船舶机械通风设计和建造的若干问题研究

发表时间:2021/4/16   来源:《科学与技术》2021年1月2期   作者:宋佳 于洋 葛楠
[导读] 船舶是我国海上运输的重要交通工具,对我国经济发展起到的作用是非常大的,
        宋佳 于洋 葛楠
        大连周到科技有限公司 辽宁省大连市116200
        【摘要】船舶是我国海上运输的重要交通工具,对我国经济发展起到的作用是非常大的,经常被用来运输大型的材料和物体,船舶运输相比较于公路运输和铁路运输而言实用性要更强一些。船舶本身的结构是非常复杂的,功能模块也非常多样,为了保证船舶的运输质量我们必须要保证好船舶模块的通风换气,只有这样船员的生活需求才能够得到更好的满足。本文就船舶机械通风建造和设计的相关问题进行研究,希望能够提高船舶机械通风系统的性能,让船舶能够更好的为人们服务。
        【关键词】船舶;机械通风;设计;建造;问题;研究
        随着物流运输行业发展速度的不断加快,我国各行各业的发展速度也开始变得越来越快了,原料的进出口都离不开交通运输业,铁路交通运输和公路交通运输经常会受到天气和地形的影响,人们在会进行大量物品运输的时候,更多的还是会选择水路运输来进行进出口,特别是一些需要进行跨区域贸易的时候,水路运输的应用率是最高的,船舶作为水路运输中一个非常重要的工具,其的性能对水路运输质量造成的影响是非常大的,因此为了能够进一步提升我国水路运输的能力,我们必须要不断对船舶通风换气系统进行完善,只有这样我国水路运输才能够的发展的越来越快速。
        1船舶机舱通风系统概述
        船舶正在朝着超大吨位、超强动力性能和多功能模块化的方向发展,以吨位为例,当前的远洋油轮已经达到了十万吨甚至是数十万吨的级别,这对于造船技术和管理技术是一个巨大的考验;在动力性能上,超大吨位的船舶仍然可以保持几十节的航行速度,在保障其他功能区的空间的同时,提升动力效率是其中的关键;功能模块上随着LNG船、油轮等等功能性明显的特型船舶的出现,以及对于超长时间航行对后勤保障的要求等等,这一切都离不开一个有效的通风系统的保障,首先是要保障在高温、极寒等极端天气下,船员的生活需要,保障他们的空气流动和舱体保温;对于动力系统来说,合适的通风系统设计能够及时为动力系统散热、降低运行风险;其三是船舶运输中的许多产品对于船舱温度尤其敏感,这时候就需要一个能够进行自动化控制的通风系统来保障每一个区域的通风换气。
二、船舶机械通风系统设计和制造的常见问题
        (一)实际送风量与通风量需求不符
        通风系统应该连通船体中的每一个区域,由于船舶体积在不断增大,其功能性也愈加丰富,所以区域数量也随之增多。其中包括动力推进系统、生活区、存储区、服务区、功能区等多个方面。从设计角度来看,通风系统要与船体设计同步进行,根据船体构造形式,预留通风管位置,并选择合适型号的通风管道、明确栅栏截面、通风高度等设计内容。在实际设计的过程中,时常会出现实际送风量与通风量需求不符的情况。一方面,要对不同区域内的通风量需求进行计算。另一方面,要记录系统实际送风量。如推进动力区域可以参考“ISO8861-1998计算方法”计算通风量,明确动力总成、总功率、工作特性三项内容,计算转速、负荷不同的情况下,动力系统的吸气量,根据各个散热装置每小时产生的热量,利用热力学、热传播学等知识计算平衡区域温度所需的风量和风速。总吸气量包括主发动机消耗空气量、附属动力系统消耗空气量等。利用风量消耗值X保险系数=进风量的计算方式获取通风总量。在实际计算的过程中,计算、测量等误差问题都会影响计算结果,进而影响风力系统设计和制造的科学性、合理性。


