长 151.50m 型深 13.85m 型宽 26.00m 设计吃水 9.50m 型深 13.09m 结构吃水 9.50m 结构吃水 9.50m 最大载重量 abt.23890t 设计吃水 8.20m 设计载重量 19000t 1，按运货方式分类

作者：朱佳林

专用化学品船(SpeeialisedChemiealTanker):常用在专门航线上，运输特定的化学品，如磷酸船、棕搁油船。根据所经营的航线的化学品液货种类、货运量、专用泊位的水深和用户分布等情况，确定和选择船型。

多功能化学品船(PareelChemiealTanker):通常设有几十个隔离液货舱，各隔离液货舱设有完全独立的液货装卸系统和液货保护系统，能够同时运输多种化学品。兼用化学品船(Chemieal/ProduetTanker):特定的一些化学品与成品油、动植物油或糖浆等兼运的化学品船。

2，按货舱结构型式分分类

整体式:即货舱为船体结构一部分，货舱受力方式及所承受的载荷与相邻船体结构相同。

独立式:即货舱不与船体结构相连接或不构成船体结构一部分，设置时应按船体变形、应力对货舱影响最小为准则。

3，按IM0要求分分类

IMOⅠ:该种船型装载的货品对环境或安全有非常严重的危险。该种船在海损时，即一旦碰撞或搁浅仍能保持浮性，而且不允许流出化学品。公约要求液货舱和污液舱的双层底高不得小于B/15或6m(取小值)，最小值为0.76m;舷侧双壳宽度不得小于B/5或11.5m(取小值)，最小值为0.76m。

IMOⅡ:该种船型装载的货品对环境或安全有相当严重的危险。该种船对货品的漏逸程度要求要比I型船低。公约要求液货舱和污液舱的双层底高不得小于B/巧或6m(取小值)，且最小值为0.76m;舷侧双壳宽度不得小于0.76m。

IMOⅢ:该种船型装载的货品对环境或安全有足够严重的危险性。该种船要求最低，可用中等程度围护来增加破舱条件下的残存能力，液货舱在船内布置距船体外板的距离则无要求。此种分类方式也是国际上最常用的分类方式。

4，按货物危险性质分分类

可分为装载可燃/易燃性货物、毒性货物、污染性货物或相溶性货物的化学品船。

船舶动力装置与柴油机的关系。

以柴油机优化控制为目标，通过简化柴油机平均值模型，得到以柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率为状态变量的四阶线性变参数状态空间模

作者：朱佳林

型.以6S60MC 型船用柴油主机为例，进行了仿真计算，并与平均值模型进行了对比分析.结果表明: 1)同平均值模型相比，尽管在简化时忽略了很多非线性因素，LPV 模型在动态和稳态过程中仍具有较好的准确性。

2)LPV 模型可直接用于基于模型的现代控制算法，如鲁棒控制的设计分析和系统仿真.采用LPV 模型，可以设计既控制柴油机转速也调节空气流量的控制算法，从而可在满足转速要求的情况下，将过量空气系数维持在最佳范围。

概述。

化学品船系指能载运IMOII类化学品，也可载运成品油和动植物油的船舶。这些船舶符合国际散装危险化学品运输船舶的建造和设备规则IBC规则。

近年来由于国际市场需求旺盛，我国一些中、小船厂开始承接化学品船。这些船舶技术含量较高、施工难度较大设备配套复杂需要满足船级社和国际海事组织的相关要求国外船东往往要求达到国际造船良好质量。这些要求使得一些中小型船厂在建造和交船中遭遇到很多困难。

