船舶柴油机缸套冷却水自动控制系统的设计
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水面船舶机舱通风系统设计论文(共五则)第一篇:水面船舶机舱通风系统设计论文一、国内外现状分析目前船舶动力舱通风采用常规机械通风、机械通风结合循环冷却装置通风、射流通风三种方式。
三种通风方式各有特点,不同的船舶根据需求采用不同的方式。
国际上将空气射流通风技术的设计思想普遍应用于船舶通风系统设计中已有几十年的历史,欧美公司,如ABB 公司、约克公司、荷兰H&H公司,均在其设计的船舶机舱通风系统中采用了此类通风技术。
其中瑞典ABB公司在空气射流通风技术原理上开发出的Dirivent系统,已广泛应用于船舶货舱、机械舱室和机舱的空调通风或机械通风系统中。
目前国内水面船舶机舱通风系统设计主要有三种形式:全新风系统、循环冷却加新风系统及射流通风三种设计方法。
无论哪种形式,通风的目的均在于一是排除舱室的热空气,使温度满足设计要求;二是满足机器和工作人员对新鲜空气的需求。
二、机舱通风系统设计1.舱室通风量的计算一般考虑主机、发电机、排气管辐射热及其它设备的散热量之和Q,船型较大时,还考虑舱壁传导热。
带走此部分热量所需的通风量。
2.通风形式的比较(1)全新风系统全新风系统设计顾名思义,利用风机将舱内污浊空气排出至舱外,将舱外的新鲜空气引至舱内。
总风量的确定一要满足排出舱内热负荷,二要满足换气次数的要求。
也就是3.1中两种计算方法中的较大者。
机舱内进风大于排风的设计,为正压设计。
对于有舱内进气要求的机舱,一般采用正压设计。
无进气要求时,为防止机舱高热高湿气体进到其它住舱等舱室,一般机舱采用负压设计,即排气量略大于进气量的设计。
全新风系统设计由于大量新风进到舱内,在排出机舱内设备发热量的同时,可以保证舱室的新风量。
但由于风量较大,需单独设置进排风风机室,独立的进排气围井通道,占用较多的总体资源。
由于风量较高,风机噪声较高,风管内风速也较高,整个舱室内的通风噪声相应升高。
由于机舱内发热设备较多,空间布置紧凑,采用风管送排风时,容易造成机舱内空间布置特别紧张,局部区域风管无法送至,造成局部温度过高。
一、气缸套穴蚀产生的机理分析1、冲击性穴蚀柴油机在工作过程中,气缸内的压力是周期性变化的。
当活塞与缸套之间的间隙增大时,活塞将产生横摆而不断撞击缸套壁面,使水套中冷却水压力产生很大波动,局部地方压力降到该温度下的饱和蒸汽压力时,溶于水中的空气便以气泡形式分离出来;同时该处水汽化为气泡,继而在冷却水中压力又再次升高时,气泡突然爆破,产生瞬时高温、高压,使缸套外壁承受很高的冲击、挤压应力。
这一过程反复进行,促使材料疲劳破坏,从表面一粒粒地剥落下来,形成穴蚀。
此外,冷却水流速过大也是产生穴蚀的一个原因,因为流速高处压力即低,当低至该温度下的饱和蒸汽压力时,就使其外壁水腔中的水发生交替的膨胀和压缩,导致水中气泡的形成和溃灭,气泡的溃灭产生强烈的冲击力作用于缸壁,从而也会造成穴蚀。
2、液体腐蚀穴蚀气泡溃灭使缸套外壁受到冲击破坏,使材料中的固体质点逐渐被粉碎或者遭到疲劳破坏,即所谓“材料穴蚀”。
对于铸铁,首先会使其中的石墨剥落,逐渐形成针孔,在这些窄的孔洞里,所受到的冲击能量将会更大,使得穴蚀加速向深处发展。
这样,缸壁新鲜金属表面暴露后,就不断向水中析出离子,由于受到冲击,在局部范围内就会形成高电流密度,这就很容易产生电化学腐蚀,即所谓“液体腐蚀”,因而在受破坏处形成一层腐蚀产物,以后的气泡溃灭又更容易地将这一层腐蚀产物炸裂剥落,正因为这种穴蚀和腐蚀的共同作用,加剧了材料的破坏,最终形成向纵深不断发展的穴蚀孔。
从机械运动来说,缸套受到活塞规律性的撞击而产生弯曲振动,由此产生的机械力是引起缸套穴蚀的根本原因。
但是,许多事实表明,伴有腐蚀的穴蚀将导致材料损伤的加快,即腐蚀性穴蚀最为危险。
二、影响缸套穴蚀的因素1、缸套方面的原因缸套的刚度直接影响缸套的振动。
刚度大,受活塞冲击时缸套变形小,振动小,穴蚀破坏减轻。
活塞在气缸中运动时,活塞对缸壁冲击能量的大小取决于活塞的质量和活塞在气缸中横摆的速度,活塞质量固定不变,但速度会随活塞缸套的间隙减少而减小,对缸壁的冲击能量也减小。
第二章柴油机的结构及主要部件柴油机的主要部件是指燃烧室部件(活塞、气缸、气缸盖)、曲柄连杆机构(十字头、连杆、曲轴和轴承)、机架、机座和贯穿螺栓等部件。
