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船用应急消防泵-天台县海洋泵阀有限公司

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小谈船用应急消防泵的布置对吸口有什么样的影响
发布时间:2018-10-20        浏览次数:1148        返回列表
  小谈船用应急消防泵的布置对吸口有什么样的影响
 
  1.结合纵倾时的垂荡工况
 
  船用应急消防泵的布置应能使操作人员迅速、便捷到达船用应急消防泵动力源所在处所,启动船用应急消防泵。同时,布置也必须满足法规和规范的要求。船用应急消防泵舱可以布置在船艏,船舯与船艉。
 
  船舶在该航行工况中,会呈一定角度的纵向倾斜并同时伴随着一定振幅的垂荡,从而导致船用应急消防泵吸水管原本最浅的吃水位置发生改变,有可能会出现其吸水管未完全浸没在水线以下的情况。下面通过计算该工况下船用应急消防泵吸口的吃水高度,校核其浸没情况是否满足统一解释的要求。影响该工况的物理量如表1 所示。
小谈船用应急消防泵的布置对吸口有什么样的影响
  注:中间值可用线性插值法获得纵倾角度(φ)和垂荡振幅(H)。
 
  其中:L:为载重线公约定义的船长或者压载吃水下垂线间长,取较大者;φ:纵倾角度;H:垂荡振幅。
 
  船舶纵倾及垂荡相结合的状态,则其水线呈三段式分布。这种分布方式表明,当船用应急消防泵吸水管分别位于船舶0~0.2L、0.2~0.7L,0.7~1L 区域时,吃水情况会有明显的差别。
当船用应急消防泵的位置位于船尾
  当船用应急消防泵的位置位于船舯(0.2L 到0.7L 的船长)时,船舶最轻载航行工况时,假设船舶的艏吃水Am,艉吃水Bm;则应急吸口的高度(Db)为应急吸口位置船舶吃水高度减去垂荡振幅:
为应急吸口位置船舶吃水高度减去垂荡振幅
  当船用应急消防泵的位置位于船尾(0 到0.2L 的船长)时,应急吸口的高度(Db)除了需要考虑垂荡振幅(H),而且需要考虑纵倾角度(φ)的影响,从图1 可知,船用应急消防泵布置在该区域,船用应急消防泵吸水管口吃水明显下降,并且布置越后,吸水关口的吃水越低,布置船用应急消防泵吸口的难度越大,因此船用应急消防泵应尽量靠前。针对艉机型船舶,该区域为机舱和舵机舱,船用应急消防泵应布置在机舱外部,所以船用应急消防泵都布置在机舱的后舱壁处。船舶最轻载航行工况时,假设纵倾角度(φ)影响船用应急消防泵吸口高度为Hφ,则:
船用应急消防泵吸口高度为Hφ,则
  当船用应急消防泵的位置位于船尾(0.7L 到L 的船长)时,应急吸口的高度(Db)与船用应急消防泵位于船尾类似,除了需要考虑垂荡振幅(H),而且需要考虑纵倾角度(φ)的影响。从图一可知,船用应急消防泵布置越靠船艏,吸水口的吃水越低,设置应急吸口的也难度越大。船艏区域防撞舱壁之前为艏尖舱,大多数艏尖舱兼做压载舱,船用应急消防泵不能布置其中,一般布置在第一货车之前,防撞舱壁之后。其计算公式与上述公式(2)相同。
 
  2.结合横倾时的垂荡工况
 
  船舶在该航行工况中,会呈一定角度的横向倾斜并同时伴随着一定振幅的垂荡,其中横向倾斜角度θ 定义为11°或者13°,选择依据是船舶底层结构是否有舭龙骨:若有舭龙骨,根据结构强度分析,其横向倾斜角度应选择较小的角度11°,反之则为13°,由于本船底层结构有舭龙骨,所以θ为11°。如图2:若定义最轻载航行工况下船用应急消防泵吸口吃水为Db,结合横倾时的垂荡工况下其吃水为Dc,船用应急消防泵吸水管到船中心线的距离Ac,则根据船舶横倾计算方法:
 船用应急消防泵吸水管到船中心线的距离Ac
小谈船用应急消防泵的布置对吸口有什么样的影响
  现在部分船舶在设计时,为了避免横倾垂荡工况的影响,在船舶布置条件的允许下,将应急吸口的开口设置在船舶中线的底部。
 
