船舶管系總論

第八章游艇系統(tǒng)總論

第一節(jié)船舶通用系統(tǒng)的任務(wù)，分類及構(gòu)成船舶系統(tǒng)：是保證船舶不沉性、防火安全和航行性能以及為滿足船員和旅客管理上與生活上需要的設(shè)備。組成：它包括管路及其附件、機(jī)械、器具和儀表等等。它是為船舶正常營運(yùn)創(chuàng)造條件而與船舶動力裝置工作無關(guān)的管路。二、船舶系統(tǒng)的分類船舶系統(tǒng)根據(jù)它的用途及所執(zhí)行的功能性不同，主要可分為下列幾類。艙底水系統(tǒng)：其主要作用及時將機(jī)爐艙和貨艙的艙底積水排至舷外。壓載水系統(tǒng)：其作用是根據(jù)船舶的營運(yùn)需要，對全船壓載艙進(jìn)行注入或排出的操作。滅火系統(tǒng)：包括水滅火系統(tǒng)、蒸汽滅火系統(tǒng)、二氧化碳滅火系統(tǒng)和泡沫滅火系統(tǒng)。其作用是預(yù)防和阻止火災(zāi)的發(fā)生和蔓延，并可迅速滅火，將火災(zāi)的損失減至最低程度。日用海淡水系統(tǒng)：其作用是滿足船員和旅客的日常生活用水需要。包括飲用水系統(tǒng)、洗滌水系統(tǒng)和衛(wèi)生水系統(tǒng)。飲水系統(tǒng)主要供應(yīng)炊事用水、飲用水和醫(yī)療用水等。洗滌水系統(tǒng)主要供應(yīng)浴室、洗衣室、洗物池和洗盆等處的冷熱洗滌水。衛(wèi)生水系統(tǒng)從舷外吸取海水供廁所、洗臉間和浴室等處沖洗用。通風(fēng)系統(tǒng)：其作用是對貨艙、機(jī)艙、客艙、和船員住室、工作室等進(jìn)行通風(fēng)，排除廢氣，補(bǔ)充新鮮空氣。通風(fēng)系統(tǒng)有自然通風(fēng)系航和人工通風(fēng)系統(tǒng)等?？照{(diào)系統(tǒng)：其主要作用是將外界空氣進(jìn)行濾塵、加熱、加濕后，再把經(jīng)過加工處理后的空氣送至各個艙室，是艙室內(nèi)的空氣具有適宜的溫度、濕度、純度和速度，以改善船員和旅客的生活和工作條件以及貨艙的運(yùn)輸條件。供暖系統(tǒng)：其主要作用是保證冬季航行艙室的溫暖舒適，按照工作介質(zhì)的不同，可分為熱水供暖系統(tǒng)、蒸汽供暖系統(tǒng)以及電熱和熱風(fēng)供暖系統(tǒng)。二、船舶管路的一般要求1.管路的識別：燃油—棕色滑油—黃色海水—綠色淡水—灰色壓縮空氣—淺蘭色消防管—紅色艙底水—黑色蒸汽管—銀白色2.管路一般布置原則：1)船舶管路應(yīng)能保證其工作的可靠性，在部分管路發(fā)生故障時，仍然能繼續(xù)維持工作。

2)管路應(yīng)布置成直線，盡可能減少彎頭，如需彎曲，曲率半徑應(yīng)大些。在滿足需要的情況下附件的數(shù)量應(yīng)盡量減少，布置的位置應(yīng)便于檢修。3)管路應(yīng)加以固定，以避免因溫度變化或船體變形而損壞。一般要求每隔2一4m有一個支承架，防止管子移動或下垂。但是這些支架應(yīng)不妨礙管路受熱引起的膨脹。4)承受脹縮或其他應(yīng)力的管子，應(yīng)采取管子彎曲或膨脹接頭等補(bǔ)償措施。5)重要管路中的閥都應(yīng)裝上開關(guān)標(biāo)志。6)根據(jù)管路所輸送的工質(zhì)及工作條件(溫度、壓力)而選用接頭墊片。7)在安裝或修理管路及附件時，應(yīng)做好管系內(nèi)部的清潔工作。3.《鋼船建造規(guī)范》對管路的要求

