船舶概论第六章PPT课件

精选,1,第六章船舶动力装置,精选,2,第一节船舶动力配置的含义及组成现代船舶的动力装置，广义上说，是指保证船舶正常航行、作业、停泊以及乘员正常工作和生活所需的各类机械和设备。它主要是提供机械能、电能、热能、液体和气体的压力能，除保证船舶推进外，并满足整个船舶能量消耗的需要.所以船舶动力装置大部分是能量转换装置。船舶动力装置通常包括：推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械和机舱自动化设备五部分。1.推进装置图6-1为船舶推进装置示意图。在遥控装置1操纵下，当主机2运转时，驱动传动设备（或减速齿轮箱）3和轴系4，使螺旋桨5旋转做功，产生使船舶运动的推力。,精选,3,2.辅助装置除推进装置外，供应船上其他各种能量需要的装置和设备，如船舶电站、辅助锅炉装置、泵站、压缩空气站等，统称为辅助装置。3.管路系统连接各种机械设备并输送油、水、气等工作介质。其中为主机服务的燃油、滑油、冷却水、压缩空气、进排气及废热利用等系统，称为动力管路系统。为全船服务的则称为船舶管路系统，它包括为保障航行安全的舱底水、压载、消防等系统；为乘员生活所需要的通风、取暖、空调、冷藏、供水、卫生及制淡等系统。,精选,4,4.甲板机械它包括：锚机、绞缆机和绞盘等系泊机械；舵机及其操纵和执行机构组成了操舵机械、起货机、吊货杆、卷扬机等装卸设备，装卸液货的泵和管路则归属于管路系统；用于放置和吊放救生艇、工作艇的吊艇架和吊艇机.特殊用途的船舶还有专用的甲板机械，如拖船的绞缆机和渔船的起网机等。5.机舱自动化设备为实现主机、辅机遥控、集控的设备。它包括自动控制和调节系统、自动操纵、集中监测及报警系统。,精选,5,精选,6,第二节船舶动力装置的类型船舶动力装置中的主机和辅机都有多种不同型式，不论何种型式，其初始能量都来自燃料的燃烧。燃烧产生的热能通过各种动力装置转换为其他形式的能量，如机械能、电能、液体和气体的压力能等。船舶主机的功率通常远远大于辅机功率，所以，船舶动力装置一般就以主机的型式来来分类和定名。根据主机采用燃料的性质，燃烧的场所（原动机的内部或外部），使用的工质及其工作方式的不同，船舶动力装置可分为蒸汽、内燃和核动力三大类。,精选,7,一、蒸汽动力装置蒸汽动力装置由锅炉、蒸汽轮机、轴系、管系及冷凝器等设备组成。燃料的燃烧是在发动机的外部即锅炉中完成的，是外燃式动力装置，其基本工作原理如图6-2所示。在汽轮机内部，高压过热蒸汽自喷嘴喷出时，形成具有很大动能的高速汽流，冲到汽轮机的叶片上使汽轮作高速旋转，如图6-3所示。,精选,8,精选,9,下面简要介绍蒸汽锅炉和汽轮机的基本结构和工作原理。1.蒸汽锅炉锅炉是利用燃料在其炉膛燃烧所产生的热量，将水加热并蒸发成具有一定温度和压力的蒸汽的一种设备。按其结构型式分为烟管锅炉和水管锅炉两大类。烟管锅炉烟管锅炉也称火管锅炉，结构见图6-4。最早应用到船上的是烟管锅炉，它是燃料在炉膛6内燃烧，产生的高温烟气经燃烧室5进入烟管4，包围在烟管外的水吸收烟管内烟气的热量，被加热而变成蒸汽，经主蒸汽阀2进入管道送往蒸汽轮机。,精选,10,水管锅炉水管锅炉结构见图6-5。水包1和汽包4之间由密集的炉管束3连通，当燃料在燃烧室2内燃烧时，高温的火焰和烟气扫过炉管束，使管内的水迅速被加热变为蒸汽，经汽包由主蒸汽阀输出，烟气经烟道烟囱排到大气中。和烟管锅炉相比，水管锅炉容水量少，循环快，蒸发率高，从点火到供汽时间短。由于水和蒸汽的压力作用在圆筒形的水包、汽包内壁和小直径的水管内，因而能够承受比较高的压力，有利于蒸汽压力的提高。