“密閉”的機艙是如何通風,保證主機、輔機正常運轉?

從船舶的總佈置來看,機艙一般設置在底層,主要原因是便於軸系的佈置,以及對船舶重心的控制。然而,這樣的佈置,機艙的四周都是由水密的艙壁和外板構成,頂部則有甲板和上層建築覆蓋。這樣,機艙其實形成了一個近似“封閉”的空間。而機艙作為重要的機械處所,裡面佈置有主機、輔機等大量設備,這些設備的運轉需要大量的新鮮空氣,機艙就不得不採用有效的通風措施,以保證主機、輔機等設備的正常運轉。在船舶領域,我們稱之為機艙通風系統。

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船舶機艙

機艙通風系統的作用

1,為機艙中安裝的主機(柴油機、燃氣輪機、蒸汽機等)、輔機、輔助鍋爐等各種機械設備提供運行時必要的新鮮空氣,以及保證燃料的充分燃燒,提高熱效率。

2,將機艙中的各種機械設備在工作過程中散發和洩露出來的油氣、水蒸氣以及易爆炸的粉塵(煤粉,主要針對燒煤的蒸汽機)等威脅機艙安全的有害物質排除機艙,提高艦船的安全性。

3,通過換氣作用使機艙中的空氣質量達標,改善機艙工作人員的工作環境和衛生條件,有益於機艙工作人員的身體健康和提高工作效率。

4,將機艙中安裝的主機、輔機、輔助鍋爐等熱力機械設備運行時散發出來的大量熱量帶出機艙外,降低機艙溫度。

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通風系統對於改善機艙空氣質量有很大意義

機艙通風的形式與原理

船舶機艙通風形式一般分為自然通風和機械通風兩類。

自然通風是指利用熱壓和風壓的作用來實現機艙內、外空氣的交換。其原理是:機艙內的實際溫度比機艙外面高,意味著艙內的空氣密度比艙外的小,形成壓力差,在壓差的作用下,外面的空氣會隨著風道進入機艙,而內部的熱氣空氣則往上走,從煙囪的百葉窗(天窗)或者風道等處排出。同時,自然通風還利用各種通風頭獲得風壓。以菸斗式通風頭為例,進風處的通風頭對準風向,以獲得風壓使空氣進入機艙;而出風處的通風頭則背對風向,形成低壓,抽出機艙熱氣。

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“鎮遠”艦巨大的菸斗式通風頭

機械通風是指利用風機來進行送風和排風以達到機艙內、外空氣交換。主要有兩種形式:“機械送風、自然排風”和“機械送風、機械排風”。“機械送風、自然排風”的原理是:利用風機吸入船外的新鮮空氣,空氣經過總管、支管、布風口,送達每個需要新鮮空氣的位置。內部的熱氣在熱壓和風壓的作用下從機艙棚的天窗或煙囪的百葉窗排出。理解了“機械送風、自然排風”後,“機械送風、機械排風”就簡單多了,它就是在自然排風的基礎上加入抽風風機,強化了換氣質量,效果更好,但成本也更高了。總體而言,“機械送風、自然排風”和“機械送風、機械排風”是現代船,尤其是大型遠洋船舶最常用的通風方式。

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典型的機艙通風系統

機艙通風系統風量的計算

機艙通風系統在確定了通風形式後,還應考慮風量,因為風量才是保證設備正常運轉;保證機艙環境;保障機艙管理人員安全和身體健康的關鍵。機艙通風系統的風量可以有以下三種計算方法確定:一是,按通風帶走的設備散熱量來計算;二是,根據設備燃燒所需的空氣量來計算;三是,按機艙換氣次數來計算。用上述三個計算方法,能獲得三個風量計算值,然後把其中最大的通風量作為風機的排量,選取風機。當然,在選取時還應考慮適當的壓頭。

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風機的選取應嚴格按照風量需求

軍用艦艇的機艙通風和民用船舶的有何不同?

軍用艦艇的機艙通風和民用船舶的,本質上是一樣的。但是由於軍用艦艇的機艙通風系統,在設計時還要兼顧艦艇的生命力要求,以及應對核生化襲擊的挑戰,這樣也就造成了軍用艦艇的機艙通風和民用船舶的差異。在筆者看來主要有兩個較大的差異。

第一個差異是:軍用艦艇為了提高動力裝置的生命力和可靠性,普遍採用雙軸雙槳甚至多軸多槳的模式。而動力裝置也會被分割在多個機艙裡,採用串列或梯隊式佈置,並且每個機艙都會配備獨立通風裝置。這樣就可以引出第一個不同,軍用艦艇為了提高動力裝置的生命力和可靠性,每個機艙都配獨立的通風裝置,而民用船舶則儘量統一簡化。

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軍艦的雙軸雙槳

第二個差異是:軍用艦艇隨時當可能面臨核生化威脅,為此,艦艇需要構建核生化防護體系。而通風系統是艦艇集體防護的重要組成部分。機艙屬於艦船集體防護區的有限防護區域,因此,需要在通風系統中配備高效的空氣過濾裝置,以防止核生化汙染懸浮物微粒和氣溶膠進入,但不能防止毒劑氣體進入。這樣就可以引出另一個不同,軍用艦艇的機艙通風系統配有高效的空氣過濾裝置,這在民用船舶上是沒有的。

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民用船舶的機艙通風一般不設置高效空氣過濾裝置

作者:小船人的夢想 2020年3月18號


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