本文针对化学品船的建造特点，重点阐述了货油舱区的施工要领，包括槽形舱壁的装焊要点、不锈钢管焊接规程和特涂工艺等建造成化学品船的关键技术。

船型和舱型。

船型。化学品船的典型船型是：双底、双舷、有一个连续的主甲板、有首楼和尾楼、球首、球尾、带首侧推。

舱型。II型化学品船装载的货品对环境或安全有相当严重的危险。需要有效的防护措施来消除破损漏泄，其液货舱必须是双壳双底结构，并有整体液货围护系统。

多舱制。货品的多样性。

化学品船为参与海运市场竞争，必须适应货品的多样性，且单品种的运货量不大的特点。在IBC规则中，列举了近500种允许装载的化学品族。

不均匀装载。

不同化学性质、不同比重的货品又形成了各舱的不均匀装载。因此化学品船对总纵强度、局部强度和破舱稳性的要求比一般货船更高

作者：朱佳林

货物的分隔。

IBC规则对相互影响的货物分隔有明确要求。并认为，对分隔来说，无论是垂向还是横向，十字接头被认为是双重障碍：

在相互反应的货物之间 在水反应的货物之间

根据上述要求，9000DWT化学品船的货油舱设计成左右舷各5个，污油舱1个。全船共12个舱均可装货。

货油舱的结构特点和工艺要求。

结构特点。

如上所述，货油舱为双底、双舷，而且甲板骨架设置在上甲板上，纵横舱壁均采用槽形舱壁，使舱内形成无骨架结构，以满足特涂的要求。

槽形舱壁施工要点。

1，拼板为了满足不均匀装载的要求，槽形横舱壁板的厚度，上厚下薄，因此，需要拼板。一般宜采用双面焊双面成型的自动焊工艺。

2，油压机成型后，槽形舱壁的拼装仍宜采用双面焊双面成型的自动焊工艺。成型质量好，可避免对焊缝打磨。采用CO2单面焊双面成型，可减少一次翻身，但如果焊工技术不过硬，在X射线探伤中，曾发现根部未熔化现象，可能会埋下严重的质量隐患。

3,槽形横舱壁的吊装与余量修割。槽形横舱壁在船台吊装时，需与内舷板、内舷底部斜板、内底板相吻合。装配关系比较复杂。但在吊装时，只要在垂直方向一个自由度上划线和切除余量即可。

4，焊接及检验。II型化学品船货舱舱壁的焊接，按IBC规则和船级社的要求:货舱壁下部与内底板及斜板下部的连接均为全熔透，采用100%UT探伤。其余部分为深熔焊，采用20%UT探伤。焊接的方法，宜采用药芯CO2气体保护焊。

强度试验。

对货油舱进行结构强度试验，主要是灌水试验，通常是灌入干净的海水，试验后，再洗舱清除残余海水。

不锈钢管的焊接。

化学品船上，货油管、加热盘管、蒸发气收集装置等均为不锈钢材质，如

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316L奥氏体不锈钢。不锈钢管的焊接是建造化学品船的关键技术之一。在施工之前，船厂需编制工艺规程，并通过船级社的焊接程序认可试验。

焊接方法。宜选用能量集中的焊接方法，常用熔化极氩弧焊（MIG）。焊接材料。对焊接材料的选择，通常采用其熔敷金属的化学成分与母材基本相当的原则。对于316L奥氏体不锈钢的焊接采用316L不锈钢焊丝。

质量控制要点。

1，焊接电流的选择。宜采用小电流，通常不超过100A。

2，层间温度的控制。为了防止焊接热裂纹的发生和热影响区的晶粒长大以及碳化物的析出，保证焊接接头的塑韧性与耐蚀性，应控制较低的层间温度，通常为60℃。

3，运条方法的要求。通常以低热输入、短电弧的方法进行焊接。焊接时，应使电弧稳定而快速地直线运动，避免两边摆动。

检验。对于不锈钢管接头，采用X光无损探伤。通常对D>，89，采用单片单影。对于D>，89采用逐段拍片。

在内场制作时，不锈钢管的焊接质量，容易得到保证。而在舱内现场焊接，仰焊部位易出现未焊透等缺陷，对焊工技术水平要求较高。

特涂。化学品船货油舱的涂装，称为特涂。特涂与普通涂装的区别在于其对涂层的质量要求特别高。需要由有资质的特涂施工队，用专用的涂料和设备进行涂装。

特涂成功与否，取决于涂料的正确选择、表面处理的质量和涂装施工程序的正确选用。

1，涂料。

对涂层的要求：化学结构致密，能抵御各种货品的溶解、渗透和腐蚀，并不会污染装载的货品。有优良的耐海水性和耐海水—货品交替装载的性能。有耐热水清洗和耐货品加热的特性。

