船用动力装置总结

一、船用动力装置的组成及作用组成：推进装置，辅助装置，管路系统，甲板机械，自动化设备，特种系统。作用：推进装置，是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨、推动船并保证一定航速前进的设备。它是船舶动力装置中最重要的组成部分。辅助装置，是提供船舶除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量设备。管路系统，1、动力管系，为推进装置和辅助装置服务的管路系统；辅助管系，为船舶平衡、稳定、人员生活和安全服务的管路系统。甲板机械，保证船舶航向、停泊、装卸货所设置的机械设备。自动化设备，为改善船员的工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提供工作效率以及减少人为操作错误所设置的设备。特种设备，为某些特种船舶而设计、装备的系统。二、推进装置的组成和作用推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨、推动船并保证一定航速前进的设备。其组成包括：主机、传动设备、轴系、推进器。1、主机是指推动船舶航行的动力机。2、传动设备的功用是隔开或连通主机传递给传动轴和推进器的功率，同时还可以使后者达到减速、反向、减振的目的。其设备包括离合器、减速齿轮箱、联轴器等。3、轴系是用来将主机的功率传递给推进器，包括传动轴、轴承、密封件等。4、推进器是能量转换设备。三、直接间接传动的优缺点（一）直接传动优点：（1）维护管理方便，以其他传动方式相比结构最简单。（2）经济性好，除轴系的传动功率损失外，没有其他的功率损失，因此传动效率高，而且主机多为大型低速柴油机，油耗率低，螺旋桨转速也较低，螺旋桨效率较高。（3）工作可靠，寿命长。缺点：整个动力装置的重量和尺寸大，要求主机有可反转性能，非设计工况下运转时经济性差，微速航行受限制。（二）间接传动优点：（1）主机转速可以不受螺旋桨要求低速限制，只要适当选择减速比，就可使主机的转速适应螺旋桨转速的要求。（2）轴系布置比较自由，根据需要，主机曲轴和螺旋桨轴可以同心布置也可以不同心布置，以改善螺旋桨的工作条件。（3）在带有正倒车离合器的装置中，主机不用换向，使主机结构简单，管理方便，整个装置操纵灵活，机动性好。（4）有利于多机并车运行及设置轴带发电机。缺点：结构较复杂，传动效率较低。四、柴油机、燃气轮机、汽轮机装置的优缺点（一）柴油机优点：（1）具有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气轮机动力装置低。（2）重量轻，柴油机动力装置除主机和传动机组外，不需要锅炉、燃烧器及工质输送管道等，所以，辅助设备和机械相应较少，布置简单，而且单位重量指标较少。（3）具有良好地机动性，操作简单、起动方便、正倒车迅速。缺点：（1）由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，这就限制了它在大功率船上使用的可能性。（2）采用工作时噪声和振动较大。（3）中、高速柴油机的运转部件磨损较严重，高速强载柴油机的整机寿命仅1000~2000小时。（4）柴油机在低速时稳定性差，因此不能有较小的最低稳定转速，影响船舶的低速航行性能，另外，柴油机的过载能力较差，在超负荷10%时，一般仅能运行1小时。（二）燃气轮机动力装置优点：（1）单位功率的重量尺寸极小。（2）良好地机动性，从冷态启动至全负荷时间，一般为广2分钟，大功率复杂线路的燃气轮机装置也只需3~5分钟。缺点：（1）主机没有反转性，必须设置专门的倒车设备。（2）必须借助启动电机或其他的起动机械起动。（3）必须采用减速装置。（4）由于燃气的高温，叶片的工作可靠性较差、寿命短，叶片材料必须采用昂贵的合金钢。（5）由于燃气轮机工作时空气流量大，因此，进排气管道尺寸较大，舱内布置困难，甲板上有较大的管道通过切口，影响船体强度。（6）燃油消耗率较高，一般可达200~390g/kw.ho（三）蒸汽动力装置优点：（1）由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高速工作轮，因此单机功率比活塞式发动机大。（2）汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动小、噪声低。（3）磨损部件少，工作可靠性大，使用期限可达lOOOOOh以上。（4）使用劣质燃油，滑油消耗率也很低。