摘 要

本文主要是由船舶所给参数，首先进行主机选型论证，选定主机，用爱尔法计算功率进行船桨初步匹配计算。然后进行其他设备的选型并进行估算，主要包括燃油系统、滑油系统、船舶电站、船舶辅助设备、冷却系统、消防系统、压缩空气系统、压载水系统、舱底水系统、焚烧炉等。随后将所计算设备进行汇总编排为明细表。

在完成明细表后，制作轮机说明书，在说明书中，具体提出说明了原油船较其他船舶所特有的卸货系统、货物加温系统、压载系统、货物检测系统、惰性气体系统等。并运用CAD进行机舱布置图、燃油驳运、净化管系图等进行绘制。

本文设计40300DWT原油船各系统的选型配置而对船舶设计进行深入了解，了解各个系统工作原理，对各系统进行优化，能在各工况下良好的节约资源，通过各系统配合而提高效率，进行能源利用最大化。

关键词：主机选型；设备；船舶系统

Abstract

Based on the parameters given by the ship, this paper first demonstrates the selection of the main engine, selects the main engine, and uses the Al method to calculate the power to carry out the preliminary matching calculation of the propeller. Then the selection and estimation of other equipment are carried out, including fuel system, lubricating oil system, ship power station, ship auxiliary equipment, cooling system, fire fighting system, compressed air system, ballast water system, bilge water system, incinerator and so on. The calculated equipment is then summarized and scheduled.

After the completion of the schedule, the specification of the engine is made, in which the unloading system, cargo heating system, ballast system, cargo detection system, noble gas system and so on, which are unique to the crude oil ship compared with other ships, are described in detail. And use CAD to draw the layout diagram of the engine room, the fuel barge, the purification pipe system diagram and so on.

This paper designs the selection and configuration of each system of 40300DWT crude oil ship and makes an in-depth understanding of the ship design, understands the working principle of each system, optimizes each system, and can save resources well under various working conditions. Through the smooth cooperation of each system to improve the efficiency and maximize the energy utilization.

Key words: Main engine selection; Equipment；Ship system;

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 3

第二章 主机选型论证 4

2.1船舶阻力 4

2.1.1计算船的湿面积 4

2.1.2计算雷诺数 4

2.2求功率曲线（爱尔法） 6

2.3主机有效功率的确定 7

2.4主机选型及参数 9

第三章 主要设备选型及估算 10

3.1船舶电站 10

3.2船舶辅锅炉 11

3.3燃油系统设备估算及选型 12

3.3.1燃油系统 12

3.4 滑油系统 18

3.5冷却系统 21

3.6 压缩空气系统 25

3.7 舱底水系统 28

3.8水消防系统 29

3.9 焚烧炉 29

第四章 主要机械设备明细表 30

第五章 轮机说明书 35

5.1概述 35

5.2轴系 36

5.3动力系统 36

5.3.1 燃油系统 36

5.3.2滑油系统 37

5.4冷却系统 37

5.5海水淡水系统 38

5.5.1 压载水系统 38

5.5.2 舱底水系统 38

5.5.3 生活淡水系统 38

5.6消防系统 39

5.7 压缩空气系统 39

5.8 卸货系统 39

5.9 货油加温系统 40

5.10 压载系统 40

5.11 防污染系统 40

5.12 货油监控系统及液位监控系统 41

5.13 惰性气体系统 41

5.14 油船洗舱系统 41

第六章 参考文献 43

第七章 文献综述 44

展望 45

致谢 45

第一章 绪论

在科技创新的发展理念支持下，我们国家的经济发展和综合实力，特别是科学技术在很多方面取得了很大的突破。在很多领域上，后发展的技术已经追上了先发展的技术，但是，在船舶领域比起很多较为领先的国家，我们还是有比较大的差距的。

当前，中国船舶工业正面临良好的发展机遇，中国的船舶工业为了国民经济的提升以及国防建设做出了卓越的贡献。

2010年我国船舶工业在总量上已经位居世界第一，但我国只是“造船大国”而非“造船强国”。我国的船舶技术装备水平、产品研发能力以及生产制造技术较为落后。所以在这种情形之下，我国需要提升中国创造的实力，实行自主研发的道理，尽可能掌握造船工业的核心技术。掌握技术的同时，节约能源，保护环境，通过良好的理论计算及实践最大幅度提高能源利用率。

本文首先开始的是船舶“心脏”主机进行选型论证以及主机和螺旋桨的匹配计算，随后进行主要机械设备的选型计算，使各系统可以良好配合以提高效率、节约能源。

船舶参数

设计船舶的主要尺度及参数要求：总长：183.00米；垂线间长：175.00 米 ；设计水线长178.74米；型宽：32.26米；型深18.90 米；型设计吃水11.00米；在比重为 1.0 25 t/m3 的海水中，设计吃水11.00米时的载重量40300吨。在设计吃水，设计航速 14.6节时的续航力约为10,000 n mile。

第二章主机选型论证

2.1船舶阻力

计算摩擦阻力得公式 ^[17]

=()(N) （2.1）

2.1.1计算船的湿面积

（2.2）

已知方形系数，先求出排水体积▽，根据方型系数公式（2.3）

（2.3）

本船方形系数取0.77

所以，排水体积

=178.7432.26110.77=48839.31m³

根据上述公式，已知▽和可以求湿面积，已知湿面积公式^[17]