涂料类型：目前常用的有纯环氧涂料、酚醛环氧涂料、无机锌涂料和聚氨酯涂料。商品名如Interline994货油舱涂料。

2，特涂设备。

除一般涂装所需的设备外，还要配备，去湿机、真空吸砂机、后冷却器及特

作者：朱佳林

涂检测仪器等。

3，主要艺流程。

预冲砂—冲水—主冲砂—预涂—主涂—后固化—海水检验。4，施工要点。

对货油舱进行整舱喷砂处理，要求达到ISO8501-1（1988）-Sa2.5除锈标准，表面粗糙度为40-75um。

对整个喷砂处理过的区域进行真空清洁，以去除灰尘和污染物。

对全舱进行“露点”管理，涂装施工必须在钢板的表面温度多于露点温度3℃以上。

主涂之后，为达到所要求的耐化学品程度，需一周左右时间的“后固化” 处理，与此同时进行封舱处理。

海水测试，完工后的货油舱必须经过 “海水测试” 以找出油舱涂层的针孔/不均匀。进行必要的修补。

3500t化学品船动力装置设计

船舶动力装置设计包括船舶主推进系统、船舶电站、热源系统、动力系统、船舶系统、自动控制、监测、报警系统、防污染系统和机舱通风系统等内容的设计。以载重量3500t化学品船为例对船舶动力装置设计进行阐述和探讨。

3500t化学品船舶。

该船载重量3500t，主船体结构均为普通低碳钢建造，货舱内表面涂敷Marinelane特涂，双底、双壳，设有球鼻首、方尾、单机、单桨。它具有一连续的干舷甲板，首楼和尾楼以及甲板室，三层甲板室布置于尾楼上，包括驾驶室。驾驶室内设有先进的通导航行和控制没备。本船主船体分隔布置为首尖舱及首楼，隔离舱，四对液货舱，一个污液舱。四对由双底和边舱组成的“L”形压载水舱，货泵舱，机舱和燃油舱，尾尖舱及舵机舱等。航行于中国沿海海域以及南韩。日本，东南亚等远海航区。

本船每航次最多承运两种不必用隔离舱隔离的化学品液货。主要载运货品包括丙烯晴、苯酚、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醇、乙二醇等及适合本船载运的其他化学品液货。船舶总长96.60m，两柱间长90.00m，型宽15.00m，型深7.40m，设计吃水5.20ｍ，结构吃水5.40ｍ，主机功率2426kW，油耗率为205g/(kM・h)，作者：朱佳林

航速13.28kn。

设计要点。1，机舱及泵舱布。

本船机舱位于肋号9～32之间，总长14.95ｍ。机舱布置在上甲板以下，分两层：分别为底层和平台甲板。主机曲轴与齿轮箱输出轴同心，轴中心线距基线为2000ｍｍ。机舱花钢板高度距基线为1900ｍｍ，机舱双层底高度为1100ｍｍ。机舱底层前端布置了舱底总用泵1台、舱底驳运泵1台、消防总用泵1台、主机淡水备用泵1台、主海水泵2台及主发电柴油机组1台。在机舱左舷布置有1台主发电柴油机组、水基灭火装置、舱底水油水分离器、油渣泵1台等，机舱前端还布置有液货泵、污液泵、专用压载泵、洗舱泵组等的电动机。在机舱右舷布置有滑油冷却器淡水冷却器各1只、1台主发电柴油机组、燃油输送泵1台、轻柴油输送泵1台、主机滑油备用泵1台、滑油分离机1台等。机舱中间布置主机。机舱底层至平台甲板布置扶梯2部。机舱平台前端为监视室，在监视室布置有监视台、配电板、立柜式空调及应急通道。机舱左舷自前向尾部分别布置有燃油分油机2台、燃料油澄清舱、燃料油日用舱、轻柴油澄清舱、轻柴油日用舱。机舱右舷前端向尾部分别布置有空压机、主空气瓶、汽笛空气瓶、控制空气瓶、杂用空气瓶、空气干燥装置、卫生水压力柜、淡水压力柜、热水柜、供油单元ｌ套、生活污水处理装置、热井、热水循环泵、滑油舱等。在机舱平台后端中部布置有燃油锅炉1台。在机舱平台前端左侧布置有机修间，有车床1台，钻床1台、砂轮机1台，电焊机1台等。