水管锅炉结构轻巧，单位受热面积重约200Kg/m2,比烟管锅炉轻40%以上。现代蒸汽船舶动力装置几乎都采用水管锅炉。,精选,11,精选,12,精选,13,精选,14,2.蒸汽轮机蒸汽轮机又称蒸汽透平，它是将蒸汽的压力能转换成机械能换成机械能作功的动力机。汽轮机在大型大功率舰船上应用极为广泛，因为作为原动机的蒸汽轮机具有如下的诸多优点。单机功率大由于船舶的巨型化和快速化，例如30万吨和50万吨级油船，10万吨和40万吨级散装货船先后出现，航速24kn以上的定期货船，30kn以上的集装箱货船都先后投入航运。因此需配置单机功率（2.23.7）104kw以上的主机，采用汽轮机就比较合适，大型作战舰艇如航空母舰、巡洋舰也大多以汽轮机为主机.而且在大功率范围内,汽轮机装置的单位重量约为13.620.4kg/kw，比柴油机动力装置轻很多。,精选,15,汽轮机是作旋转而非往复运动所以工作均衡、平稳、机件间的摩擦部分少,使用期限达10万个小时以上,维修保养比较简便。可以使用廉价的劣质燃料与柴油机相比，滑油耗量也小得多。作为船舶主机的汽轮机，同时也存在如下不足：起动时间稍长从锅炉点火开始到压力足够的蒸汽需要较长时间，紧急起动也需1520min；热效率较低，耗油量较高一般为232313g/kw.h，故经济性较差；附属设备多，装置复杂。早期船上使用的往复式蒸汽机，因热效率低，振动大，单机功率有限等原因，早已淘汰。,精选,16,二、内燃动力装置以内燃机作为船舶主机的推进装置，称为内燃动力装置。燃料直接在发动机气缸内或燃烧室中燃烧，将高温高压燃气的热能转化为机械能作功。根据内燃机的工作方式和特点，可分为往复式柴油机和回转式燃气轮机两种。1.往复式船舶柴油机柴油机作为船舶主机，在现代船舶中应用极为广泛。以每年完成的造船量看，柴油机占造船总量的98%，而柴油机总功率则占船机总功率99%，可见营运中的大部分船舶均以柴油机作为主机。,精选,17,柴油机作为船舶主机具有如下特点。有较高的经济性首先是其油耗率低，大型低速船用柴油机的最低耗油率不超过160g/kw.h，中速柴油机的耗油率不超过180g/kw.h,这是其他类型的发动机无法相比的。由于柴油机的燃料燃烧后直接在气缸内形成高温高压的燃气而膨胀作功,且燃烧和排气的温差大，因此，柴油机的热效率高，一般可达35%46%。而蒸汽轮机的热效率一般为25%33%。柴油机不仅在全负荷时（通常为设计工况）具有良好的经济性，在低速和部分负荷时，也具有较高的经济性。,精选,18,机型多、功率范围广船舶各类甚多，排水量相差悬殊，小仅几十吨，大到几十万吨，对航速要求也各不相同，这就需要各种不同功率的主机与之匹配。目前制造的船用柴油机有大、中、小型和高、中、低速多种机型，容易满足各类船舶对主机的要求。具有良好的机动性操纵简便，启动迅速，正倒车灵活而简单，一般从准备启动到启动结束仅需10分钟，从冷态启动到全负荷动作只需10多分钟，在应急时则不超过34分钟，数秒钟之内即可停车。低速柴油机的尺寸和重量比较大由于柴油机的尺寸和重量在一定转速下，随功率的加大而成比例增加，因此使单机组的功率受到一定的限制。,精选,19,柴油机是作往复运动的机械存在运动的不均衡和惯性力的作用，工作时有较大的振动和噪声。柴油机在低速运转时常常由于燃烧不良引起工作的不稳定性，一般在低于30%额定转速时难以稳定工作，其过载能力也较差，一般仅能过载10%，而且过载状态下连续工作不能超过1小时。2.燃气轮机燃气轮机又称燃气透平。