宋俊良 胡志恒 刘文埙
武汉船舶设计研究院有限公司 湖北武汉430064
摘要：近年来，随着国家经济发展对能源需求的不断提高，我国的海上船舶行业已经进入一个高速的成长期，相关配套的产业也得以迅速发展。船舶设计不再仅仅满足于施工需要，更需要考虑人员的舒适度，使机械通风在满足船舶功能的基础上实现温湿度和气流速度，以及气流组织的兼顾，更好地满足人员舒适感及设备要求。基于此，本文就船舶机械通风设计和建造进行相关分析。
关键词：船舶机械；通风设计；机械建造
中图分类号：TM621文献标识码：A
1引言
我国作为一个传统的海洋大国，航运业以及船舶制造业的发展十分迅速。而在船舶的设计工作中，通风设计是整体设计的重点之一。尤其是现如今讲究“以人为本”，为了有效提高船舶上工作人员的生活条件和工作条件，保证船舶的良好通风十分关键。再加上船舶上的各种动力设备也需要有良好的工作环境，这些都对通风系统提出更高要求。所以，合理地对通风系统进行设计和建造，有效保证船上工作人员的工作环境，并避免对各种设备的正常运行造成影响。
2 概述
近些年来，我国船舶发展方向，逐渐趋于多功能、强动力和大吨位，为造船技术创新提高带来了机遇和挑战。特别是大吨位的船舶虽然性能更高，但同时也就需要更多的动力支撑，以便维持整个船舶的行驶速度。而且如果船舶长时间运行，除了稳定充足的动力之外，还要具备完善的保障系统，所以与船员密切相关的船舶机械通风系统愈发重要，能够在酷寒和高温天气里全面保障船员的正常工作，充分保持船舶内空气流通，平衡船舶温度。这样一来，既可以优化船员的日常生活质量，又能够满足船舶运输特殊货物的需求标准，提高船舶机械通风系统工作的有效性[1]。
3 船舶机械通风设计
3.1 舱室通风设计
机械舱室采用机械通风效果较自然通风效果好，且机械排风的效果优于机械送风；是否送排风都采用机械，应根据舱室容积、功能、风管长度等综合考虑。通风风速对通风效果有一定的影响，且风速较大通风效果越好，但不是越大越好，应根据实际情况考虑。门带格栅回风与通风管道回风口回风所达到的空调通风效果差不多。同时考虑到船舶舱室的建筑空间比较紧凑，若采用管路回风，需在舱室上布置管道，且风管尺寸较大。为节省成本又使布置更合理，采用门上带格栅取代回风管道设计。
3.2 机舱通风设计
机舱通风的作用：一是满足燃烧设备的空气需求量；二是带走各热设备的运行散热，两者相互影响，相互作用[2]。为满足以上功能，在机舱风管布置上必须做到：1）风管的阻力损失是以局部阻力损失为主，即风管风速的影响较大，对于大管径的风管，由于输送风量大，风速大，应尽量平直，减少双折管，直角弯等局部阻力部件的使用。2）风管同层级，各风管支管间阻力应尽量均衡。在一定情况下，可不改变支管管径，将阻力小的支管的流量适当加大。3）在机舱通风详细设计中，应综合考虑其它管系，主干电缆的走向，机舱层高的要求，船体局部结构尺寸。在层高达不到要求时，可考虑采用扁圆风管，减小风管尺寸。在机舱通风生产设计完成后，应校核各路风管的总阻力大小，避免出现风管管路与风机容量不匹配的情况。4）各出风口的位置和风速应综合船型做适当调整，尽量使机舱通风的散热作用发挥充分。比如机舱空间小，各出风口风速应适当选取小值，增加冷风在机舱内停留时间，增大热交换作用。5）机舱通风布置应综合考虑，尽可能满足燃烧要求和散热要求，同时考虑风管制作难度和成本。
3.3 机舱诱导通风系统