2，主要机械设备。

主机组。船舶由单机单桨推进，主机组分别由柴油机、高弹性联轴器、减速齿轮箱等组成。柴油机型号为Ｇ8300ZC22BH，立式四冲程单作用、筒形活塞、不可逆转、废气蜗轮增压船用中速柴油机，最大持续功率为2426kW，标定转速为630r/min，最高爆发压力14.72MPa，燃油耗率205//(kW)，滑油耗率2.18g/(kW・h)，启动方式为3.0MPa压缩空气启动，旋转方向为顺时针。齿轮箱采用我国引进德国罗曼一斯托尔德福公司许可证生产的产品，型号为GWC5259，输入功率2426kW，输入转速630r/min，输出转速210r/min，主机曲轴与齿轮箱输出轴同心、可逆转船用齿轮箱。高弹性联轴器型式为盖斯林格或橡胶型弹性联轴器，最

作者：朱佳林

大有效转矩2.75kN・m、扭转刚度630kN・m/rad。

发电装置。机舱设有3台柴油机驱动的发电机组，可并车运行，供全船电力拖动及生活之用。尾楼甲板底部右舷应急发电机室内设应急柴油发电机组1台，向需要应急供电的设备如舵机等供电。主柴油机发电机组中，柴油机为四冲程、单作用、筒形活塞、废气涡轮增压，带中冷器、闭式冷却、电启动的高速柴油机。柴油机与发电机采用弹性联接，发电机是船用防滴式三相无刷同步发电机。带自启动装置。应急柴油发电机组中，柴油机为四冲程增压船用柴油机，功率73.5kW，转速1500r/min，启动方式为气、电两种启动；发电机型式为防滴式，无刷同步发电机，功率50kW，转速1500r/min，电压AC400V，频率50Hz。

3，轴系及布置。

轴系按CCS规范要求设计。轴系由1根中间轴和1根螺旋桨轴及密封装置等组成，中间轴轴径220m，螺旋桨轴轴径272m。中间轴两端为整体连接法兰，螺旋桨轴前端通过有键的可拆联轴节与中间轴相连，后端与有键的螺旋桨连接。尾管采用A级船用钢板和铸钢件焊接的结构形式，其首端焊接在尾尖舱舱壁上，尾端焊接在尾柱壳部。尾轴轴承为油润滑青铜浇铅基白合金轴承2个，尾管轴承采用重力式油润滑系统进行润滑，尾管前后端装设辛泼莱克斯型密封装置。

4，船舶动力管路

燃油系统。本系统由燃油贮藏舱、轻柴油日用舱、轻柴油日用柜、燃料油输送泵、柴油离心分离机、燃料油离心分油机及附件和管系组成。燃料油深舱及双层底燃料油舱中的燃油由燃料油输送泵或燃油离心分油机净化后泵至轻柴油日用柜。燃料油输送泵还可以对舱柜之间的燃油进行调拨。由燃油低压供给泵从燃料油日用舱或轻柴油日用舱经过燃油双联粗滤器，流量计后将燃油吸入。然后，将吸入的燃油泵出使之流至燃油加热器中进行加热。在加热器中由粘度自动调节装置控制并加热到设定的粘度值的燃油，流经燃油自清滤器后进入主机。发电柴油机机带燃油泵从轻柴油日用舱经过燃油双联粗滤器将燃油吸人后通过燃油双联精器至高压油泵。发电柴油机回油通过溢油阀流至轻柴油日用舱。来自油舱柜、油泵、滤器等油盘中的残油，可先泄放至燃油污油舱再经过分离后重新使用。

滑油系统。主机、辅机及空压机所使用的滑油按各说明书的要求尽量统一选用同一规格。主机、辅机均自带滑油泵、滑油冷却器等设备及附件。此外，系统

作者：朱佳林

中设滑油输送泵1台、主机滑油备用泵1台，滑油预供泵1台和滑油离心分离机1台。主机起动前由主机配套的电动或手动预供泵进行预润滑。滑油输送泵将主、辅机滑油循环舱中待置换的滑油泵至相应的污油舱内。此外，又可供滑油舱柜调驳滑油。亦可将滑油经排岸接头排至岸上处理。机舱中各种滑油设备，包括双层底以上的各滑油舱柜、油泵及滤器等设置油盘，并用管子将油盘中的残油引至污油舱。

