摘 要

船舶动力装置是船舶的心脏，为船舶航行提供源源不断的动力。它主要包括三个部分：主柴油机、发电柴油机、其他辅助性动力设备。本设计依据船舶的基本主尺度参数，对船舶的动力装置进行设计计算和选型。主要分为以下五个步骤：

（1）根据基础参数，计算出船舶的阻力，根据阻力估算船舶有效功率；

（2）由上述计算结果，进行机桨初级匹配，对主机进行选型并确定螺旋桨的基本参数；

（3）由主机的基本参数，计算出附属设备、辅机以及相关系统的主要设备参数并选型；

（4）绘制CAD图纸；

（5）撰写设备明细表和轮机说明书。

关键词：船舶；主柴油机；设备明细表；轮机说明书

Abstract

ship's power plant is the heart of the ship, providing a steady stream of power for the navigation of the ship. It mainly includes three parts: main engine, auxiliary engine, and other auxiliary power equipment. This design is based on the ship's basic principal scale parameters, and it is used to design and calculate the ship's power plant. Mainly divided into the following four steps:
(1) According to the basic parameters, calculate the resistance of the ship, according to the resistance estimated ship effective power;
(2) From the above calculation results, I make the primary matching of the propeller and select the type of main engine and determine the basic parameters of the propeller.

(3) by the host of the basic parameters to calculate the ancillary equipment, auxiliary equipment and related systems, the main equipment parameters and selection;
(4) drawing CAD drawings;
(5) to write equipment schedules and turbine brochures.