它的基本结构和工作原理与蒸汽轮机相似，只是作功的工质不同。蒸汽轮机的工作介质是蒸汽，燃气轮机的工作介质是燃气。燃气轮机是利用燃料在燃烧室内燃烧，所产生的高温燃气进入燃气轮机推动叶轮旋转作功。,精选,20,图6-6为燃气轮机动力装置示意图。它主要由以下三部分组成：,精选,21,压缩机2用来压缩进入燃烧室3的空气；燃烧室3为燃料燃烧产生燃气的空间；气轮机6将燃气的热能转变为机械能对外作功。在船舶动力装置中，燃气轮机是单机功率大、单位重量轻和尺寸最小的一种。轻型燃气轮机,本身重量仅0.10.43Kg/kw,整机重量也仅为22kg/kw，更为突出的是，它可以随时起动，并且在很短时间内发出最大功率。在23分钟内，可由冷态起动达到全负荷的工作状态，加速性能极好。燃气轮机也存在如下缺点，对燃油品质要求高，耗油率较高，热效率较低，所以经济性较差。同时，由于燃气轮机的叶片及燃烧室均在高温下工作，使用寿命不长。此外，该装置不能直接倒车,需增设换向设备,致使整个装置复杂化。,精选,22,60年代以来,燃气轮机的设计制造已经取得较大进展,性能已有明显提高。单机功率已由5520kw提高到了18400kw.耗油率以367g/kw.h下降到258272g/kw.h。机组使用寿命由1000h提高到10000h。目前，燃气轮机装置在军用舰艇和气垫船上应用较为广泛。民用船舶采用燃气轮机也日见增多。,精选,23,三、核动力装置核动力装置是利用核燃料在反应堆内起核裂变反应，所产生的巨大热量用来加热冷却剂（液体或气体）。冷却剂吸收热能后，再直接或间接地导入推进装置以产生推进动力。核反应的作用相当于锅炉的炉膛和燃烧室，所以有人把它叫作“原子锅炉”。不同的是，在普通锅炉内，燃料通过燃烧把化学能转变成热能，而在核反应堆内，核燃料是通过核裂变反应把原子能转变为热能。现有的核动力舰艇或民用船舶，基本上都采用压力水型的反应堆。即以普通压力水作冷却剂（也称载热剂），以蒸汽为工作介质，推动汽轮机工作。,精选,24,图6-7为压力水堆核动力装置示意图。,精选,25,核动力装置的主要优点是：消耗少量的核燃料就能释放出巨大的能量，并产生极大的功率，从而使船舶获得足够高的航速和续航力。例如载重为3万吨的油船，航行1万海里，只消耗1kg核燃料。核动力船舶实际上续航力几乎是无限的。在核裂变过程中不消耗空气，这对于潜艇是有极重要意义的，它可以长时间在水下航行而不必浮出水面。所以，核动力潜艇在现身潜艇中占有相当大的比例。,精选,26,核反应堆由于设置厚实的防护层，整个装置的重量和尺寸都比较大。但由于科学技术的进步，防护设施的重量和尺寸已有所减小。核动力装置的总重量还是小于普通动力装置。而且由于燃料储备重量的大幅度减小，对于军舰可相应减小排水量提高航速，或加强军舰的武备。对于民用船舶可增加其净载重量。核动力装置造价昂贵，而且操纵管理检测系统比较复杂。,精选,27,第三节船舶柴油机柴油机作为一种动力机械，在各类船舶上被广泛用作主机和发电机的原动机。柴油机的类型较多：按工作循环分四冲程和二冲程；按结构特点分为筒状活塞式和十字头式；按气缸排列形式分单列式、U型和V型；按速度分高速、中速和低速；按功率分大、中、小型。一、柴油机结构现以四冲程柴油机为例，介绍柴油机的结构，见图6-8.1.固定机件它是柴油机的骨架,构成柴油机外形,如图中机座2、机身4、主轴承1、缸套6和气缸盖9。,精选,28,2.运动部件它是发动机产生动力的部件,如图中活塞8、活塞销7、连杆5、连杆螺栓20和曲柄3。3.