冷却水系统。本系统主机、发电柴油机各自独立，自成闭式系统，主、辅机均带淡水泵、淡水冷却器、淡水温度调节阀。主、辅机自带海水泵。系统设主海水泵2台。主海水泵的容量包括主机、齿轮箱、大气冷凝器。此外系统还各设1台主机淡水备用泵，空调冷却水泵1台供中央空调和监视室立柜式空调冷却水。主机、发电柴油机均设有膨胀水箱，用以透气和补充淡水。

压缩空气系统。本系统包括主机启动压缩空气系统和杂用压缩空气系统。主机压缩空气系统中包括2台自动起停、风冷主空压机，工作压力为3MPa。主空压机通过气水分离器和相应的管路、附件后向主空气瓶充气。2只主空气瓶除供主机起动外，经过相应的减压阀，提供不同压力的减压空气供各种用途使用。杂用压缩空气系统包括ｉ种减压空气，由3MPa减压到1MPa，作汽笛雾笛气源及应急电站气源；由3MPa减压到0.8MPa，其中一路通过制冷式气源净化装置后，供主机控制系统及安全系统用；另一路不经净化处理，用于机舱油舱柜速闭阀控制系统气源及全船杂用。由3MPa减压到0.4MPa，供各种压力柜充气，海水阀箱吹洗及机舱杂用。

排气系统。主机的排气出增压气后通过排气管引入气锅炉、排气焖箱，然后再通过炯囱排入大气，废气锅炉设废气旁通。3台主发电柴油机的排气管使各柴油机的排气经增压器tP，口至消音器后再排至大气。应急发电柴油机的排气管经消音器后排至大气。在整个排气管的适当管段处设置膨胀接头和刚性支架或弹性支架。在排气管弯头的最低处设有雨水泄放管，使雨水可直接泄放至舱底。

生活水系统。船首部设有饮用水舱（左、右2个）。船尾设有2个淡水舱。共5根支水管全部引往机舱并和总水管相连接。淡水管（含热水管）由机舱引出至居住舱室洗脸盆，淋浴器，洗衣机。洗池等用。由机舱淡水柜供炉灶、茶桶和厨房川水。系统设1个淡水压力柜，2台淡水泵。2台泵互为备用泵。淡水根据

作者：朱佳林

淡水压力柜内的压力自动起、停。淡水泵停止压力为0.35MPa，起动压力为0.15MPa，由压力继电器控制。系统还设有1个气电加热热水柜和1台热水循环泵。另外，本船还设有卫生水管路，供厕所、浴室、盥洗室、大小便器冲洗用。冲洗水来自J2牛水压力柜。

通风系统。机舱采，Hj机械式通风系统。在驾驶窜甲板层的两侧设有2台通风机。新鲜空气通过2台通风机及风管送至机舱各设备处。为了便于施丁，风量的分配原则是左舷通风机负责机舱左舷，右舷通风机负责机舱右舷，做到分区送风，2台风机其中1台可以正反转，加强机舱空气的对流。应急发电机室内亦设有单独的离心抽风机和管路，以便将起动电瓶内释放出来的有害气体从应急发电机室排出。

特殊设计。

1舱底水及压载水系统

舱底水管系根据CCS规范和主管机关的要求布置。引自机舱舱底水污水井、计程仪与测深仪舱的舱底水吸入管通过泥箱和止回阀连接至舱底消防总用泵。泵舱与首部隔离舱舱底水由1台手携式气动隔膜泵排至污液舱。应急消防泵舱舱底水由1台排量15m3/h的舱底水喷射器抽吸排舷外。驱动水由甲板消防管供给。

压载水系统由1台专用压载水泵、1台压载水喷射器、阀件和管路组成。首尖舱和各压载水舱由设于泵舱的专用压载水泵注排。尾尖舱压载水注排由机舱舱底消防总用泵进行。专用压载水泵从泵舱的海水阀箱吸入海水，并输送至设在双层底2根压载水注排水管，并由支管引至每一压载水双层底和边舱。