  3.船舶平浮状态下螺旋桨2/3 浸没时的静水线工况
 
  该工况不必考虑船舶纵倾、横倾以及垂荡等状态,统一解释规定,船用应急消防泵吸口在该工况下应完全浸没在水线以下,见图3。
 小谈船用应急消防泵的布置对吸口有什么样的影响
  根据螺旋桨相关参数,螺旋桨直径Dp,螺旋桨轴距基线高度为Hs,此处定义螺旋桨浸没2/3 时的静水线高度为Hi,则:
 小谈船用应急消防泵的布置对吸口有什么样的影响
  应急消防泵吸水口高度Dc 应低于静水线Hi 的高度。

4.稳性手册定义的船舶压载到港工况,不载货,带10%备品和燃油
 
  稳性手册中将货船的标准装载工况分为四种,分别为
 
  载货出港:装满货物,带100%备品和燃油;
 
  载货到港:装满货物,仅带10%备品和燃油;
 
  压载出港,无货物,带100%备品和燃油;
 
  压载到港,无货物,仅带10%备品和燃油;
 
  根据SOLAS 第3 章A 部分第3 条“最轻载航行状态系指船舶处于平浮,无货物,剩有10%的备品和燃料的装载状态”的定义,此处压载到港工况(不载货,带10%备品和燃油)就是船舶最轻载航行时的工况。该工况同样不需要考虑船舶纵倾、横倾以及垂荡的状态,且应急消防泵的吸口应完全浸没在水线以下。
 
  5.船用应急消防泵吸入压头的影响
 
  船用应急消防泵吸口在统一解释规定的各个工况中均完全浸没在水线以下。然而,即使吸水管完全浸没,若船用应急消防泵净正吸入压头的有效值低于其本身的汽蚀余量,泵也会因为发生汽蚀而不能够正常运转,所以需要进一步校核本船应急消防泵的净正吸入压头是否满足要求,根据《工艺系统工程设计技术规定(HG/T 20570-95)》,泵入口处(压力最低点)单位质量液体所具有的能量(静压能和动能)与输送液体在工作温度下的饱和蒸汽压头之差称为泵的净正吸入压头NPSH(Net Positive Suction Head),。也称作泵的汽蚀余量。泵的汽蚀余量分为必需汽蚀余量NPSHr ( NPSHrequired)和有效汽蚀余量NPSHa(NPSH available)。
 
  为保证泵正常运转而不发生汽蚀,其有效汽蚀余量NPSHa 应大于泵本身的必需汽蚀余量NPSHr。若计算结果不满足要求,也可以考虑一些避免汽蚀的方法,比如通过减少管路阻力损失,调整泵安装高度来提高NPSHa 的值,或者减少运行流量Q 来降低NPSHr 的值。船用应急消防泵NPSHa 值的计算公式如下:
 船用应急消防泵NPSHa 值的计算公式如下:
  Pc: 船用应急消防泵进口液面的绝对压力;
 
  Hg: 船用应急消防泵安装高度(指泵进口的中心线与进口处液面的高度差);
 
  Hc: 船用应急消防泵吸水管端至泵进口处的压力损失;
 
  Pv: 实际温度下的饱和蒸汽压力;
 
  ρ: 液体密度。
 
  根据上述公式可知,船用应急消防泵安装高度Hg 会随着船舶营运工况的变化而变化,需要分别计算统一解释规定的四种工况下的Hg 值;而压力损失Hc 只和泵的排量、直管段长度、管子内径、阻力元件类型和数量有关,与营运工况无关。此外,在指定物理环境下,Pc、Pv 和ρ 均为定值。