这些部件构成柴油机的主体,它们工作得好坏不但直接影响柴油机的技术性能指标,而且还和安全航行密切相关。
统计表明,船用柴油机主要部件发生的故障占柴油机故障总数的90%左右,其中燃烧室部件故障约占故障总数的50%。
因此,轮机管理人员应该深入了解主要部件,这是降低柴油机故障发生率的重要一环。
第一节柴油机的总体结构一.柴油机的基本组成船舶柴油机的结构比较复杂,它是由许多机构和系统组成。
尽管各种柴油机的结构、型号各异,但从工作原理和总体结构上则有很多共同之处。
柴油机主要由以下机构和系统组成1.主要固定件柴油机的主要固定件由机座、机架、气缸和气缸盖等组成,对于中小型柴油机常将气缸体和机架做成一体称为机体,并省去机座代之以轻便的油底壳。
它们构成了柴油机的骨架,支撑运动件和辅助系统。
2.主要运动件柴油机的主要运动件由活塞、连杆组件及曲轴组成,对于大型低速柴油机还有十字头组件。
活塞与气缸及气缸盖构成燃烧室,保证柴油机工作过程的进行,同时通过连杆将活塞的往复运动变为曲轴的回转运动,使燃气推动活塞的动力通过曲轴以回转的方式向外输出。
3.配气机构及换气系统配气机构由进排气阀、气阀传动机构、凸轮轴及凸轮轴传动机构组成。
进排气系统由空气滤器、进排气管和消音器组成,对于增压柴油机还有增压器及空冷器。
它们的作用是按照工作循环的需要,定时地向气缸内供应充足、清洁的新鲜空气,并将燃烧后的废气排出气缸。
4.燃油系统燃油系统由燃油供给系统和燃油喷射系统组成。
燃油供给系统是把符合使用要求的燃油畅通无阻地输送到喷油泵入口端。
该系统通常由加装和测量、贮存、驳运、净化处理、供给五个基本环节组成。
燃油喷射系统由喷油泵、喷油器和高压油管组成,其作用是定时、定量地向燃烧室内喷入雾化良好燃油,保证燃烧过程的进行。
船员考试题库中华人民共和国海事局适任培训大纲熟悉训练12科目:船舶动力装置(750kW及以上船舶轮机长)适用对象:3000kW及以上船舶轮机长1.为了保证船用四冲程柴油机曲轴停在任何位置均能可靠地用压缩空气起动,则最少气缸数应不少于______。
A. 四个B. 五个C. 六个D. 九个C解析:对于船舶主机而言,必须保证曲轴在任何位置时都能起动,即柴油机的曲轴在任何位置时至少有一个气缸处于起动位置。
二冲程柴油机的气缸数不应少于4个,四冲程柴油机的气缸数不应少于6个,因为二冲程柴油机起动阀的延续开启角度不超过120°,故只有当曲柄夹角小于120°时,才能保证各气缸必有一个处于起动位置。
显然,相邻曲柄夹角小于120°的气缸数至少为4个,同理,四冲程柴油机应为6个。
若气缸数少于上述数值,则起动前必须盘车,使某缸正好处于膨胀行程开始后的某一时刻。
2.对船舶倒车工况特性曲线理解错误的是______。
A. 船速越低,特性曲线越靠近坐标原点B. 系泊工况时,特性曲线通过坐标原点C. n正=n倒,特性曲线通过并对称于坐标原点D. 系泊工况时,特性曲线不对称于坐标原点C船舶倒车工况特性曲线不对称于坐标原点。
3.DCC20或K-CHIEF500的延伸报警装置WCU的故障诊断可通过______来观察。
A. DPUB. ROSC. 运行指示灯D. LOSB4.通常轮机人员防止大型低速柴油机燃烧室零件产生高温腐蚀的措施是______。
A. 燃用轻柴油B. 选用含钒(V)、钠(Na)少的燃油C. 选用耐蚀材料D. 加强润滑B5.当船舶装载量减少时,主机按全负荷工作特性工作时,以下有关船、机、桨变化关系的说法正确的是______。
①船舶进程比λp减小①螺旋桨特性曲线变得平坦①主机气缸的热负荷没有超过额定值A. ①①B. ①①C. ①①D. ①①①C6.在船舶主机自动控制装置中,如出现三次重复起动仍起动失败,遥控系统应能______。
基于PROE软件船用调节器设计摘要:本设计先通过对船用调节器工作原理分析和对机构方案进行对比选择分析,确定本文所设计的结构方案。
利用PRO/E软件对结构进行建模,对零件进行设计计算校核.最后,从加工工艺上对重要的零件进行分析。