2消防系统本船设有为全船灭火用的水灭火系统及泡沫灭火系统和为机舱泵舱消防用CO2灭火系统，为机舱消防用的细水雾灭火系统。

水灭火系统。由机舱消防总用泵供给的消防水至上甲板经总隔断阀后分二路，一路引往首部各层甲板及锚链冲洗喷嘴，锚链舱污水井冲洗及舱底水喷射器工作水用。另一路引往上甲板尾部消火栓用。各消火栓还可供甲板冲洗用，并配有2只国际通岸接头。机舱内设1台消防总用泵和1台舱底总用泵，排量和台数均满足要求，首部设1台应急消防泵。

C02灭火系统。C02灭火系统用于机舱和液货泵舱的保护。该系统由设置在尾楼（肋号6～10）甲板中部的CO2站室的钢瓶及施放阀；驾驶室和CO2站室的遥控

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施放箱；机舱内和泵舱内CO2。施放管及施放报警等组成。

甲板泡沫灭火系统。液货舱甲板设1套固定的甲板泡沫灭火系统，该系统由6门人工操作泡沫炮组成。

细水雾灭火系统。机舱设细水雾灭火系统，用以对主机、发电机组、分油机、燃油锅炉等处消防灭火，该系统满足SOLAS要求。

7500DWT化学品船

主推进动力系统方案论证。

在船舶主推进系统的设计中,发动机、螺旋桨与船舶水动力性能之间的相互作用有特殊重要意义,只有考虑了船、机、桨的配合,并且使之达到最佳配置时,船舶主推进系统才具有最好的经济性。根据设计任务书的要求,该船的主推进系统要保证该船在85%MCR时,航速不小于14kn,经船模试验。

目前该类船型的船舶主推进动力系统形式主要有三种:单机单桨、双机单桨和双机双桨。根据船模试验结果和航速要求,对三个方案进行分析比较。单机单桨方案。要使单机单桨方案能既满足限制的尺度,又满足大于14kn航速,则满足功率需要的主机尺度已无法在既定尺度的船体内布置,且很难选到合适的国产机型,而且本船属远洋运输船舶,需考虑到一定的功率冗余,单机远洋运行时万一主机发生故障,该船将寸步难行,容易造成事故,所以综合考虑下,单机单桨方案是不合适的。

双机并车单桨和双机双桨主推进方案比较。采用美国Hydrocomp公司推出的计算机辅助船舶推进系统设计软件HydrocompPropExpert进行方案设计比较。该软件系用于解决船舶推进系统设计、选择和分析的专业软件,也是目前世界上该领域最先进和完善的软件之一,提供了多种用于选择合适的推进系统单元(主机、齿轮箱和推进器)的工具,只需输入少量数据,系统就能精确地描述出船体特征,分析出螺旋桨的最佳直径、螺距、盘面面积及转速。

由于本船设计吃水6有4m,螺旋桨直径相应受到一定的限制,单桨方式螺旋桨负荷较大,计算得出在相同主机功率情况下,单桨采用可调桨时螺旋桨本身效率较双桨时低大约8%(已根据经验资料考虑双桨船附体阻力及船身效率的影响),而且双机单桨方式下桨径约为3.95m,比双机双桨时大19%左右,根据计算这将导致空泡效应明显,影响螺旋桨的寿命,而且在与双桨相同功率情况下,单桨航速低

作者：朱佳林

约0.5kn,难以达到规定航速的要求。同时还需要考虑到该船带有艏侧推,双机双桨所配置的双齿轮箱所带的两个轴带发电机,每台在稳定运行时能够发出500kW的功率,任一台均可满足艏侧推的功率需求,另一台发电时还可给其他辅助设备供电,满足船舶更好的经济性要求。

综合上述分析,最终选用了双机双桨双齿轮箱带双轴带发电机的推进方案。主推进动力系统设计。

主推进动力系统设置中速、四冲程、直列、直接喷射、废气涡轮增压、中冷、不可逆转船用柴油机两台,每台柴油机分别通过高弹性联轴节,输入一台多功能齿轮箱(离合器在内),再经螺旋桨轴、尾管及轴承与可调距桨连接。每台齿轮箱还分别通过高弹性联轴节与一台轴带发电机联接,轴带发电机联接位于齿轮箱正上方。