配气机构它是实现柴油机进气和排气功能的机构，如图中的凸轮轴19、顶杆17、摇臂13、进气阀15、排气阀12、气阀弹簧11、进气管16和排气管10。4.冷却系统它是在柴油机工作时对各受热件，如缸盖和缸套提供足够数量的、有适宜的温度和压力冷却水，以保证柴油机受热零件的正常工作，冷却水在一定的空腔中循环流动。,精选,29,5.润滑系统它是保证各活塞组件以及其他需要润滑的机件在工作时，得到有足够压力和适当温度的润滑油，避免各运动部件间发生干摩擦。6.增压系统它是利用柴油机的废气能量使空气增压后再进入气缸以提高柴油机功率的设备。,精选,30,精选,31,7.供油系统它是向柴油机供应燃油的装置。燃油自油箱靠重力经过滤器流入高压油泵18，再由油泵经高压油管按工作循环要求输入至喷油器14并喷入气缸内。8.操纵系统它是柴油机实现起动、换向、调速性能的设备。图6-9为气缸V型排列的柴油机整体剖切图，柴油机的固定部件，运动部件及部分系统，在图中都清晰可见。二、柴油机常用术语及型号识别1.常用术语图6-10为柴油机气缸容积变化图，图中反映了活塞位置和各容积名称。,精选,32,精选,33,精选,34,2.柴油机型号识别柴油机型号常以数字和字母的组合形式，反映柴油机的主要结构特征，如缸数、缸径、冲程数、行程、可否倒转，是否增压以及气缸的排列形式等。,精选,35,三、柴油机原理柴油机要向外输出机械功必须使燃料的化学能经过燃烧转变为热能。而燃料燃烧必需有空气，燃油自燃还要求空气有一定的温度，这样燃油才能燃烧放出热量，使燃气温度急剧升高，压力骤增，在气缸中膨胀推动活塞作往复运动，再通过曲柄连杆机构对外作功。做功后的废气排出缸外，以便再次充入新气，不断循环，连续作功。所以，柴油机每次作功过程分为四冲程柴油机和二冲程柴油机两类。1.四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机是在四个冲程内完成一个工作循环。图6-11为四冲程柴油机的四个冲程进行情况和活塞等零件的相对位置。,精选,36,精选,37,2.二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机把进气、压缩、燃烧膨胀和排气过程紧缩在两个冲程内完成。它没有专门的进气、排气冲程。排气及进气是分别在膨胀冲程末期和压缩冲程初期完成的。新鲜空气由专设的扫气泵供给。扫气泵把加气的空气压入气缸。燃烧膨胀做功后的废气一部分自由排出。剩余部分则被进入气缸的新鲜空气驱除。这个用新鲜空气驱扫废气的过程称为柴油机扫气过程，由扫气泵完成。二冲程柴油机有多种换气方式，但这些换气方式的基本原理都基本相同。图6-12为直接扫气式二冲程柴油机的工作原理。,精选,38,精选,39,3.二冲程和四冲程柴油机的比较二冲程柴油机和四冲程柴油机相比，有以下优点：二冲程柴油机能在两个冲程内完成一个工作循环做一次功。对于两台尺寸和转速相同的非增压柴油机，考虑气口的冲程损失和扫气损失。二冲程柴油机的功率约为四冲程机的1.61.8倍。二冲程柴油机较四冲程机的结构简单。这主要是由于省去了气阀及其活动装置。所以二冲程柴油机的维护、保养比较容易。由于二冲程柴油机在活塞两个冲程内完成一个工作循环，因而它的回转要比四冲程机均衡。,精选,40,二冲程柴油机虽有上述优点，同时也存在如下缺点：换气过程没有四冲程柴油机进行得完全。新气的充入和废气的消除都比四冲程柴油机困难。二冲程柴油机新气进入气缸是在排气阀或扫气口开启的时候，因而有一部新鲜空气随废气外泄，从而增加了新气消耗量。在相同转速下，二冲程柴油机比四冲程柴油机的工作循环更频繁。