1)淡水管不得通過油艙，油管也不得通過淡水艙，如不可避免時，應(yīng)在油密隧道或套管內(nèi)通過。其他管子通過燃油艙時管壁應(yīng)加厚，且不得有可拆接頭。

2)鋼管應(yīng)有防止銹蝕的保護(hù)造施，并在加工后施以保護(hù)涂層。3)應(yīng)避免燃油艙柜的空氣管、溢流管和測量管通過居住艙室，如有困難時，通過該類艙室的管子不得有可拆接頭。4)油管及油柜應(yīng)避免設(shè)在鍋爐、煙道、蒸汽管及消聲器的上方。如有困難，則應(yīng)采取有效措施，防止油類滴在上述管路或設(shè)備的熱表面上。5)所有蒸汽管和溫度較高的管路，應(yīng)包扎絕熱材料，絕熱層表面溫度，一般不應(yīng)超過60℃?？刹鸾宇^及閥件處的絕熱材料應(yīng)便于拆換。三、管路的連接1·螺紋連接螺紋連接通常用成品的螺紋接頭作為連接件；一般用于管徑在150mm以下的管子上，各種工質(zhì)壓力的管路均可使用，為了便于管路變向，改變流道截面和拆裝檢修，除直接螺紋連接外，還有450、900、T型、十字型和活絡(luò)接頭等。2.法蘭連接法蘭連接又稱凸緣連接，是最可靠的連接方法之一，適用范圍較廣，但外形尺寸和重量都比螺紋接頭大。扁圓形法蘭，這種連接易于拆裝，用于較小管徑的管路圓形法蘭3.夾布橡膠管式連接將一段夾布橡膠管分別套于兩根待連接的管子外壁上，而后用金屬夾子固定。這種方式適用于低溫、低壓、小口徑油水管上。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，有一定的彈性，自由度大，且重量輕。但壽命短，耐熱耐壓性差。4·膨脹接頭由于管路固接于船體上，當(dāng)船體變形或管路受熱膨脹時，管子將產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，以致破壞連接處的緊密性而造成漏泄，嚴(yán)重時造成管子彎曲或破裂。因此管路中常設(shè)有膨脹接頭。一般膨脹接頭有二種形式。1)彎管式膨脹接頭：a)和b)適用于高溫蒸汽管路，

c)則用于溫度較低的管路。其優(yōu)點：補(bǔ)償能力大、易于加工、使用方便、不需維護(hù)；缺點：占的位置較大，對工質(zhì)阻力亦大，接頭材料易于產(chǎn)生疲勞。2)波形膨脹接頭a)鋼質(zhì)波形膨脹接頭，其內(nèi)部焊有一根中間固定(也有一端固定)的光管。適用于采用脈沖增壓的柴油機(jī)排氣管路，這種形式既防止了柴油機(jī)排氣的壓力損失，又適應(yīng)了管路的熱脹冷縮。b)膠質(zhì)波形膨脹接頭，也有采用鋼和銅質(zhì)的。前者主要用于管路較長的低溫的壓載水和艙底水系統(tǒng)，后者用于高溫的柴油機(jī)排氣管路和某些分油機(jī)管路。波形膨脹接頭的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，不需檢修；缺點是承壓能力小，只適用于低壓管路、補(bǔ)償能力小、使用壽命短。四、管路常用材料主要有三大類:鋼管、銅管和塑料管。鋼管有無縫鋼管與有縫鋼管之分。無縫鋼管用于高壓動力管路上，如高壓油管、鍋爐給水管、排污管、蒸汽管、壓縮空氣管等。而壓載水管、日用海淡水管、艙底水管等可采用焊接鋼管(即白鐵管)。

銅管(紫銅或黃銅管)因其導(dǎo)熱性能好，紫銅管還具有柔性好，主要用于制冷或冷卻系統(tǒng)中。目前在船舶上一些低溫低壓水管也有采用塑料管。五、管路上的常用閥件