        (二)通风系统的环境适应能力较差
        通常,通风系统需要在比较复杂的环境下进行工作,同时需要面对表面的情况。但实际应用时,通风系统的适应性不足,造成能源损失过大、系统消耗明显。例如,船舶运行故障、设备故障等问题会改变船舱对风量、风速的要求,在涉及通风系统时,需要考虑不同的情况,避免特殊状况影响通风系统的正常运行。所以,实际设计时,要提升通风系统的自动化水平,应用更多自控技术,确保通风系统能够在高危状况下自动切换系统构造,进入预案设计的运行模式中,满足船舶运行的通风需求。
3船舶机械通风系统的设计与建造
3.1船舶机械通风系统的设计
        对于船舶而言,通风系统是其重要的组成部分之一,同时其也在船舶的各个区域中广泛的分布。其中,在船舶的动力系统、生活服务系统甚至是特殊功能区等多方面的领域中。从整体的设计程序来看,对于船舶通风系统的设计需要与依据船舶设计的情况而定的,需要保持相对同步的节奏。其中需要依据船舶的整体结构及构造来对内部通风系统中的管道及所需要的材料的型号、相关的高度等进行详细的设计,同时对保持风速流动的鼓风机的位置进行布置与摆放等等。在进行通风系统设计的时候,其最主要的问题就是对船舶中每一个系统内部的通风需求量以及通风系统中实际的送风量进行准确的考察。其可以依据船舶在建造设计时的动力总成以及相关总功率的属性等来对不同运转情况下的动力负荷等来进行计算。同时,还需要依据发动机实际的发热及散热量,并结合相关专业性的热学与空气热传播等方面的知识来进行计算,得出在不同区域内的所需要的进风的速度以进风的量,以及相关的动力系统所消耗的能量等等一系列相关的标准与数值。
        除此之外,在船舶中船员的生活区与一般功能区,在进行通风保障的时候,需要对相关的气候、环境的变化以及突发的状况有一个较全面的考虑,并提前做好一定的准备措施。同时,在通风系统的设计过程中还存在着最大的一个问题就是所设计出来的通风系统无法与复杂多变的极端气候相适应,其在极端天气的状况中就会失去其本身的作用,甚至造成巨大的经济损失。因此,船舶在航运的过程中经常就会在极端天气的状态之下发生故障。对此,就需要在通风系统的设计过程中考虑到这些方面的因素,通过在其中加入相关的自动化的运行系统等来保障通风系统得以正常的运行。
3.2机械通风系统的制造
        船舶的机械通风系统在制造的过程中需要对相关的零件加工及装配等进行有效的更新与优化,在机械通风系统中的主要零部件有通风的管道、风扇系统、泵送系统以及阀门系统等等,通过这些零部件能够更好的对通风系统进行控制与管理。其中的管道是通风系统中最主要的零部件,其在经过长时间的使用后,容易出现腐蚀、堵塞等现象,需要对其进行定式的保养与加工。还可以结合新型的科学技术来采取复合型的新型材料来制作通风的管道等等。而对于其中的风扇系统,则可以通过对管道内的气流进行有效的控制来满足不同区域内对通风系统及风速的要求。在船舶通风系统的零部件组装上,由于通风系统通常都是在船舶的角落处进行安装的,因此在进行维修与更换时的难度较大。对此,就需要增大相关材料的质量,提升管道的密封与密闭的特性,对阀门系统进行精确、严密的控制与管理等等。最大限度的保障相关设施、建设的合理及准确,才能够使得通风系统得以平安、顺利的运行。
结束语:
??船舶结构复杂,系统庞大,功能多样,要想为船员提供良好的休息环境,确保船舶制造整体质量,就务必做好船舶机械通风设计。预防船舶机械通风系统建造中可能会出现的各种问题,以及完善的解决措施,从而高效提升船舶机械通风系统和结构消防的设计水平。
参考文献:
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