所以燃烧室组件的热负荷较高。4.柴油机操纵系统柴油机操纵系统包括起动装置，换向装置和调速装置三部分。操纵系统对船舶安全航行有极其重要的作用。,精选,41,操纵系统的作用是在船舶靠、离码头和海上航行时，随时对主机进行起动或停车、正车或倒车、变速或恒速航行等各项操作。起动装置柴油机自身不具备起动能力。要使柴油机从静止状态进入工作状态要有一定条件，起动装置的任务就是创造这一条件。所谓柴油机起动，是指柴油机由静止状态通过某种外界能源带动曲轴回转，借外力形成柴油机第一个循环，从而使其开始工作，连续运转。这个外界推动的能量一般由压缩空气系统供给。,精选,42,换向装置船舶换向装置，就是用来改变螺旋桨轴向推力方向的机械装置。推力换向有多种方式，改变柴油机曲轴转向是实现换向的一种重要方式，称为直接换向。直接换向时，柴油机首先停车。然后改变进气凸轮、排气凸轮、燃油凸轮与曲轴的相对位置，以改变柴油机各缸的发火顺序，达到换向的目的。调速装置船舶在航行中受海浪和风力的影响。主机可能出现超速超负荷。为保证航行安全,在动力装置中必须采取技术措施,严格控制柴油机的转速和负荷，使其保持在额定值上。船舶要机动航行时，主机转速变化频繁。当柴油机的负荷、转速发生变化时，要求柴油机能立即改变喷油量以适应负荷和转速的变化。柴油机就是通过调速器来自动调节高压油泵的喷油量，使柴油机在所要求的转速和负荷下稳定运转的。,精选,43,第四节船舶轴系与传动型式一、船舶轴系1.轴系的任务及其组成轴系是推进装置的重要组成部分，介于主机与螺旋桨之间。它的任务是将主机的功率传递给螺旋桨，同时又将螺旋桨产生的轴向推力传递给船体，推动船舶前进。轴系的组成如图6-13所示。,精选,44,精选,45,2.轴系的布置轴系的中心线称为轴线。在船宽方向，单轴的轴线在船舶中线面上。双轴的轴线一般都与中线面平行,个别情况下，由于机、桨布置上的需要，为了使螺旋桨叶叶梢离开船的外板有一定距离,可以使轴线与中线面成一03的小倾角。三轴的轴线，一根在中线面上，另两根对称地布置在两侧。在船深方向，轴线的高度要与主机和螺旋桨的高度和位置相适应。轴线最理想的布置应与船体基线成平行。个别情况下，为了保证螺旋桨埋入水下有一定深度，轴线可向尾部纵向下倾一定角度，一般在05范围。某些快艇和小艇可达1016。,精选,46,二、传动型式在船舶主机和螺旋桨之间，除了轴系以外，有时还装有其他传动设备，组合成不同的动力装置传动型式，以满足不同航区、不同船舶的要求，这些传动型式有：1.直接传动这是在主机与螺旋桨之间，除了传动轴系外，再无其他传动设备。它的特点是传动效率高、经济性好。适用于装有大型低速柴油机，螺旋桨直径通常也比较大的海洋船舶。图6-14所示为单机单桨的直接传动型式。,精选,47,精选,48,2.间接传动如图6-15所示，在主机与螺旋桨之间，除了传动轴系之外，还增加了由减速齿轮箱和离合器组成的传动设备。当采用高、中速柴油机作为主机时，为使螺旋桨转速不致过高以保证推进效率，需装设减速比合适的减速齿轮箱。该类主机为不可逆式，免去了倒车机构，其正倒车由离合器装置来完成。,精选,49,离合器主要用来脱开或接通主机与传动轴系的联结，有的还兼有倒顺车的功能。离合器根据作用原理不同有机械、液力和电磁等多种型式。液力离合器对冲击载荷有缓冲作用，当螺旋桨露出水面或被卡住时，主机可受到有效保护。3.电力传动,精选,50,精选,51,采用这种传动型式，柴油机并不直接带动螺旋桨，而是用来带动主发电机，所发出的电能经电板供给安装在另一船舱里的推进电动机或电动机组，用以驱动螺旋桨工作。