船舶机械通风设计和建造的若干问题研究

船舶机械通风设计和建造的若干问题研究

顾青

武汉海翼科技有限公司 湖北武汉 430000

摘要：随着社会经济的不断提升与发展，人们对于船舶运输业的要求与标准在不断的提升。船舶通风系统作为船舶建造的重要组成部门，在设计过程中需要结合实际的运行情况与现代科学技术的发展来对船舶通风系统进行更好的设计与创新，以此来加快船舶通风系统的设计与建构，提升整个船舶在运行时的安全指数，保障我国的船舶运输业更好更快的发展。

关键词：船舶机械 通风设计 建造 问题研究

引言

随着我国社会经济的发展，物流运输业的发展已经成为了其他各行各业发展的基础性保障。其他行业的生产与发展所需要的大量的原材料以及进口的地区对运输行业提出了更高的要求。就铁路运输而言，其在建设与使用的过程中需要较高的基础设施条件，其受地形、气候等因素的影响较大。而进行水路运输是跨地区甚至的国家进行贸易的最主要的方式。船舶是水运最重要的工具。随着货物运输量的不断增加以及科学技术的发展，船舶所能承受的重量以及相关的功能以及自动化的程度也在不断的创新与优化。

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。

2.船舶机械通风系统的设计与建造

2.1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。

2.2机械式通风系统设计及其问题研究

通风系统遍布在船舶船体中的各个区域，涉及到了船舶推进动力系统、生活服务区、仓储区和特殊功能区等等，从设计流程上来讲，通风系统的设计应该是和船舶设计同步的，根据现有的船舶整体构造，在船舱内部进行通风管道的预留和型号设计、通风栅栏截面设计、通风口高度设计和鼓风机布置等。设计的核心问题是要确定在各个区域内的通风量需求和通风系统的实际送风量。对于推进动力区域的通风量设计主要是参考“ISO8861-1998计算方法”，根据船舶配置的动力总成的总功率和工作特性，计算出在不同运行转速和动力负荷下，动力系统的总吸气量，同时根据发动机等散热装置在单位时间内的产热量，基于传热学和空气热传播等专业知识，计算出要保障动力区内温度平衡所需要的进风量和进风速度。总吸气量包括以下几个方面：主发动机在额定工况下消耗的标准空气量、柴油机等附属动力系统的空气消耗量、锅炉燃烧所需的空气量等，再根据通风系统在流通过程中的实际损耗值，乘以一个保险系数就是动力系统的进风量；生活区和功能区的通风保障，要充分考虑气候环境的变化、突发状况的紧急处理等，做到一定的通风富余。整个通风量计算方法如上，在根据具体的船舱结构进行通风管道网络的铺排。

在当前的机械式通风系统设计中主要存在的问题就是通风系统难以面对复杂多变的极端情况，往往导致通风系统极大的浪费或者在关键时刻造成损失。船舶运行中往往会出现极端的气候状况、运行故障、设备故障甚至是安全事故，通风系统的设计要充分考虑这些极端情况的出现，要避免在船舶出现上述情况而导致局部通风系统出现故障后，整个船舱的通风系统难以正常运行的现象出现，这需要在实际设计中加入一定的自动化控制模块，在危急情况出现时，自动进入预案设计的通风系统构造，保障通风系统在极端情况下的正常运行。

2.3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。

3.结束语

当前在机械式通风系统制造上主要面临的困难还是国产化的问题，由于通风系统的关键性作用，对于其结构稳定性、材料耐受性和关键零部件的稳定性要求极高，以管道为例，一旦管道在规定时间以内发生损坏，就会打破船舶的大修周期，给船舶运营增加了成本，精准耐用的阀门系统是整个机械式通风系统的枢纽，也是核心技术的关键体现，泵送系统能够在极端情况下发挥救命的关键作用，不仅有利于提高船舶机舱预防与控制安全设计水平，而且对于提高船舶机舱安全性等都有着积极的作用和意义。

参考文献：

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