人工控制閥自動閥半自動閥閥箱1.人工控制閥1）截止閥：用來切斷或接通管路中工質(zhì)的流動，也可調(diào)節(jié)流量。安裝時必須嚴(yán)格按照箭頭流動方向。如標(biāo)志不清，可按“低進(jìn)高出”來判斷進(jìn)出口。2）閘閥又稱閘門閥，閘閥的作用基本與截止閥相同，由于外形尺寸、流通截面積大；工質(zhì)流經(jīng)阻力小且不受流向限制；開關(guān)省力，常用于低壓大口徑管路。分二種：（1）閥桿不向外移動的閘閥：其優(yōu)點是高度尺寸較小，開啟與關(guān)閉其高度均不改變。缺點是當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪時無法知道內(nèi)部閘板位置，需在閥的上部加設(shè)一套行程指示器。其閥桿、螺紋在本體內(nèi)與工質(zhì)接觸，易腐蝕與損傷。

(2)閥桿向外移動的閘閥:其優(yōu)點是開啟時閥桿向外伸出的高度即表示了閘板的開啟高度，且閥桿螺紋位于本體外部，與工質(zhì)不接觸，容易加注潤滑劑。缺點是高度尺寸較大，并隨閘板開啟的增大而增大。3)旋塞（考克）其主要控制件是一圍繞閥體本身軸線旋轉(zhuǎn)的塞芯，依靠塞芯上通孔位置不同來接通或切斷某一段管路。塞芯和閥體配合面為錐形，配合良好。旋塞上部有壓蓋壓著的填料，防止工質(zhì)滲漏。優(yōu)點是通道面積幾乎不變，工質(zhì)流阻較小，開關(guān)轉(zhuǎn)換迅速方便。缺點是在轉(zhuǎn)動時摩檫較大，工質(zhì)污濁時容易因磨損而失去密封性，或咬住不易轉(zhuǎn)動。只適用于低溫低壓小口徑管路上(溫度＜100℃，壓力＜0·588MPa，管徑＜80mm)。

2.自動閥自動閥閥盤的開與關(guān)，都是靠閥件兩端壓力的變化來自動進(jìn)行的。常見的有止回閥，保險閥，減壓閥等1)止回閥:又稱單向閥2）保險閥3.半自動閥1)截止止回閥：它是截止閥和止回閥的組合。該閥的閥盤不能強(qiáng)制開啟而只能強(qiáng)制關(guān)閉。2)可調(diào)節(jié)的止回閥4.閥箱兩個以上的閥組合在一起分為三大類1)吸入閥箱:吸入閥箱都是下部分開而上部連通的單排閥箱，通常由數(shù)個截止閥或數(shù)個截止止回閥組成。2)排出閥箱：排出閥箱都是上部分開而下部連通的單排閥箱。3）調(diào)駁閥箱：將吸入閥箱和排出閥箱結(jié)合成一起，就成為一種有公共吸入室和公共排出室的調(diào)駁閥箱。第二節(jié)船舶系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)備流體在管路中的流動，需要一定的壓力和速度，因此在管路中必須安裝提供輸送流體所需之壓力和速度的機(jī)械，常用的有泵、通風(fēng)機(jī)和壓氣機(jī)?，F(xiàn)介紹輸送液體的機(jī)械——泵。一、泵的種類船舶系統(tǒng)中應(yīng)用泵的場合很多。如輸送液體的壓載水泵、艙底水泵、消防水泵、日用水泵，輸送其他液體的貨油泵等。船用泵按工作原理和運(yùn)動原理大體分為兩類：容積型泵和速度型泵；按動力來源分類，最常用的有蒸汽直接作用的泵和電動泵。1、往復(fù)式泵往復(fù)式泵是依靠活塞在泵缸中的往復(fù)運(yùn)動，是泵缸內(nèi)工作空間容積變化而產(chǎn)生吸排作用的。當(dāng)活塞向一方運(yùn)動時，活塞一面的水缸容積增大，形成低壓，液體經(jīng)吸入閥吸入；反之，當(dāng)容積減小時，壓力提高使吸入閥關(guān)閉而頂開排出閥，使液體排出，因此它屬于容積型泵雙作用泵泵缸有兩個工作空間，每個空間都有自己的吸入閥和排出閥，這樣活塞在一個往返行程中要向外排（吸）兩次。特點：這種泵的排量要比相同尺度的單作用泵差不多大一倍，排量也較均勻。排出閥