推进主机为两台MANB&W8L21/31中速柴油机,功率1720kW,转速1000r/min,可航行于无限航区,每台主机自带燃油系统、滑油系统、空气起动系统、海水泵、淡水泵、带故障报警的电子调速器、安全控制监测系统等;配套提供有空气瓶、柴油机缸套水预热装置、机旁控制箱、滑油自清式滤器等辅助设备。该型主机具有尺寸小、重量轻,模块化结构,流线型无管道,零部件数量较少,维护要求低,功率大,噪声低,运行经济和低废气排放等特点。

主推进传动系统为两套高弹性联轴器(每套各两台)和两台齿轮箱组成,高弹性联轴器为伏尔康公司产品,一套连接主机和齿轮箱,额定转矩25kNm,最大转矩37.5kNm;另一套联轴器由齿轮箱输出端连接轴带发电机,额定转矩5kNm,最大转矩7.5kNm,该型联轴器除传递功率和转速外,具有减振降噪,补偿轴向、径向和角向位移的功能,同时具有更换扇形弹性块方便、使用维护简单等特点。

齿轮箱为国际知名公司ZF海事集团产品,减速比5.917,输入方向与主机相同,输出与主机转向相反,为两轴,单级减速,内置带液压驱动多片式离合器。该离合器由一个位于齿轮箱顶部的控制单元内的电力驱动的电磁阀控制接排和脱排,紧急情况下离合器保持原位并可手动与主机脱开,离合器内置减压阀,可以控制离合器内的压力升高,以使各种情况下都能够平稳动作。同时齿轮箱内置式的推力轴承可以满足承受螺旋桨在前进和倒车时的最大推力,轴向自对中滚动轴承能够将螺旋桨推力经由壳体传递到船的基座上。

作者：朱佳林

可调桨及推进轴系也是由ZF海事集团供货,可调桨为4叶桨,螺旋桨直径3300mm,桨毂直径850mm,桨毂单壳体设计,在齿轮箱前端装有配油器,配油器上配有机械式螺距指针,可显示调距桨叶的实际位置,桨毂内置的伺服装置可使液压油能通过轴系中的油管往返至桨毂内置活塞的空腔。对螺距的控制由电子调节电磁控制阀完成,可保证从全螺距正车到全螺距倒车只需30s。

本船选用的ZFECS-4000遥控系统为以PLC控制为基础的船舶推进机械闭环控制系统,主要用于对螺旋桨螺距和主机转速的遥控,该遥控系统可使主推进系统在以下工况下运行:主机转速恒定以满足拖带轴带发电机的要求,按负荷调节可调桨的螺距运行;还可以操作综合控制手柄,对主机和螺距进行综合跟踪控制,使主机按照预订的最佳运行特性曲线运行,主机始终保持最佳工作状态,当遥控装置发生故障或需要时,可转换至机舱集控室和机旁实现对主机和调距螺旋桨进行遥控或手动操作,其转换联锁满足BV规范相应要求。

结论。

该主推进动力系统,很好地解决了主机、齿轮箱、调距桨、高弹、轴带发电机、遥控系统等各设备间的接口协调,为船东和船厂提供了该船主推进动力系统最优化的整体解决方案,有效地保证了该船动力系统运行的稳定性和经济性。

化学品船洗舱系统

原则。洗舱水量一般按洗舱系统中拟定的同时清洗的工况（同时清洗液货舱的个数）的总水量来选取。洗舱泵、洗舱水加热器的容量必需同时满足投入洗舱作业的洗舱机总台数的总排量。洗舱管系的管径通常可根据洗舱泵的排量和管内清洗介质的流速来确定。洗舱泵吸入、排出管段流速分别取1.5m/s和2.5m/s左右。洗舱过程中液货舱底部洗舱水的排除应保持畅通，以减少洗舱静电积累。洗舱管系设计必须进行详细的管系阻力计算，选用合适的洗舱机排出压力，以保证喷嘴的工作压力。由机舱引至液货区域的洗舱水供给管必须沿上甲板敷设，不得直接贯通机舱或液货泵舱的分隔舱壁，并且该管路上必须装有止回阀和盲板法兰或可拆短接管。与固定式洗舱机相连接的洗舱水支管必须装有截止阀和盲板法兰。截止阀一般采用带齿轮传动的型式，以保证阀件因洗舱机工作时产生的振动也不会自动旋转。由于顶部洗舱机从主甲板伸入舱内，所以喷嘴工作时会产生推动，因此必须设有良好的支撑。洗舱机支撑后的振幅必须避开船体振幅的固有频

