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7000箱集装箱船燃油系统的设计与计算

时间:2014-06-13 14:42 来源:www.fabiaoba.com 作者:周新建等 点击:
  引言 
 
  为了航运的经济性,在7000TEU总体设计时,适量考虑降低航速(由25.6节降低到20.8节),使其航行综合成本降低。由于主机的MCR,由57200KW降低到33000KW,所以燃油系统重新设计与计算是十分重要的。本文将对主机选型WARTSILA 8RT-flex82T时的燃油系统进行重新计算。 
 
  1 燃油相关舱容的计算 
 
  1.1 燃油沉淀柜、日用柜的计算 
 
  燃油日用柜的舱容V1=(1+0.15)(主机8h耗油量+发电机8h耗油量+锅炉8h耗油量)/燃油密度=(1+0.15)(42.8736+ 11.197368+1.504)/0.96=1.15X55.574968/0.96=67.966m3其中0.15的系数为GL自动化要求的15%的储备容量。一般沉淀舱和日用舱等容,同样的方法可以计算出所有燃油沉淀的容量。 
 
  根据此计算,及总体设计的综合考虑,本船燃油沉淀舱、日用舱舱容取103.9m3,柴油储存舱取172.9 m3,沉淀舱、日用舱取60.8m3。 
 
  1.2 燃油溢流舱舱容的计算: 
 
  根据规范,溢流舱舱容需要满足该舱所有注入管至少10分钟的溢流量,根据系统的特性,总溢流量等于燃油输送泵泵出的总流量。 
 
  那么,溢流舱的舱容V2=40m3/h*2*10/60=13.34 m3(输送泵排量计算在下文)。综合考虑总体设计及双层底的空间,燃油溢流舱舱容取167.6m3。 
 
  1.3 应急发电机柴油柜的容量计算: 
 
  应为应急电源的原动机提供专门的燃油供应:在货船上,燃油的容量必须至少足以使用 18h。该项规定亦适用于驱动应急消防泵的发动机。本船应急发电机油耗:88 l/h。 
 
  由此,应急发电机柴油柜容量V4=88X18=1584 l=1.584 m3 
 
  本船应急发电机柴油柜容量取2.5 m3。 
 
  2 燃油相关设备参数的计算 
 
  2.1 输送泵排量计算 
 
  根据轮机设计手册,燃油输送泵的排量以2-3个小时注满沉淀舱为宜。排出压力在0.25Mpa-0.35Mpa之间。H.F.O SETT.TK的容积为:103.9 m3。所以,Qt=V/T=103.9 m3/2~3h= 34.63333~51.95 m3/h。本船综合考虑取40m3/h。 
 
  2.2 油渣泵排量计算: 
 
  SLUDGE TK的计算容积为:77.787 m3,要求4h排尽。 
 
  Qs = V / T=77.878 m3/4 h=19.47 m3/ h。本船油渣泵排量取值20 m3/ h。 
 
  2.3 燃油分油机通流量计算 
 
  根据轮机设计手册燃油分油机的通流量计算公式:qv=(pmeXgme+paeXgae)XbX24/t/ρ。 
 
  其中: 
 
  qv 一台分油机所需通流量(h/l) 
 
  pme—主机最大持续功率(kw) 33000kw 
 
  gme—pme时的耗油率(kg/kwh) 166.8g/kwh 
 
  pae—航行时发电机的最大功率(kw) 2969kwX2,2607kwX1 
 
  gae—pae时的耗油率(kg/kwh) 182g/kwh 
 
  ρ—在分油温度下的燃油密度(kg/l) 98℃ 0.91kg/l 
 
  t—每天分离时间(h/d) 教育论文
 
  对Alfa-Laval全排式,t=23;对Alfa-Laval部排式,t=24; 
 
  对westfalia自清式,t=23.5;对westfalia非自清式,t=23.5 
 
  b—安全系数 
 
  基于此,本船分油机选取通流量为5400 l/h的厂家规格,同时并联设置三台,其中一台为备用。 
 
  3 燃油系统原理图的设计 
 
  3.1 燃油的注入、驳运与净化 
 
  本船为大型集装箱船,通常采用压力式注入。固在左右开敞甲板上设置柴油、燃油注入用加油站。加油总管上需有压力表,安全阀,以防止管路超压。注油管路应在甲板上设置盲板法兰。 
 
  燃油系统的净化。通常净化处理分三个方面,即过滤、沉淀和分离。顾名思义,过滤是通过合要求的滤器进行杂志过滤处理;沉淀是以沉淀舱长时间(沉淀时间不小于24小时)沉淀杂质;分离是使用分油机对燃油进行离心式的杂质分离。 
 
  图1 燃油注入、驳运与净化系统 
 
  3.2 燃油日用系统 
 
  燃油日用系统主要包括主机、发电机、锅炉、焚烧炉及应急发电机等。主机日用系统,主要由燃油日用油柜或柴油日用油柜来的燃油或柴油,经过三通燃柴油转换阀(假设现位于使用燃油的位置),则燃油通过双联细滤器、燃油供给泵、流量计、燃油循环泵、雾化加热器、燃油自清滤器、粘度计进入主机。 
 
  3.3 燃油泄放 
 
  根据相关规范要求,本船所有的脏油、废油等均泄放到舱底水存放柜中,以供油渣泵排岸或者输送到焚烧炉焚烧。 
 
  4 结论 
 
  经过详细的计算可以得出,在主机功率选小的情况下,通过合理设置各油舱容量、位置,计算各用油设备参数等,再依托厂家设备原理为蓝本,初步绘制出燃油系统原理图。当然这只是燃油系统设计过程中最起始阶段,后面还需根据船东意见,工厂经验及设备成本等,添加各种阀件、附件,以致最终绘制成完整的燃油系统图。 
 
  参考文献: 
 
  [1]1974年国际海上人命安全公约. 
 
  [2]陈可越.船舶设计使用手册——轮机分册.中国交通科技出版社. 
 
  [3]国际防止船舶造成污染公约.1973,11,2订于伦敦. 
 
  [4]德国劳氏船级社入级和建造规范2013. 

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