船舶辅助机械与船舶设备.ppt
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1、第11讲 船舶辅助机械与船舶设备,一、船舶辅助装置,船上除了主机和主推进系统外,还有各种类型的辅助装置和辅助机械,以满足全船对电能、热能和机械能的需要,保证主机、辅机和管路系统的正常工作,满足船员和旅客的生活、工作需要。,船舶辅助装置主要是指辅助动力装置,包括船舶电站和辅助锅炉。,船舶辅助机械,简称辅机,是指消耗电能、热能和机械能的各种机械设备。包括各种泵、空气压缩机,通风机,制冷机,制淡机,净油机和空调机等。甲板机械也属船舶辅机。,1、船舶电站,现代船舶电站一般以柴油机作为电站的原动机,构成发电机组,称为柴油发电机组,且一般采用中高速柴油机。,大中型船舶的应急电站,也用柴油发电机组,或是与蓄
2、电池的组合。小型船舶的应急电站则只用蓄电池组。,船舶在营运的整个过程中,对电量的需求是不断变化的。航行中,用电的设备有舵机、某些泵、通风机和照明设备,用电量小;停泊装卸货时,要开动锚机、绞缆机、起货机,夜间还需要大功率的照明设备,用电量很大。,所以民用船舶多采用两台以上的发电机组。平时只开一台机组,用电高峰时双机并车发电。,对于小型船舶,采用一台发电机组,另加一台主机带的小型发电机组,称为轴带发电机组,航行期间只用轴带机组,2、船舶辅助锅炉,在以柴油机为主机的船上,蒸汽用来驱动某些辅机,给部分设备加热和满足船员生活需要,产生这种蒸汽的锅炉称为辅助锅炉。,小型柴油机船上,蒸汽用来加热生活用水、舱
3、室取暖和厨房用汽。,蒸汽还可用于驱动汽轮发电机组和汽动甲板机械;还可用于消防系统、冲洗海底阀和清扫货油舱等。,辅助锅炉主要有燃油辅助锅炉和废气锅炉两类,也有兼具两种功能的混合式辅助锅炉。,大中型船上还用于柴油机的暖缸和燃油、机油的加热。,废气锅炉是利用主机产生的废气来加热水产生蒸汽,所以一般设置在主机排烟道出口附近,内部无需炉膛和燃烧室,结构简单。,随着废热利用率的提高,多余的蒸汽还可以驱动汽轮发电机组和其他汽轮机。,废气锅炉主要在航行过程中使用,主机停机时,使用燃油锅炉。有些船,在发电机组的柴油机排烟管中也设废气锅炉。,燃油废气混合式锅炉,是将燃油锅炉和废气锅炉整合在一起,即可用燃油加热,也
4、可用废气加热。这种辅助锅炉应用日渐广泛。,二、船舶辅助机械,泵是船上广泛应用的一种设备,由电机驱动。泵将旋转的机械能转变为液体的压能,一方面克服管道流动阻力将液体输送到目的地;另外,液体的压能也可作为动力驱动液动设备,如液压舵机等。,船上应用的泵种类 繁多,按原理分为三类:,1、液体输送机械(泵),1)叶轮式泵:离心泵,轴流泵,旋涡泵,2)容积式泵:分为往复式和回转式两种,往复式有活塞泵,柱塞泵;回转式有齿轮泵,叶片泵,螺杆泵。,3)喷射泵,(1)活塞泵,活塞泵是往复泵,利用活塞的往复运动,造成容积的变化,来吸入和排出液体,并提高液体的压力。船用活塞泵有蒸汽驱动和电动驱动。,柱塞泵与活塞泵的工
5、作原理相同,只是往复运动的部件是柱塞。,(2)回转泵,利用回转部件的旋转,引起工作空间容积的变化,以达到吸、排液体的目的。最常用的是齿轮泵。,叶片泵,螺杆泵,(3)离心泵,由泵壳和带叶片的叶轮组成。叶轮带动液体高速旋转,液体在离心力 作用下,沿叶片径向向四周甩出,叶轮中心形成负压,吸入液体。,离心泵有流量大而均匀、结构简单和工作可靠等优点。但工作排压较低,启动时必须先灌满液体才能开始工作(不具备“自吸”能力)。,要提高压力,可加大叶片直径,或采用多级叶轮串联的方式。在船上用作冷却、消防、压载和卫生水泵,排压低而排量大。,(4)离心旋涡泵,是一种特殊的离心泵。叶片多次作用于液体,形成纵向旋涡,以
