摘要：文章以1750箱集装箱船为研究主题，展开以下探讨。以供参考。
关键词：船舶；冷却水管路系；统设计
一、船舶冷却水系统组成
船舶中央冷却系统主要由以下三部分组成：
1.海水冷却系统
海水冷却系统主要设备有海水滤器、海水冷却泵及中央冷却器，构成较为简单。海水从高位或低位海底门通过舷外阀进入海水总管，然后通过主海水冷却泵输送至中央冷却器，在中央冷却器内与低温淡水进行换热后从高位海水箱排出。
2.低温淡水冷却系统
低温淡水回路中主要设备有低温淡水冷却器、主机空冷器、主机滑油冷却器、主机缸套水冷却器、辅机柴油机、中间轴承、主空压机、集控室空调器、厨房空调器、空调压缩机冷凝器、冷藏压缩机冷凝器、大气冷凝器、低温膨胀水箱等。低温淡水在经过淡水管路系统支路上各换热设备对滑油、空气、缸套冷却水等冷却后，在干路上汇合，由中低温淡水泵将冷却水输送至中央冷却器淡水侧入口。在中央冷却器中与海水进行热交换降低冷却水温度。为达到设定的换热设备进口温度，经温控三通调节阀作用分流一部分低温淡水不经过中央冷却器，另一部分低温淡水从中央冷却器淡水侧排出后再与未经冷却的低温淡水混合。冷却水经换热设备吸热后回到中央冷却器进行冷却进入下一轮循环。
3.高温淡水冷却系统
高温淡水回路的主要功能是冷却主机燃烧室部件，防止燃烧室部件过热或过冷，以保证主机机械处于正常稳定的工作状态。高温淡水系统主要换热设备有主机缸套、高温淡水三通阀和造水机等。在主机出口温度调节阀的作用下，冷却水经过主机出来的温度保持在 80℃。闭式冷却管系内循环的淡水，它的体积随着温度变化而热胀冷缩，为了适应这种变化通常设置淡水膨胀水箱。船用造水机常用的海水淡化方法有蒸馏法和反渗透法，造水机所产淡水含盐量要求＜10mg/l。造水机主要是利用主机缸套冷却水的热能汽化冷却主机燃烧室部件，进而循环利用。
二、冷却水系统设计步骤
1.熟读船舶建造说明书以及船级社规范，了解说明书和规范对系统以及相关设备的要求，对系统进行设备计算与选型，开始设备订货。
2.根据说明书、规范以及设备资料对冷却水系统进行原理设计。
3.绘制系统原理图，根据厂家的设备资料确定所有需要冷却的设备，确定所有用户的接口大小，选用合适的阀附件连接各用户，如冷却水泵、热交换器、管路及阀件、滤器、膨胀水箱等主要设备，除此之外还要为实现监测报警和调节功能设置传感器、压力表和调节装置，绘制冷却水系统图。
4.热平衡计算，冷却水系统热平衡计算通常有两种方法。第一种方法相对简单，所有用户进出口的冷却水量以及所消耗的功率由设备厂家提供，设计人员只需对其统计，根据这些数据计算出设备进出口的温度即可，估算系统所需的冷却水量和功率。另一种方法则比较麻烦，需要设计人员根据自身经验以及各种文献参考，对系统负荷进行估算，因为设备厂家提供试验数据。文采取的是第一种方法。
5.得到热平衡计算数据之后，对海水冷却泵和低温淡水冷却泵的排量进行估算，得出中央冷却器的功率以及进出口所需要的海水和淡水流量，交由板式冷却器厂家作为选型用。这些数据为理论数据，实际选型时需留有一定的余量。
6.正确选用各种设备，管子以及阀附件，满足相关行业标准的同时也需要符合船级社规范要求。
三、船舶冷却水管路系统现场调试与改进设计
1.海底门透气管路增加自动除气阀
本公司建造的1750箱集装箱船为9条系列船，至今已交付2条，在实际运行过程中发现低位海底门海水滤器内有过量的空气。每天打开透气阀 5 次，每次打开透气阀时 3 到 4 分钟，漏斗里才出现水。经过检查，海底门透气管 出现异常情况，海底门透气阀也一直处于开启状态。检查蒸汽以及压缩空气进海底门管路，无渗漏现场。因此推断空气是由泵带进来的，海底门内的水是处于正压状态。船员建议船厂考虑在隔断阀后方增加自动除气阀，如下图 3.1。
实际上，在该船试航的时候，我们 发现海底门滤器中有过量的空气。对于已交付的船舶，我们建议检查海水泵进口压力是否稳定，如果海水泵进口压力是稳定的，建议船员定时开启透气阀去除滤器中的空气。若还是发现有过量空气，则需在海底门透气管路上增加自动除气阀代替手动隔断阀。在后续项目上，船厂将用自动除气阀代替手动隔断阀，系统调试时检验，是否有出现大量空气积累在海底门海水滤器内。系统经过改进后，调试阶段 发现海水滤器内有大量空气。
2.主发电机缸套水进机压力调整
在做主发电机并联负荷试验的时候，发现其中一台发电机高温水进机压力较低。应船东要求，船厂检查冷却水系统所有管路以及阀附件，确认安装正确后再次并联运行发电机，并与第一次负荷试验对比压力数据。船东担心如果在所有设备都是刚刚使用初期的时候，冷却水压力就处于低位下限，那么等设备开始老化的时候，压力将达不到规定的要求。设计部门首先将主发电机负荷试验时高温水进机压力低的情况反馈给主发电机厂家，厂家确认发电机高温水进机正常压力为 0.2Mpa~0.35Mpa，并在压力表上用绿色刻度线标注正常压力范围，见图3.2。
发电机在 100%负荷运行的时候，根据图 3.2，缸套水进机压力约为0.23Mpa，在正常范围之内。我们检查了发电机冷却水系统图，在目前系泊试验这个阶段，已无法再作出改变来增加发电机高温水进机压力，船东也表示理解，但希望在后续船上得到改进。该发电机高温淡水管路为闭式循环，高温水泵为机带，要提高高温水管路的压力必须提高高温水泵的压头，在后续船上将与发电机厂家确认适当提高机带高温水泵的压头。
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参考文献：
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[2]林正华.浅谈船舶管路系统设计[J].建筑装饰装修，2017（17）
[3]张亦弛，毛佳炜.8000 kW系列海洋救助船冷却水系统设计与优化方案探讨[J].船舶设计通讯.2014（1）
论文作者:郭茂芬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：冷却水论文; 淡水论文; 系统论文; 冷却器论文; 海水论文; 管路论文; 发电机论文; 《基层建设》2019年第28期论文;