排出管吸入管活塞泵缸吸入管優(yōu)點：適用于需要有良好的吸干性能的系統(tǒng)來。缺點：排量不均勻，其工作速度不能太高。因此，使往復(fù)泵的排量受到了限制。往復(fù)泵一般質(zhì)量和尺寸較大，造價較高，管理維護(hù)也較麻煩，它適用于干吸能力要求高，排量相對較小，而壓頭較高的場合。2、回轉(zhuǎn)泵回轉(zhuǎn)泵也是容積式泵，它是利用特殊形狀的回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動，造成工作空間的容積變化，來實現(xiàn)其吸排工作的。如齒輪泵和螺桿泵吸入空間泵齒輪排出空間齒輪泵的主要工作部件是一對互相嚙合的齒輪，泵的吸排工作是由嚙合著的齒輪分隔，而成為兩個互相隔離的工作空間的。齒輪朝著被吸的液體回轉(zhuǎn)，被吸的液體進(jìn)入齒輪之間的間隙而被帶到排出空間，當(dāng)齒輪再相嚙合時，由于泵體和齒頂之間，側(cè)蓋與齒輪端面之間的間隙都很小，所以油液只能經(jīng)排出腔流出。齒輪泵比往復(fù)泵排量均勻，轉(zhuǎn)速高，不需要吸、排閥機(jī)構(gòu)。但由于齒輪泵摩擦面較多，所以只適用于運(yùn)送有潤滑性的液體。螺桿泵

螺桿泵是利用螺桿的回轉(zhuǎn)是螺旋槽容積產(chǎn)生變化而軸向吸排液體的。當(dāng)主動螺桿被原動機(jī)帶動而轉(zhuǎn)動時，與之嚙合的從動螺桿跟著一起轉(zhuǎn)動。這樣，在各個螺距之間就構(gòu)成了一些互不相通的密封空間。、若按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時，由于沒跟螺桿兩端上的螺紋旋向不同，因此兩端的液體就從吸入口A吸入，再從中部的排出口B排出。吸入排出特點：螺旋泵結(jié)構(gòu)簡單、體積小、輸液平穩(wěn)、排量均勻、噪音小，可直接用高速原動機(jī)帶動，轉(zhuǎn)速高，吸入性能好、磨損較小，故廣泛地應(yīng)用于液壓甲板機(jī)械的動力油泵，單螺桿泵也常用作艙底水泵或日用水泵。3、軸流式泵它由于可回轉(zhuǎn)的葉輪和固定的殼體等組成。當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動時，能使流體沿軸線方向流動，并由于葉輪的轉(zhuǎn)向改變，使流體改變方向，具有可逆性，軸流泵緊湊，但手產(chǎn)生的壓頭較低。泵輪

吸入口

電動機(jī)

排出口

倒流罩

4、離心泵當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，預(yù)先充滿在葉輪中的液體，就在葉瓣的推動下，隨葉輪一起回轉(zhuǎn)，并在離心力的作用下，自葉輪中心向外甩，最后進(jìn)入排出管流出。排出接管

葉瓣

葉輪

優(yōu)點：排量均勻、壓頭穩(wěn)定；質(zhì)量較輕、外形尺寸小；能直接和高速原動機(jī)相聯(lián)而無需減速裝置；構(gòu)造簡單，工作可靠，易于修理；可運(yùn)送污穢液體。缺點：吸入能力低，無干吸能力，因此適宜于布置在被抽液體的表面高度以下。如果裝設(shè)在吸入面以上，則啟動前需預(yù)先將液體灌入泵內(nèi)，或者采用具有自吸裝置的離心泵。應(yīng)用：應(yīng)用最廣，在船上可作為循環(huán)水泵、飲用水泵、衛(wèi)生泵、壓載水泵、艙底水泵、消防泵和貨油泵等。5、噴射泵噴射泵的噴嘴深入混合室中，當(dāng)工作的液體或氣體高速通過噴嘴時，在噴嘴出口周圍形成低壓，將被輸送的介質(zhì)吸入，然后和工作介質(zhì)一起排出吸入口流體進(jìn)口

工作流體進(jìn)口

噴嘴

混合室

擴(kuò)壓管出口

特點：噴射泵沒有