电力传动实际上是由发电装置和推进装置两大部分组成。在图356中的小水线面高速双体水翼船的两个浸水体中，安装的就是推进电动机组，该船由电力推进。采用电力传动推进装置时，只需改变推进电动机的电流方向，就可以方便地实现螺旋桨的正反转。由于柴油机转速不受螺旋桨转速的限制，可采用高速或中速柴油机，且能在恒速下运转，转向不变。停航时，柴油机所发出的电力可供他用。,精选,52,由于电力传动装置操纵性能好，布置方便，所以常在某些工程船舶和特种船舶上采用，如拖船、渡船、挖泥船、布缆船和破冰船等。潜艇在水下航行时，也以电力推进。4.可调螺距螺旋桨所有传动设备的主要作用都是改变螺旋桨推力的大小和方向。可调螺距螺旋桨则直接通过改变桨叶的螺距来达到上述目的。这种螺旋桨的特点是桨叶与桨毂分开制造,通过调距机构可使桨叶绕自身的轴线转动,以改变桨的螺距,从而改变螺旋桨推力的大小和方向,以使桨和船的航行要求相适应。当螺距为正值时,推力为正,船前进。当螺距为零时,推力为零,虽推进轴的转速不变,也不传递动力。当螺距为负值时,推力也为负值，船作后退运动。可调桨的三个工作状态见图6-16。,精选,53,按照转动桨叶的动力形式，桨叶的转动可分为手动、机械、液压及电动四种。以液压转动为最常见。图6-17为液力操纵式可调桨装置简图。当操纵杆推向左边时,控制阀10自正中位置向左移动，右方油路接通，压力油即进入液压活塞6的左面，推动活塞向右移动。从而同穿过空心轴的拉杆5上的夹头3和叶根上的销子2将桨叶转动,使螺距发生变化。当桨叶转到所需的角度时,停止操纵杆8,跟踪拉杆7便将控制阀10拉回原来的中间位置,并切断油路、桨叶随即停止转动.进出控制阀10中的压力油是由专设的电动泵提供的。,精选,54,调距桨装置具有以下特点：船舶的前进和后退不必改变主机和螺旋桨的转向，只要转动桨叶就能实现。所以可使用非反转柴油机，使动力装置简化，轻便。船舶在部分负荷下航行时，通过调节螺距，就可使主机与桨获得良好的匹配，主机处于低油耗工作，改善经济性，提高续航力。,精选,55,精选,56,精选,57,船舶具有较好的和机动性。调距桨的桨毂和轴系的结构比较复杂，增加了制造、安装难度，初始投资较高。桨毂尺寸较大，其最高效率与同参数的定距桨相比，约低1%3%。调距桨比较适用于多种航行工况的船舶，以及对机动性、操纵性要求较高或经常超低速航行的船舶，如救助船、打捞船、挖泥船、渔船和破冰船。近年来远洋船舶也多有装调距桨的。,精选,58,第五节船舶辅助装置和辅助机械现代船舶除了主机及其推进装置外，还配备有各种不同类型、不同用途的辅助装置和辅助机械，满足全船对电能、热能和机械能的需求，以保证主机、辅机和管路系统的正常工作，并满足船员、旅客工作和生活的需要。船舶辅助装置主要是指辅助动力装置，包括提供电能的船舶电站和提供热能的船舶辅助锅炉。辅助机械简称辅机，包括将电能或其他形式的能转变为流体势能的各种泵和空气压缩机，实际上也可看作是一种能源装置。此外，还有通风机、制冷机、制淡机、净油机和空调机等。,精选,59,一、船舶辅助装置船舶电站1.电能船舶电站是船舶重要的供能装置之一，它为全船提供电能。船舶电站由电源装置（原动机和发电机）、控制和配电装置（配电盘和各种仪表）组成，见图6-18。它向全船各种各样的用电设备提供电能。,精选,60,2.船舶电站现代船舶的主电站一般均是以柴油机为原动机的发电机组，称为柴油发电机组。其优点是耗油低、轻便、起动快。为了减小设备重量和体积，常用中、高速柴油机作为电站原动机。大中型船舶的应急电站，大多也采用柴油发电机组，或柴油发电机组和蓄电池组兼用。