缺点：（1）装置的总重量、尺寸大。因为它配置了主锅炉以及为其服务的辅助机械和设备，占去了船体许多营运排水量。（2）燃油消耗大，装置效率较低，额定经济性仅为柴油机装置的1/1.5~1/2，在部分工况下更低；在相同燃油储备下续航力降低。（3）机动性差，备车时间和变工况时间较柴油机动力装置长。五、推力轴承、尾轴承、中间轴承的位置、作用及密封要求。（一）推力轴承作用：是船舶动力装置中不可缺少的重要组成部分，它承受螺旋桨产生的轴向推力，并传给船体，使船舶在水中运动，同时，它还承担推力轴的径向负荷。位置：直接传动的大型低速柴油机主推进装置是自带推力轴承；间接传动的中高速柴油机主推进装置：带减速箱，其推力轴承一般设在减速箱内。（二）尾轴管作用：用来支撑尾轴或螺旋桨轴，并使其能可靠的通出船外，不使舷外水大量露入船内，同时不使滑油外泄。组成：尾管、尾轴承、密封装置、润滑与冷却系统等部分组成。密封要求：油润滑尾轴承：首密封装置用来阻止滑油漏入机舱内，尾密封装置即阻油外漏，又阻水内漏。水润滑轴承：仅设在首密封装置，用来控制尾轴承的冷却水量。对密封装置的主要要求是：工作可靠，耐磨性能好消耗的摩擦功小，散热性好。另外，还要求密封元件有很好的跟踪性，使其在尾轴下沉、跳动、轴向串动及偏心转动时仍保持较好的密封性能。（三）中间轴承作用：为减少轴系挠度而设置的支撑点，用来承受中间轴本身的重量，以及因其变形或运动而产生的径向负荷。中间轴承可分为滑动式和滚动式两种轴承。六、膨胀水箱的作用在缸套水冷却系统中均设高置膨胀水箱，其作用为：（1）膨胀一一使系统中的淡水受热后有膨胀的余地；（2）补水一一补充系统中因蒸发和漏泄而损失的水量并保证淡水泵有足够的吸入压头；（3）排放系统中的空气；（4）投药一一可在此投放化学药剂以对冷却水进行化学处理；（5）加热一一可对冷却水加热以暖缸（如在其中设置加热装置）。七、燃油系统（一）作用：动力装置燃油系统是为主、副柴油机、锅炉等供应足够数量和一定品质的燃油，以确保船舶动力装置的正常运转。（二）组成：燃油系统一般是由注入、储存、驳运、净化、供给和计量等六部分组成。（三）要求：（1）燃油系统应保证在船舶横倾10°、纵倾7°的情况下，管路仍能正常供油。为此，在布置舱室时，各舱间应有连通管，管路上安装截止阀。每台主机应设置独立的日用油柜，为保证系统连续供油，大、中型船舶独立驱动的燃油输送泵，小型船舶应设手动泵。（2）所有独立驱动的燃油驳运泵、锅炉燃油泵、柴油机燃油供给泵及分油机的动力供应电源，除能就地切断外，尚需能在其处所外易于到达的地方进行应急切断。（3）各油舱、油柜供油管路上的截止阀或旋塞应设置在舱壁上；双层底以上的储油舱的供油出口应安装速闭阀，以便在机舱以外易于接近的安全处遥控关阀，遥控的方式可采用油压、气压或钢丝绳等进行控制。（4）燃油管路布置必须与其他管路隔离，不得布置于高温处和电气设备处，不得通过水舱和起居室。若必须经过上述地方时，应分别采取防火、防水盒有泄漏等有效地措施。（5）重油（燃料油）加热用的饱和蒸汽压力应不大于0.7Mpa以防燃油结碳。（6）燃油管路应设置回油管路，对于燃用轻油的小型船舶，为减少设备，需将回油管路接至喷油泵进口处。大型船舶的主要柴油机燃用轻柴油和燃料油，因此回油管路应设置两套。（7）沉淀柜、日用油柜应安装自闭式放水阀或旋塞，应设有收集油舱和聚油盘排出的污油水的舱。（8）输送热燃油的压力管，应为具有法兰接头式或焊接接头的无缝钢管或其他的合适材料的管子。八、滑油系统（一）作用：滑油系统的作用是保证供给柴油机动力装置各运动部件的润滑和冷却所需的润滑油。（二）形式：湿底壳式和干底壳式滑油。（三）组成：注入、储存与净化管路、供油管路。（四）要求：（1）滑油系统的管路应简单和较短，以方便管理和节约能源。（2）油泵位置应尽量靠近油舱，这样不仅可缩短管路，还保证了泵的正常吸入。（3）为保证正常航行，主机滑油泵至少应设置两台，互为备用，其中至少一台为独立驱动泵。（4）主滑油循环泵或出口管路上应设置安全阀。（5）滑油系统应设置滑油冷却器。（6）滑油系统中应设置沉淀柜、粗滤器与细滤器、分油机等净油设备，并安装温度、压力、液位监测警报装置，以防事故的发生。（7）当滑油舱与燃油舱。水舱相邻时，必须设置隔离空舱，以保证滑油质量。（8）滑油舱根据需要设置加热设备，加热用蒸汽应为饱和蒸汽。九、冷却系统（一）作用：是把温度适宜的冷却介质供给动力装置的各个需要冷却的部位，将其运转过程中产生的热量带走，确保船舶动力装置正常可靠的工作。（二）形式：在柴油机动力装置中，根据冷却方式的特点的不同，冷却系统可分为：开式冷却系统、闭式冷却系统、集中式冷却系统。