机舱诱导通风系统有效解决了风管巨大跟舱室空间不足的矛盾，利用固定在室内的离心风机，通过与之连接的非预绝热螺旋风管及喷嘴，将空气沿一定方向喷射出去，从而带动周围空气沿射流方向，达到指定的区域，通风效果更理想。首先，送风机将室外空气沿送风管道送到室内，然后由室内的离心风机通过管路和喷嘴，将空气引导到设计指定的区域。可以通过调整喷嘴的喷射角度，控制气流流向。可以通过喷嘴上的调风门调节诱导送风量。电控设计时室内离心风机和舱室送风机可分开控制，离心风机也可与相关设备采取关联关系，如离心风机跟设备同开同关等，当发热设备关闭后，离心风机延迟停机。
诱导通风系统与机舱送风系统可做成两个系统，分别控制。当机舱送风机停止工作时，诱导风机仍照常工作，从而保证机舱内空气流动。诱导风机可选用低噪音离心风机，喷嘴选型上需综合考虑喷嘴出风口直径，喷射距离，出风口风速等因素，从而降低机舱通风噪音，满足规范要求。
3.4 变风量空调系统
变风量控制技术是指可以根据室内的温度变化和室内室外的温差，自动调节空调系统的风量，在保证室内环境舒适度要求的前提下，减少空调系统的运行时间，控制空调系统的送风量。变风量空调系统主要组成部分：1）空气处理器。空气处理器是进行温度调节的关键部件，主要包括各类空气阀、预热器、冷却器等。某些中央空调系统采用的是装配式空气处理器，温度的控制主要通过阀门来实现。2）送风系统。送风系统是变风量空调的前端，为了防止变风量空调在风速较高的情况下发生振动产生噪声，送风系统对密封性和结构强度有较高的要求。3）制冷机组。制冷机组负责变风量空调的送风量，是变风量空调的重要组成部分。制冷机组接收到来自控制器的信号，补偿室内的温度变化。通常制冷机组由步进电机、风量调节器、阀类器件组成。4）散流器。散流器的主要作用是将送风系统的风量进行散流，风量空调的散流器与定风量不同，通常独立安装在末端装置，并通过送风管与制冷机组连接。5）控制器。控制器作为变风量空调的大脑，接收来自各类传感器的信号，对制冷机组电机产生变频信号，是变风量空调正常运行的基本保证。
4 船舶机械通风系统建造
船舶机械通风系统建造，需要用到很多加工和装配零件，主要应用于船舶机械通风系统的管道、泵送系统、风扇和阀门等，及时优化更新加强船舶机械通风系统设计和建造的有效性[3]。特别是通风系统的管道,作为重要零部件，如果不定期养护和修整，长时间的使用势必会增加磨损和腐蚀，或是严重堵塞的情况，可以通过引进市场中新型复合材料制作的管道增加使用寿命。而且还要对引进的管道材料进行的反复试验，有针对性的设计管道形状和管理系统，保证船舶机械通风系统管道质量的基础上，为船舶制造单位节省更多成本。另外，由于船舶机械通风系统一般都是安装在船舶角落里，所以在组装零部件的时候也就更具挑战性。需要高质量的原材料，确保船舶机械通风管道的密闭性，逐渐调高船舶机械通风系统整体管理水平。尽可能将船舶机械通风系统建设的科学合理，维持其顺利正常工作，同时还能为船员生活提供更优质的服务。
5 结束语
在船舶通风系统中，有着很多的注意事项，这就需要船舶设计人员能够加强重视，并对船舶的通风系统进行合理设计，这样才能避免出现后期修改的问题，即使要进行后期修改工作，只要保证对船舶通风系统设计的合理性，就能够有效降低建造费用。同时，在对船舶通风系统进行设计和建造过程中，还要积极分析其中是否存在问题，并及时地进行解决，这样就可以很好地降低成本。
参考文献：
[1] 王骁,唐熊辉,余涛,牛司贵,王华剑,施红旗.舰船舱室通风系统效能评估[J].舰船科学技术,2018,40(01):139-142.
[2] 陆懿东,曹建毅,张艳.关于海洋工程船舱室通风系统的设计简介[J].船舶设计通讯,2005(02):7-13.
[3] 李铭慰.船舶内燃机冷却——船舱通风及取煖联合系统[J].交通大学学报,1958(03):239-249.