Key words: ship ; main engine; equipment schedule; marine manu

目 录

摘 要 I

Abstract II

绪论 1

1 设计依据 2

1.1 船型 2

1.2 船舶主要尺度 2

1.3 设计要求 2

2 主机选型论证 3

2.1 概述 3

2.2 船舶阻力计算 3

2.3求功率曲线（爱尔法） 4

2.4初级匹配设计 6

3 主要机械设备估算 9

3.1 减速齿轮箱 9

3.2 船舶电站 9

3.2.1 主柴油发电机组 9

3.2.2 应急柴油发电机组 9

3.3 船用燃油废气组合锅炉 10

3.3.1锅炉参数 10

3.3.2锅炉给水泵参数 10

3.4 燃油系统估算及设备选型 10

3.4.1 油品的估算 10

3.4.2 耗油量计算 11

3.4.3 燃油舱容积计算 12

3.4.4 油泵及分油机的计算 13

3.5 滑油系统设备估算及选型 14

3.5.1 主机滑油消耗量估算 14

3.5.2 主机滑油消耗量估算 14

3.5.3 主柴油发电机组滑油消耗量估算 14

3.5.5 滑油分油机选型 14

3.5.6 滑油储存舱容积估算 14

3.5.7 污滑油舱容积估算 14

3.6 冷却系统设备估算及选型 15

3.6.1主机海水泵 15

3.6.2主机淡水泵 15

3.7 压缩空气系统设备估算及选型 15

3.7.1 空气瓶容量估算和选型 15

3.7.2 空气压缩机能量估算和选型 16

3.8 保船系统估算及设备选型 16

3.8.1 压载水系统计算与选型 16

3.8.2舱底水系统计算与选型 16

3.8.3 消防系统计算与选型 17

3.8.4 供水系统设备选型 17

3.9 通风系统 18

3.9.1按主辅机余热散发量、燃烧需要空气量估算 18

3.9.2按机舱换气次数计算 18

3.9.3通风系统选型 18

3.9.4其他通风设备选型 18

4 主要机械设备明细表 20

4.1 主机 20

4.2 船用减速齿轮箱 20

4.3 主柴油发电机组 20

4.3.1主柴油发电机组柴油机 20

4.3.2主柴油发电机组发电机 21

4.4 应急发电机组 21

4.4.1应急发电机组柴油机 21

4.4.2应急柴油机组发电机 21

4.5船用燃油废气组合锅炉 21

4.6 水泵 22

4.6.1主机海水泵 22

4.6.2辅机海水泵 22

4.6.3锅炉给水泵 22

4.6.4中央空调海水冷却泵 22

4.6.5柜式空调冷却水泵 22

4.6.6舱底水喷射泵 22

4.6.7舱底泵 23

4.6.8日用舱底泵 23

4.6.9压载泵 23

4.6.10舱底消防总用泵 23

4.6.11消防泵 23

4.6.12应急消防泵组 23

4.7 油泵 24

4.7.1主机滑油预供给泵 24

4.7.2齿轮箱滑油泵 24

4.7.3 燃油输送泵 24

4.7.4 污油驳运泵 24

4.7.5 柴油输送泵 24

4.8空压机及机舱 25

4.9热交换器及压力容器 25

4.10防污染设备 25

4.11消防设备 25

4.13机修设备 26

5 轮机说明书 27

5.1概述 27

5.2主柴油机 27

5.3柴油发电机组 27

5.4 管系 27

5.4.1 燃油管系 28

5.4.2 滑油系统 28

5.4.3 冷却水管系 29

5.4.4排气管系 30

5.5蒸汽加热系统 30

5.6压缩空气系统 30

5.7舱底，消防，压载水系统 31

5.7.1舱底水系统 31

5.7.2消防水系统 31

5.7.3压载水系统 32

5.7.4舱底水油水分离设备 32

5.8机舱及生活供水系统 32

5.9生活污水处理装置 33

5.10疏排水系统 33

5.11通风系统 33

5.12CO₂灭火系统 34

总结 35

参考文献 36

致谢 37

绪论

作为一种水上交通运输工具，船舶因其成本低，运输量大，被广泛使用并在海上运输中发挥着不可替代的作用。目前，随着科技和经济的发展，中国等沿海，内河国家越来越注重水路运输的发展。因此，船舶上的水上运输越来越受到人们的欢迎。

2017，多年来一直在下滑的航运业开始出现复苏迹象。运费逐渐回升。三大航运市场运价总体趋于稳定，干散货航运市场表现优于预期。2017年BDI指数总体呈上升趋势，12月12日上升至1743点，为2015以来的最高水平。从驱动因素来看，铁矿石运价的增长主要受煤炭运价的影响。截至2017年底，世界散货船队共有1200艘船舶和8亿2600万艘载重吨，分别同比增长2.9%和4.1%。2017，铁矿石、煤炭、粮食运输量同比增长5.3%。随着国家“一带一路”发展战略的推进，未来的航运业将越来越多，散货船将在其中发挥越来越重要的作用^［12］。

全球经济蓬勃的发展，少不了航运业的贡献，但是同时燃油的大量使用对环境造成了毁灭性的破坏，使得人们越来越重视船舶节能减排方面的性能，共同保护我们赖以生存的家园——地球。船舶的推进主要由船舶动力装置提供。目前，柴油发电机在船舶动力装置中仍然占有重要的地位。这是因为柴油发动机，作为内燃机，具有快速的启动速度，可靠性较高，应用时间长。柴油机技术已经达到了相对较高的水平，并将朝着高功率、高可靠性、低排放、低污染的方向发展。而随着电子技术的应用，柴油机的工作也将变得智能化，特别是世界大环境的影响，高效率、低排放、节能和环保已成为电力发展的必然趋势。所以在船舶动力装置设计上主机选型的优化已经极其重要^［11］。

1 设计依据

1.1 船型

按照老师所给的设计任务书及船东要求，本船为艉机型单机单桨的中速钢质散货船。

1.2 船舶主要尺度

依据所给的任务书，将船舶主要尺度绘制如图1.1所示。

图1.1 船舶主要尺度

1.3 设计要求

环境条件如下：

2 主机选型论证

2.1 概述

在整个船舶的建造中，主柴油机占据了不少的建造费用。因此，主机的选型在船舶的动力装置设计中，其地位不言而喻。螺旋桨是主柴油机输出的接受对象，二者良好的匹配不仅可以提高船舶的推进效率，而且能够充分燃烧燃料，间接程度上做到一定的节能减排。

主机的选型按如下步骤进行：

①根据船舶主尺度参数，利用阻力系数法计算船舶阻力；

②利用爱尔法估算船舶有效功率P_e，初选螺旋桨直径D，进行初步机桨匹配计算分析；

③根据初步匹配计算的数据，用Excel画曲线图求交点，即为主机的额定工况点。其中曲线图：以主机转速为横坐标，螺旋桨效率、螺距比、有效功率、主机功率 主机轴功率为纵坐标，以有效功率和主机功率求交点，向其他y轴作垂线，依次取得其所需工况下的其他取值。

2.2 船舶阻力计算

利阻力系数法计算船舶阻力

摩擦阻力^[14]

（2.1）

方型系数（C_b）

（2.2）

船舶湿面积S

（2.3）

剩余阻力R_R^[14]

（2.4）

其中：；

；

；

；

附加阻力R

本船是单螺旋桨，空载船阻力的百分之五到百分之十为附加阻力、空载船阻力的百分之二到百分之四为空气阻力；备用马力常用来代替汹涛阻力，其值大约为静水试航马力的15%或更大一些^[14]。

则，船体总阻力R如下：

^[14] （2.5）

表2.1 船体阻力计算表

2.3求功率曲线（爱尔法）

爱尔法适用中低速商船，其计算公式如（2.6），计算表如表2.2所示。

（2.6）

其中：；

；

；

；

表2.2 爱尔法有效功率估算表

所以用爱尔法算出的主机有效功率为P_e=1059.60KW。

2.4初级匹配设计

（1）对船舶推进因子进行计算