关键词:冷却润滑调节器The Ship Regulator design base on PRO/E softwareABSTRACT: This design analyses the oil temperature regulator principle of work at first. The organization plan carries on the contrast choice analysis to the organization plan and determines the design of the structure of this progrPro/Emer. The structure carries on the modeling with PRO/E and parts of the design verification calculation. Finally, which the important components carries on the analysis from the processing craft.Key words: Cooling; Lubrication; Regulator绪论船用调节器是船用柴油机中重要的组成部分,对柴油机的冷却水和机油温度进行温度调节,对提高柴油机的热效率和机械效率,降低燃油耗率、改善排放,提高使用寿命都具有一定的促进作用[1-2]。
1 原理分析及方案设计当温度变化比较大的时候,船用传感器将冷却液出口处的温度信号传送给微控单元,此信号经过处理通过判断温度是否超过规定的正常工作时的温度,确定是否改变调节器开度。
主机冷却水温异常原因分析及相应措施摘要随着全世界的经济发展加速和对航运事业的密切关注,航运事业迅速发展,所以说对船舶设备的发展与研究更为细致,而冷却水系统在船舶日常营运中起着重要的作用,并且冷却水的温度高低对船舶的正常运营有非常大的影响。
合理的控制冷却水的温度成为我们一直关注的问题,并且合理的冷却水温度能够保持在很高的温度下工作的受热部件的强度,减少受热件的热应力,保证运动件之间工作面上的滑油膜的正常工。
如果不能保证控制冷却水的水温,那么会直接影响主辅机的运转效率,使PH值降低,容易产生腐蚀或结垢,甚至危害更大。
为了能够合理、精密的控制好冷却水温,我们不仅仅要做好平时对设备的维护以及水质的处理,甚至要对冷却水系统以及温度控制器进行进一步的研究。
关键词: 主机冷却水系统、冷却水温异常分析、控制水温措施。
AbstractWith the development of society and the progress of the times, the rapid development of shipping industry, ship equipment requirements are getting higher and higher, and cooling water system in the daily operation of the ship plays an important part, and the temperature of the cooling water on the ship’s normal Operation has a very big impact. So that th e reasonable control of the cooling water temperature is the problem we have been concerned about, and reasonable temperature to maintain the high temperature of the heat of the parts of the strength and reduce the thermal stress of the heating parts to ensure that the moving parts between the working surface of the oil film Normal working condition. If you can not guarantee the control of the cooling water temperature, it will directly affect the operation efficiency of the main and auxiliary aircraft, so that PH value is reduced, prone to corrosion or scaling, and even greater harm. In order to be able to reasonably and precisely control the