而小型船舶的应急电站都为蓄电池组。考虑到应急电站的安全和在紧急情况下使用方便，常将其安装在甲板上。,精选,61,精选,62,3.船舶电站的电流、电压和频率船舶电站的电流，有交流和直流两种。随着电子技术的发展，交流发电机的调速、调压、调频和并车运行等都已不成问题。所以近年来建造的大、中型船舶，几乎都采用交流电制。交流电力系统的工作可靠性、维护保养、经济性等方面都优于直流电力系统。但在某些特种船舶以及小型船舶上仍有采用直流电制的。直流发电机的调压和并车更方便，容易实现大范围的平滑调速，还可对蓄电池直接充电。关于船舶电站的额定电压，我国规定如下：直流电采用28V、115V和230V。交流电采用115V、230V和400V。国外的某些巨型船舶更逐渐趋向于采用更高的电压，如100012000V的中、高电压。由于我国建造出口船舶的迅速增长，在这方面也已注意和国际接轨。,精选,63,我国船舶电站交流电的额定频率是50Hz，国外多采用60Hz。船舶交流电站的电力系统，常采用三相三线制和三相四线线制。辅助锅炉1.锅炉是供应蒸汽的设备。以柴油机为主机的船上，蒸汽的主要作用是用来驱动某些辅机，给部分设备加热和满足船上人员生活用汽需要。这种锅炉被称为辅助锅炉，以区别于主要供给蒸汽轮机推动船舶的主锅炉。,精选,64,在小型柴油机主机船上，蒸汽主要用于加热生活用水、舱室取暖和厨房用汽。在大、中型柴油机主机船上，除上述用途外，蒸汽还用于柴油机起动前的暖缸及燃油，滑油的加热。蒸汽还用于驱动蒸汽轮机发电机、泵及各种蒸汽动力甲板机械。此外，蒸汽还用于船上消防系统、冲洗海底阀及油船上油舱的扫舱等，使用极为广泛。所以，蒸汽对各类船舶都是不可缺少的。一种是直接利用燃油燃烧产生蒸汽的辅助锅炉，并以一定的蒸汽量和蒸汽压力供应全船使用。,精选,65,2.辅助锅炉的种类及应用按热源区分，船舶辅助锅炉有两种。一种是直接利用燃油燃烧产生蒸汽的锅炉，称为燃油辅助锅炉。另一种是利用柴油机工作时燃烧后的废气能量（约300400）来产生蒸汽的锅炉，称为废气锅炉。此外，尚有兼有上述两种功能的混合式辅助锅炉。废气锅炉图6-19所示为常见的废气锅炉结构图。废气锅炉设置在主机排气通道的出口附近。由于废气在锅炉内的流动通常是单向的、一次性的，所以废气锅炉内不存在炉膛和燃烧室，结构简单得多。,精选,66,燃油废气混合式锅炉图6-20为燃油废气混合式锅炉的工作示意图。这种辅助锅炉在现代船舶上应用日见广泛。船舶航行中，它利用柴油机的排气供热产生蒸汽。而在船舶停泊时，需消耗燃油。既可单独使用,也可同时利用废气和燃油提高蒸汽的蒸发量.它和烟管锅炉相似，有炉膛、燃烧室和烟管。废气和烟气从各自的出口排出。,精选,67,二、船舶辅助机械液力机械液力机械输出的工质是液体，它主要指在船舶上应用的各种泵。泵的工作原理是将原动机（一般是电机）的机械能转化为液体的势能（主要是压力能）。泵的基本功用是输送所需的各种液体，如供给柴油机和锅炉的燃油，供给锅炉的淡水，供给主机的润滑油和冷却水，调驳压载水，排队积存于舱底的污水等。从这个意义来说，泵是一种输送液体的机械，为船舶系统中液体的流动提供动力。此外，具有压力能的液体也是一种动力源，它被广泛应用于各种液力机械。如电动液压舵机、液压调距螺旋桨、液压舱口盖等等。,精选,68,精选,69,1.活塞泵活塞泵即往复泵，它是利用活塞在泵缸内作往复运动，造成泵缸容积变化，从而吸入和排出液体，并提高液体的压力。应用于船舶的有蒸汽税利泵和电动往复泵。后者虽经济性较差，但在内燃机作为主机的船上被普遍采用。