6、产生吸排作用。,旋涡泵具有结构简单、体积小的优点,可制成自吸和抽送 气液混合物的形式。适合于小流量、小功率、高压的场合。,(5)喷射泵,利用高速射流降低压力,以形成一定的真空度来吸排液体。,喷射泵结构简单、体积小、重量轻、无运动部件,使用、维护方便。,各类泵特点不同,流量和压头范围各异,适用于不同的场合。,排量是单位时间内输送的液体体积或质量。压头又称扬程,是单位重量液体获得的能量,以位能表示,用米计量,高压头的泵可用压力计量。应用场合:,2、气体输送机械,船上的气体输送机械主要是指空气压缩机和通风机。,(1)空压机,空压机用来将空气压缩,提高压力。压缩空气是船上广泛应用的一种动力源,可以用于
7、主、辅机的启动,倒顺车及离合器的操纵,汽笛的鸣响,海底阀、油渣柜和过滤器内杂物的吹除,压力水柜的充气,潜艇及深潜器压载水舱的排水等。,空压机可分为活塞式和离心式两种,船上多用活塞式空压机。活塞式空压机由单缸、双缸、单作用、双作用和多级压缩等型式。,单作用、两级空压机,空压机还可按终点压力分为低压、中压、高压、超高压等类型;按排气量大小分为小排气量、中排气量和大排气量等类型。还可按气缸数、气缸排列形式、压缩级数和活塞作用次数分类。,(2)通风机,船上的大部分舱室都处于封闭或半封闭状态,需要人为的进行强制通风,送入新鲜空气,排出污浊气体,并维持各舱室的温度和湿度,以保证乘员健康和营运安全。,某些特
8、殊舱室,如滚装船的车辆舱,容易积聚可燃性气体,必须按要求换气,确保安全。,通风机有离心式和轴流式两种。,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。,3、其他辅机,(1)离心式净油机,燃油和滑油中常含有少量的水分和杂质,较粗的杂质可以通过过滤和沉淀去除,而较细的杂质和水分则需要用离心式净油机来去除。,离心式净油机利用油、水和固体杂质的比重不同,使其高速旋转依靠离心力的不同进行分离。,(2)制淡装置,也称造水装置。船上除了船员的日常生活,主副机的冷却和锅炉的补给都需要淡水。对于远洋船舶,除了用淡水储备舱储备淡水外,还应该有制淡装置,这样可以减少淡水的储备,又可应对意外情况。,
9、船上常见的制淡装置是沸腾式或称蒸发式制淡装置。,船上食品的储存、渔品加工运输船对渔品的长时间保存、某些特殊货品的运输,都需要在低温条件下进行。所以船上要设制冷装置。,(3)制冷装置,制冷装置通常分为直接冷却式和间接冷却式。,三、甲板机械,甲板机械一般是指舵机、锚机、起货机、绞缆机和吊艇机。按驱动方式分为蒸汽驱动、电动、气动、液动等多种。现代船舶大多采用液压驱动甲板机械。,1、舵机,电动舵机多用于内燃机船,一般采用直流电动机驱动。结构简单,占据空间小,运转平稳。但在大型交流电源船上,需要配备大功率的变流机组,故逐渐被电液动舵机取代。,(1)电动舵机,这是一种广泛应用的操舵设备。首先由电动机驱动液
10、压泵,产生一定流量和压力的液压油,液压油驱动液压缸再带动舵转动。,(2)电动液压舵机,为了控制转舵的速度和转舵的方向,需要液压油的流量和流速可变,这可用变量泵或换向阀来实现。,图示为双柱塞电动液压舵机原理图。该舵机采用变向变量泵,正常航行时,泵排量为零,舵角为零。转舵时,控制机构接受指令,控制泵的排量增加,液压油由泵进入液压缸,驱动柱塞并带动舵转动,舵的转角会反馈给控制机构,当舵角达到指令值时,控制机构使泵排量回零,于是停止转舵,并维持设定舵角。,2、锚机和绞缆机,锚机和绞缆机是进行锚泊和系泊的动力机械,要求满足以下要求:,1)便于起锚、抛锚,解缆和系缆,工作可靠,可倒转,有足够功率 2)起动
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