cooling water temperature, we must not only do the usual maintenance of equipment and water treatment, and even to the cooling water system and temperature controller for further study.This passage will analyze the ship’s cooling water system in detail, mainly including the following three aspects:1. Introduce the development of ship cooling systems in the world and the introduction of different forms of cooling systems.2. Further classification and analysis of ship cooling water system.3. Ship cooling water temperature anomalies analysis and solutions.Key words: the main engine cooling water system, cooling water temperature anomaly analysis, control water temperature measures.目录摘要 2目录 4第一章绪论 51.1 船舶冷却水系统的发展背景及意义51.2当前船舶冷却水系统研究现状 61.3专题的主要研究内容 6第二章船舶主机冷却水系统72.1冷却系统的组成和类型及主要设备和作用72.1.1闭式淡水冷却系统72.1.2 开式海水冷却系统92.1.3 冷却系统的主要设备102.2中央冷却系统102.2.1高温热淡水(80-85℃)闭式系统102.2.2低温温淡水(30-40℃)闭式系统11第三章船舶主机冷却水温异常原因分析123.1主机冷却水温度异常123.1.1主机冷却水温过高123.1.2主机冷却水温过低133.2采取的措施来控制冷却水温13致谢14参考文献15第一章绪论1.1 船舶冷却水系统的发展背景及意义柴油机中燃料燃烧时由于温度很高产生很多的热量,大约35%要经过气缸套、气缸盖和活塞,进排气门等部件散到外界,温度高达600°c-2000°c,为了能散出这些热量,需要有冷却介质来在这些受热部件之间循环去达到降温的目的,以确保这些受热设备能够保持其准许的规定温度,所以在当今社会的很大一部分柴油机中均装有冷却水系统,用以确保足够而循环连续的冷却介质流量和一定的冷却水温度。
一故障分析1.低温腐蚀原理国际航行船舶大多以价格低廉的重油为燃料油,重油中硫分达到3.5%左右,还包含钒、铁、钠、镍等微量元素。
含硫燃油燃烧时会生成SO₂,其中部分SO₂又进一步氧化生成SO₃; 钒和铁燃烧后生成V₂O₅和Fe₂O₃,其也是SO₂氧化生成SO₃ 的催化剂; 氢燃烧后生成水蒸气,经增压后的新鲜空气也携带部分水蒸气。
SO₂、SO₃和水蒸气在温度降低到各自的露点( 在缸内条件下,露点为160~180℃) 以下时,就会分别凝结成H₂SO₃和H₂SO₄,严重腐蚀气缸套,使得气缸套内表面布满疏松的细小孔穴。
这种腐蚀称为低温腐蚀,又称为冷腐蚀,常发生在船舶低速二冲程柴油机气缸套内部。
2.低温腐蚀影响因素只有当气缸套内表面温度低于酸的露点温度时才会形成H₂SO₄,进而发生低温腐蚀。
因此,低温腐蚀的决定性因素有气缸套内表面温度、气缸内压力、燃油硫分、水分、反应时间、废气中氧含量以及气缸套内表面润滑油油膜完整度和厚度、气缸套耐磨和耐腐蚀设计等。
3.腐蚀部位一般情况下,气缸套的上部和下部( 扫气口处) 低温腐蚀最严重,见图1。
图1 低温腐蚀形成的黑色条状痕迹气缸套下部温度最低,为H₂SO₄凝结提供有利条件; 气缸套上部长时间处于高温高压环境,而润滑油油膜又较薄,隔离、中和硫酸的能力较低,虽然此处凝结的H₂SO₄很少,但活塞上行时会将气缸套下部生成的H₂SO₄带到上部,为腐蚀提供条件。
二危害和应对措施低温腐蚀将缩短气缸套、活塞环、活塞头和气缸盖等燃烧室部件的使用寿命,增大气缸套的故障率,缩短气缸套的维修周期,增大柴油机安全运行隐患,增加船舶所有人的运营成本。