活塞泵的工作原理见图6-21。2.回转泵回转泵是利用回转部件的转动，造成封闭工作空间容积的变化，以达到吸排液体的目的，如齿轮泵、螺杆泵等。图6-22所示为外啮合正齿轮泵的外形和动作原理图。回转泵与活塞泵相比，具有结构紧凑，外形尺寸小、易磨损件少，排量比较均匀和转速较高等优点。,精选,70,3.离心泵离心泵的主要部件是泵壳和带有叶片的叶轮。它的工作原理是:当叶轮由原动机带动以高速旋转时,充满在叶片槽道之间的液体由于离心力的作用，沿着叶片槽道之间的空间从叶轮中心流向叶轮四周，从而产生吸排液体的作用。图6-23为一单级单侧进水的离心泵的工作原理示意图和外形图。,精选,71,精选,72,精选,73,精选,74,离心泵具有流量大而均匀、结构简单和工作可靠等优点。4.离心旋涡泵旋涡泵是离心泵的一种特殊形式。由于旋涡泵具有结构简单、体积小、可制成自吸和抽送气液混合物的形式，因而在小流量、高压头和小功率场合应用旋涡泵具有独特的优点。它在船上已得到广泛应用，如设在大型主机高位上的增压器冷却水泵和滑油泵。也常用来输送海水、淡水和热水，如作为辅助锅炉的给水泵。旋涡泵的工作原理见图6-24。,精选,75,5.喷射泵喷射泵利用喷嘴使通入的工作水产生高速流动，压力降低，从而形成一定的真空来吸排液体。其工作原理如图6-25所示。喷射泵结构简单、体积小、重量轻、无运动部件,使用、维护、修理方便,并能输送含有一定杂质的液体,吸入力强。船上常用作锅炉给水泵、冷凝装置和真空造水装置的真空泵，特别适宜作为舱底排污泵。,精选,76,各类泵应用于不同的场合，除了各自不同特点外，泵的工作常以排量Q和压头H表示。排量是指单位时间内所能排送液体的体积或重量,用m3/h、dm3/min或t/h、kg/s来计量。压头又称扬程，表示单位重量的液体在泵内获得的能量，以位能表示，用米来计量。它表示泵能将液体压到多大的高度。压力或扬程也可用压力表示，单位为MPa,10m压头约相当于0.1MPa。,精选,77,精选,78,气体压送机械船舶上的气体压送机械是指空气压缩机和通风机。1.空气压缩机（空压机）空压机的功用用来将空气进行压缩而获得高压空气的机器，称为空气压缩机，简称空压机。压缩空气是现代船舶上一种不可缺少的动力源。以压缩空气作动力源，可用管道输送，而且使用安全。在船舶上广泛应用于主、辅机的起动，倒顺车及离合器的操纵，自动控制和调节，气笛的鸣响，海底阀、油渣柜和过滤器内杂物的吹除，压力水柜的充气，以及潜艇和深潜器压载水舱的排水等。由此可见，压空空气在现代舰船上应用之广泛。,精选,79,空气压缩机的工作原理根据压气原理的不同，空气压缩机可分为活塞式（容积式）和离心式两种。船上大多采用活塞式空压机，分单缸和双缸、单作用式和双级压缩式多种。图6-26为双级空压机示意图。,精选,80,精选,81,2.通风机船上的大部分舱室均处于封闭或半封闭状态，空气流动性很小。所以，客舱、船员起居室、货舱及机炉舱等场所，都需要人为地不断进行强制通风，输入新鲜空气，抽排污浊气体，并维持各舱室所需要的空气温度和湿度，以保证乘员健康和营运安全。某些特殊舱室，如滚装船的车辆舱，因容易积聚可燃性气体,必须按一定要求通风换气,以确保安全。用于输送气体（主要是空气）的机械称为通风机。通风机分离心式和轴流式两种。离心式通风机应用极为广泛，其作用原理与离心泵相同。图6-27为离心式通风机示意图。,精选,82,精选,83,轴流式通风机具有风量大、压头低、转速高、结构轻便、体积小等优点，其结构见图6-28。其他辅机1.离心式净油机（油水分离机）燃油和滑油中