S= (3.4=7741.26m²

正常工况下t=19℃ ρ=1025kg/m³ υ=1.07854×10^-6m²/s

2.1.2计算雷诺数

（2.4）

其中V为航速（单位换算1节=0.5148m/s）^[4]

=14.6×0.5148×178.74/（1.07854×10^-6）=1245.60*10⁶

根据雷诺数计算光滑船体摩擦阻力系数C_f^[17]

（2.5）

=1.490*10^-3

由于粗糙补偿系数取决于船长，而因为本船总长183（m）在150m-210m之间， 所以=0.2×10^-3 具体数据及范围 ^[5]

R_f=1/2（1.490×10^-3 0.21×10^-3）×1025×7741.26×（14.6×0.5148）²=3.81×10⁵N

2、剩余阻力R_R

（公式中R_E为形状阻力，且R_W为兴波阻力） ^[18]

（2.6）

在公式中：R_R为剩余阻力（公斤）；

剩余阻力系数ξ_R

—弗劳德数，用F_r表示；

—为上文的湿面积S（m²）；

—水的密度（kg·s²/m⁴）海水取102.5

—重力加速度（米/秒²）。

弗劳德数

式中为物体运动速度，为重力加速度；为船舶水线长。

即=（14.6×0.5148）/（9.8×178.74）1/2= 0.180

根据剩余阻力的变化曲线图^[17]ξR=1.3×10-3

RR=0.5×（14.6×0.5148）2×1.3×10-3×102.5×7741.26=2.92×104（公斤）

所以剩余阻力RR =2.924×104×9.8=2.86×105（N）

=（5.78×10⁵ 3.79*10⁵）×1.26

=1.21×10⁶（N）

2.2求功率曲线（爱尔法）

爱尔法求功率，其表达式为：

（2.7）

公式中△为排水量（t）；

V为航速（）；

P_e为有效功率（kw）

C为爱尔系数

爱尔系数C值表示成速长比14.6/=1.09与瘦削系数 （2.8）

=178.74/(7741.26*1.025)^1/3=8.96,并且规定如下一组标准船型系数

(1)‌由‌于‌本‌船‌为‌单‌浆‌船‌，所‌以‌公‌式=1.08-1.68F_r式中， F_r‌所‌对‌应‌的‌速‌度为‌试‌航‌速‌度，已‌知‌试‌航‌速‌度‌为‌14.6 =1.08-1.68×0.180=0.7776

(2)标‌准情况下船舶‌宽‌度‌吃‌水‌比‌（B/T）=2.0

(3)标‌准情况下船舶‌浮心‌纵‌向‌坐‌标‌

实‌际‌位‌置‌在‌标‌准‌位‌置‌靠‌船‌头‌的‌X^，=0.018偏‌向‌船头^[15],所以

X=0.018×178.74=3.22m

(4)标‌准‌水‌线‌长‌L₀=1.025L_PP=175.00×1.025=179.375m

而‌实‌际‌船‌舶‌的‌上‌述‌参‌数‌与‌标‌准‌值‌不‌同‌则‌按^[15]图7.3

查‌得‌的‌C₁=460仅‌为‌C的‌主‌要‌部‌分，还‌需‌要‌进‌行‌以‌下‌修‌正‌：

(1)方‌型‌系数的修‌正：因‌为‌方‌型‌系‌数＞,根‌据^[15]公‌式

根‌据^[16]，查‌表‌得=0.39

=460×0.0039=1.794

经‌方‌型‌系‌数‌修‌正‌后‌得‌：C₂=C₀ △₁=460 1.794=461.79

(2)B/T的‌‌修‌‌正：根据公式

=-10×366.04×（32.26/11.00-2）%×0.77=-26.29

所以，C₃=C₂ △C₂=461.79-26.29=435.5

(3)浮‌心‌纵‌向‌坐‌标的‌修‌正：因为浮‌心‌纵‌向‌坐‌标与实际的数值偏‌差‌较‌小，所以可以忽‌略‌不‌计

C₃=C₄=435.5

(4)水‌线‌长‌的‌修‌正：

=435.5×（178.74-179.375）/179.375

=-1.54

经‌上‌述‌四‌项‌修‌正‌后，‌最后得到‌的‌C‌值‌为‌：

=435.5-1.54=433.96

则‌船‌的‌有‌效‌功‌率‌：

P_e=0.735×(48839.31×1.025)^0.64×14.6³/433.96=5365.02kw

2.3主机有效功率的确定

(1)轴系传送率η_s^[16]，

一般取η_s=0.98

(2)相对旋转效率η_r，

本船为单浆单舵船η_r=1.00～1.05，取η_r=1.05

(3)船身效率η_h，

①ω的计算

由^[5]，泰勒公式对单螺旋桨船有：

ω=0.50C_b-0.05=0.5×0.77-0.05=0.335

②t(推力减额系数)的计算

按经验公式：^[15]

对单桨船t=0.50 C_b -0.20=0.5×0.77-0.2=0.185

③η_h的计算

η_h=(1-t)/(1-ω)=0.815/0.665=1.23

4)按船尾型选定螺旋桨直径

见公式^[15]

单桨船：D=（0.6—0.75）T 取D=5.8m

A₀=πd²/4=26.42m²

表2.1

得出螺旋桨的要素如下：