（三）要求：（1）船舶机舱至少设两个海底门，布置在左右两舷，低海底门在机舱底部，高位海底门设在舭部。对于船舶尾机舱，海底门要尽量布置在机舱前部，以避免吸入空气和污染。（2）底门应设格栅或孔板，以阻挡大的污泥杂质进入海水管路，海水箱上应设透气管、压缩空气管和蒸汽管，以便吹除污物和冰粒。（3）排水孔布置于海底门或吸水口之后，并尽可能使两者远离。排水口一般设在满载水线与转载水线之间，以便于操纵和检修阀门。应绝对避免将排水口设于求生艇及舷梯卸放范围。海水管路的排水阀应安装在高于冷却空间的位置。（4）除主机自带水泵外，外还必须设有独立驱动的备用泵。海水泵的布置要考虑船舶的最低吃水线，应使水泵叶轮常处于吃水线下，应在船舶的正常航行下可从任意海底门吸取海水。（5）海水泵的布置应满足对各种设备的压力和温度参数的要求，力求设备能量小、管路短、方便操纵和检修等。（6）采用闭式冷却器时，每台主机应有独立的闭式冷却管路，并且在海水管路和淡水管路之间设连通管，中间设阻隔阀，以便闭式冷却管路发生故障时，可采用直接冷却方式用海水冷却。（7）航行于海洋的船舶，当采用直接冷却时，必须采用在冷却水套内插锌棒等防腐措施。钢制舷旁阀、附件以及海水箱等，均应有防腐蚀保护措施。十、压缩空气系统（一）应用：（1）柴油机的起动、换向、控制与操作。（2）向气动自动化设备和系统提供清洁的压缩空气。⑶向海水、淡水压力柜充气，以维持其一定的工作压力。⑷冲洗海底门、油渣柜、烟囱、空气冷却器和增压器等。（5）作为航行中汽笛、雾笛等设备的吹鸣动力。（6）作为消防系统的动力源，例如粉末灭火剂的喷射动力。（7）作为气动动力系统的能源，如气动工具、气动仪表等。（8）作为船上的救生艇、舷梯起落装置的动力源。（9）机舱和甲板的杂用。（10）军用舰船上的武器发射和吹洗等用。（二）要求：（1）供主机启动用的空气瓶至少应有2个，其总容量应在不充气的的情况下，保证每台可换向的主机能从冷车连续启动不少于12次，试验时应正倒车交替进行；对每台不能换向的柴油机能从冷车连续起动不少于6次，空气瓶的安装应使泄放接管在船舶正常倾斜时仍有效。（2）用压缩空气起动的主机至少应设2台空气压缩机，其中一台应为独立驱动，其总排量应在1h内使空气瓶由大气压力升至连续起动应需要的压力。对无限航区的船舶，还应设置一台应急空气压缩机，以保证对空气瓶的初始充气。（3）在空气压缩机、空气瓶、大型低速柴油机上的起动总管上安装安全阀和其他相应的阀件。空压机安全阀的开启压力不应大于工作压力的1・1倍。每台空压机的排出管应直接与每个空气瓶连接。在空压机与空气瓶之间应安装油、气分离器或过滤器，用以分离并泄放压缩机排气中所含的油和水。（4）柴油机的启动总管上的安全阀的开启压力为最高启动压力的1.1倍。在通往柴油机的起动空气管路上应装有截止止回阀，用以保护压缩空气管路不受缸内爆炸气体的影响。缸径大于230mm的柴油机，其起动空气系统应安装火焰阻止器。对于直接换向的柴油机，每一起动阀处安装一个火焰阻止器；对于不可换向的柴油机，则只装在启动空气管上。（5）空气瓶是压力容器，其排出阀为止回阀，以防当一只空气瓶压力低时，另一只压力高的空气瓶在开启时空气倒灌入压力低的瓶中。空气瓶应设残油、水的泄放设备。空气瓶上安全阀的开启压力应不超过工作压力的1.1倍。如在空气进气管上或空压机上安装安全阀，且充气时能防止瓶内压力超过设计压力时，则可不安装安全阀，但应安装易熔塞，熔点约为100°，其尺寸应保证失火时能有效的放气。十、压载水系统（一）作用：根据船舶运营的需要，对全船压载舱进行注入或排出，已达到下述目的：（1）调整船舶的吃水和船体纵横向的平稳及安全的稳心高度。（2）减小船体的变形，以免引起过大的弯曲力矩和剪切力，降低船体振动。（3）改善空舱的适航性。（二）组成：压载水系统主要由压在水泵、压载水管路、压载舱及有关阀件组成。一般船上可用艏尖舱、艉尖舱、双层底舱、边舱、顶边舱与深舱等作为压载水舱。艏尖舱、艉尖舱对调整船舶的纵横最有效，边舱对调整船舶横向平衡最有效，而调节深舱压载水量可有效地调整船舶的稳心高度。（三）要求：压载水系统既要将水注入压载水舱，又要通过同一管道将压载水舱中的水排出。压载水系统管路应具有“可进可出”双向流动的工作特点。应满足以下要求：（1）压载水系统的管路上不得设置任何形式的止回阀。（2）压载水管路应设置在双层底舱中央的管隧内，不可穿过货舱，以防管道泄漏发生货损；也不得穿过饮水舱、炉水舱和滑油舱。（3）艏尖舱的压载水管在穿过船首防撞舱壁时，应在甲板上设置截止阀，以便发生