作者：朱佳林

率，以避免在工作时因产生共振而使洗舱机损坏。由洗舱水加热器至洗舱泵和洗舱管的材料通常采用内表面特涂处理的无缝钢管。一般不采用不锈钢，因为不锈钢管耐 海水腐蚀性能也不是很好。但对于工艺上不能特涂的钢管（通径在100以下），可用不锈钢管316L代替。洗舱管系的纵向管应设有一定数量的伸缩接头。

分类和特点。洗舱系统按其清洗程序可分为开式和闭式洗舱管路两大类。现代化学品船的洗舱管系必须具备闭式洗舱的功能，这也是化学品船洗舱的一大特点。

开式洗舱管系仅与海水、淡水管路相联系，它与液货系统无任何形式的连接。洗舱后的洗舱水由液货泵或扫舱泵抽吸并输送至污液水舱或岸上接收装置，或按排放标准从水下排放。开式洗舱管系又可按洗舱泵设置位置的不同分成洗舱泵设置在机舱内和泵舱内的两种不同形式。前者的洗舱泵由机舱海底门吸人海水，或从设置在安全区域的尾淡水舱或尾尖舱吸入淡水，而不应与液货舱相邻的淡水舱吸入淡水，并且机舱的消防（总用）泵通常作为该洗舱泵的备用泵。后者的洗舱泵从泵舱的海底门吸人海水。

闭式洗舱管系与液货系统有一定的联系，往往利用部分的液货管系实现清洗溶液的再循环，并且可以达二至三次。闭式洗舱管系也可根据液货泵设置的位置不同分成集中泵式和潜液泵式两种不同的形式。

集中泵式闭式洗舱管系是利用泵舱内的液货扫舱泵吸入污液水舱内（或指定的某一液货舱）的清水，并经洗舱水加热器（清洗水也可在污液水舱内预加热），清洗水至洗舱总管对液货舱进行洗舱，清洗后的洗舱水由泵舱内的液货泵吸入并通过液货管排至污液水舱，可重复进行上述的闭式洗舱过程，直到达到所要求的清洁程度为止。这种闭式清洗管系多为早年建造的化学品船所采用。

潜液泵式闭式洗舱管系当今已被广泛采用于化学品船，清洗水先由开式管系注入污液水舱（或指定的某一液货舱），并按所需的比例投入一定量的清洗剂。利用污液水舱内的潜液泵，将清洗或清洗介质输送至洗舱水加热器（清洗水也可在污液水舱内预加热），加热后的清洗水由洗舱总管至洗舱机对液货舱进行洗舱。清洗后的洗舱水由该液货舱内的潜液泵通过液货管排至某一液货横跨管，再由专设的污液水舱的连接管注入污液水舱。可按上述流程重复进行闭式洗舱，直到达到所要求的清洗程序为止。另一种布置是由潜液泵排出管通过洗舱总管向洗舱机

作者：朱佳林

直接提供闭式洗舱介质，实施某一液货舱自身闭式洗舱。闭式洗舱介质仅用于已容纳相同或类似物质进行洗舱的液货舱中。所有液货舱表面应借助于旋转喷嘴在足够高的操作压力下进行洗舱。洗舱介质的再循环可在一个液货舱内，也可通过另一液货舱（如污液水舱）。

显然，在甲板中部加油站液货横跨管与专设的污液水舱连接处，必须设有可拆连接短管，在不进行闭式洗舱时必须拆下，并用盲板法兰封住管路的终端，实现有毒物质的有效隔离以其它污液反应性隔离。洗舱后应进行有效的扫舱。由于开式管系与闭式管系是不可分离的，所以一个开式/闭式完整的组合洗舱管系往往被采纳，它能满足各种主要的洗舱程序，如预洗、清洗、冲洗、喷洗等程序。