在燃油消耗经济性指标不降低的前提下,降低和减缓低温腐蚀的方法主要有:(1) 降低燃油硫分或使用替代燃料;(2) 降低扫气空气中的含水量;(3) 提高气缸套温度,降低水蒸气的析出量,抑制H₂SO₃和H₂SO₄的生成;(4) 改善气缸润滑条件,利用碱性气缸油中和H₂SO₃和H₂SO₄。
军舰动力装置概况-柴油机军舰动力装置概况——柴油机柴油机作为主动力装置在舰艇上得到广泛应用已有50多年历史。
为了提高市场竞争力,世界的柴油机制造厂出现了兼并或联合组成大行业集团,所以目前只有少数几家能制造舰艇高速大功率柴油机。
它们是德国的MTU公司、法国的SEMTPielstick公司、意大利的GMT公司和英国的Paxman公司等。
其中德国的MTU公司的舰艇柴油机,由于系列完整、功率覆盖面广、通用性强、寿命长、低负荷性能好和起动方便等优点而占据世界舰用柴油主机的绝大部分市场,雄居主导地位。
这些年来,除了MTU公司新开发了595系列柴油机和GMT公司在B230.2DVM型柴油机上发展了A250.16HVM型柴油机外,新型高速大功率柴油机发展较平稳,多数是在原来机型的基础上进一步完善提高,扩大用途。
就是说,继承并发展各自的技术特色,进行系列化设计,通过机型变型来扩大用途,如MTU396机废气涡轮增压用于潜艇,396系列机继04型后又推出TE型;595系列机有9种变型机。
PielstickPA4-200型机功率提高后由VG型发展成VGA型,采用复合增压用于潜艇等。
有的发展成长冲程以扩大用途,如GMT公司的B230/BL230、法国S.A.C.M公司的UD45/UD50、Pielstick公司的PA6B-STC等。
舰用高速大功率柴油机由于其应用范围的特殊性和使用条件的限制,使它们的技术难度极大。
一方面要求具有较高转速、大功率、结构紧凑、坚实耐冲击、重量轻、体积小、比功率大、工作可靠并同时保持相应的经济性,使用寿命和维修方便;另一方面在性能上必须机动性好,起动时不冒白烟,运行中不冒黑烟和低工况性能好。
随着柴油机技术的发展,舰用柴油机在性能、可靠性和装舰技术方面已取得明显的进展,单机功率比过去同型机功率提高30%以上,意大利GMTA250.20HVM型机最大功率7750kW,德国MTU-24V1163-93型机最大功率8824kW,法国SEMT-Pielstick20VPA6-280BTS 型机10%超负荷功率可达9705kW。
基础科技24 船舶物资与市场1 绪论1.1 课题研究背景及意义众所周知海水中含有大量的盐分,人类无法直接饮用,远洋船舶船员生活和设备运转对淡水的需求极大。
早期的远洋船舶只能从陆上获取淡水并储存在淡水舱中,以供航行之需。
但是船舶舱容有限,仅仅依靠储备的淡水并不足以满足远洋航行活动的需要。
此外淡水舱中的淡水也有因长期存放而引发卫生问题的风险[1]。
随着科技的发展,造水机的技术也越发成熟,这一进步改善了船员的生活条件,也提升了船舶的航行性能及营运效率。
就目前而言,造水机已经成为船舶不可缺少的一项设备。
1.2 船用海水淡化技术应用现状目前,船用海水淡化技术中占优势的是蒸馏法。
因为这类技术成熟度高,可靠性好,并且造水工艺具有多样性,可满足不同的使用需求,尤其是板式换热器的真空沸腾式造水机市场占有率最高。
就本型号造水机而言,便是利用该技术原理来进行海水淡化的转换。
由于该项技术应用率高,接下来本文对该项技术进行详细的讲解说明。
2 JWSP-26-C100型板式蒸发造水机系统结构2.1 JWSP-26-C100型板式蒸发造水机主要部件1)板式换热器。
板式换热器是以钛金属合成材料化作板状形状为传热面,具有结构紧凑、传热效率高等优点,是目前较为先进的高效节能换热器。
板式换热器的这些特点使其在船舶造水机上的应用十分普遍。
此外,造水机板式换热器一般都设计为可拆卸式,便于维护拆卸清洗[2]。
因金属钛的传热系数高,耐海水腐蚀性好,易冲压加工成型,性能优于其他金属材料,所以在板式换热器上应用十分普遍。
为进一船用造水机技术原理及设计毛亚东(大连海安船舶与海洋工程技术服务公司,辽宁 大连 116000)摘 要 :简要说明船用造水机的工作原理及系统组成,以某伦航运行过程中出现的淡水产量不足的问题为例,运用理论知识,系统分析该故障产生机理,结合实践能力,采用逐一排除的方法,来确定故障发生的原因。
本文对船用造水机技术原理进行分析,系统地研究其设计理念,希望为今后造水机制造技术提供依据。