船舶機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)和建造的相關(guān)分析

船舶機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)和建造的相關(guān)分析

Summary：隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)囊髽?biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)苛，水路運(yùn)輸憑借自身優(yōu)勢(shì)取得廣闊的發(fā)展前景。但是船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)龐大，功能多樣，要想為船員提供良好的休息環(huán)境，確保船舶制造整體質(zhì)量，就務(wù)必做好船舶機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)。預(yù)防船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)建造中可能會(huì)出現(xiàn)的各種問題，以及完善的解決措施，從而高效提升船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)消防的設(shè)計(jì)水平。Keys：船舶機(jī)械；通風(fēng)設(shè)計(jì)；建造；相關(guān)分析；引言我國(guó)作為一個(gè)傳統(tǒng)的海洋大國(guó)，航運(yùn)業(yè)以及船舶制造業(yè)的發(fā)展十分迅速。而在船舶的設(shè)計(jì)工作中，通風(fēng)設(shè)計(jì)是整體設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。尤其是現(xiàn)如今講究“以人為本”，為了有效提高船舶上工作人員的生活條件和工作條件，保證船舶的良好通風(fēng)十分關(guān)鍵。再加上船舶上的各種動(dòng)力設(shè)備也需要有良好的工作環(huán)境，這些都對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)提出更高要求。所以，合理地對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造，有效保證船上工作人員的工作環(huán)境，并避免對(duì)各種設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。1.船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的常見問題1.1實(shí)際送風(fēng)量與通風(fēng)量需求不符通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該連通船體中的每一個(gè)區(qū)域，由于船舶體積在不斷增大，其功能性也愈加豐富，所以區(qū)域數(shù)量也隨之增多。其中包括動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)、生活區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)、服務(wù)區(qū)、功能區(qū)等多個(gè)方面。從設(shè)計(jì)角度來看，通風(fēng)系統(tǒng)要與船體設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，根據(jù)船體構(gòu)造形式，預(yù)留通風(fēng)管位置，并選擇合適型號(hào)的通風(fēng)管道、明確柵欄截面、通風(fēng)高度等設(shè)計(jì)內(nèi)容。在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)實(shí)際送風(fēng)量與通風(fēng)量需求不符的情況。一方面，要對(duì)不同區(qū)域內(nèi)的通風(fēng)量需求進(jìn)行計(jì)算。另一方面，要記錄系統(tǒng)實(shí)際送風(fēng)量。如推進(jìn)動(dòng)力區(qū)域可以參考“ISO8861-1998計(jì)算方法”計(jì)算通風(fēng)量，明確動(dòng)力總成、總功率、工作特性三項(xiàng)內(nèi)容，計(jì)算轉(zhuǎn)速、負(fù)荷不同的情況下，動(dòng)力系統(tǒng)的吸氣量，根據(jù)各個(gè)散熱裝置每小時(shí)產(chǎn)生的熱量，利用熱力學(xué)、熱傳播學(xué)等知識(shí)計(jì)算平衡區(qū)域溫度所需的風(fēng)量和風(fēng)速。總吸氣量包括主發(fā)動(dòng)機(jī)消耗空氣量、附屬動(dòng)力系統(tǒng)消耗空氣量等。利用風(fēng)量消耗值X保險(xiǎn)系數(shù)=進(jìn)風(fēng)量的計(jì)算方式獲取通風(fēng)總量。在實(shí)際計(jì)算的過程中，計(jì)算、測(cè)量等誤差問題都會(huì)影響計(jì)算結(jié)果，進(jìn)而影響風(fēng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的科學(xué)性、合理性。1.2通風(fēng)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力較差通常，通風(fēng)系統(tǒng)需要在比較復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行工作，同時(shí)需要面對(duì)表面的情況。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)的適應(yīng)性不足，造成能源損失過大、系統(tǒng)消耗明顯。例如，船舶運(yùn)行故障、設(shè)備故障等問題會(huì)改變船艙對(duì)風(fēng)量、風(fēng)速的要求，在涉及通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，需要考慮不同的情況，避免特殊狀況影響通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，要提升通風(fēng)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，應(yīng)用更多自控技術(shù)，確保通風(fēng)系統(tǒng)能夠在高危狀況下自動(dòng)切換系統(tǒng)構(gòu)造，進(jìn)入預(yù)案設(shè)計(jì)的運(yùn)行模式中，滿足船舶運(yùn)行的通風(fēng)需求。2.船舶機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)和建造的相關(guān)分析2.1船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于船舶而言，通風(fēng)系統(tǒng)是其重要的組成部分之一，同時(shí)其也在船舶的各個(gè)區(qū)域中廣泛的分布。其中，在船舶的動(dòng)力系統(tǒng)、生活服務(wù)系統(tǒng)甚至是特殊功能區(qū)等多方面的領(lǐng)域中。從整體的設(shè)計(jì)程序來看，對(duì)于船舶通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要依據(jù)船舶設(shè)計(jì)的情況而定的，需要保持相對(duì)同步的節(jié)奏。其中需要依據(jù)船舶的整體結(jié)構(gòu)及構(gòu)造來對(duì)內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)中的管道及所需要的材料的型號(hào)、相關(guān)的高度等進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)保持風(fēng)速流動(dòng)的鼓風(fēng)機(jī)的位置進(jìn)行布置與擺放等等。在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，其最主要的問題就是對(duì)船舶中每一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的通風(fēng)需求量以及通風(fēng)系統(tǒng)中實(shí)際的送風(fēng)量進(jìn)行準(zhǔn)確的考察。其可以依據(jù)船舶在建造設(shè)計(jì)時(shí)的動(dòng)力總成以及相關(guān)總功率的屬性等來對(duì)不同運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的動(dòng)力負(fù)荷等來進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，還需要依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際的發(fā)熱及散熱量，并結(jié)合相關(guān)專業(yè)性的熱學(xué)與空氣熱傳播等方面的知識(shí)來進(jìn)行計(jì)算，得出在不同區(qū)域內(nèi)的所需要的進(jìn)風(fēng)的速度以進(jìn)風(fēng)的量，以及相關(guān)的動(dòng)力系統(tǒng)所消耗的能量等等一系列相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)值。除此之外，在船舶中船員的生活區(qū)與一般功能區(qū)，在進(jìn)行通風(fēng)保障的時(shí)候，需要對(duì)相關(guān)的氣候、環(huán)境的變化以及突發(fā)的狀況有一個(gè)較全面的考慮，并提前做好一定的準(zhǔn)備措施。同時(shí)，在通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中還存在著最大的一個(gè)問題就是所設(shè)計(jì)出來的通風(fēng)系統(tǒng)無法與復(fù)雜多變的極端氣候相適應(yīng)，其在極端天氣的狀況中就會(huì)失去其本身的作用，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，船舶在航運(yùn)的過程中經(jīng)常就會(huì)在極端天氣的狀態(tài)之下發(fā)生故障。2.2船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建造研究就目前的船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造現(xiàn)狀來看，國(guó)產(chǎn)化是其中一項(xiàng)亟待解決的重要問題，雖然前期可以節(jié)省一定的建造成本，但是后期維修和養(yǎng)護(hù)的所需資金遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出預(yù)期成本。其中，管道問題可以造成船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)整體大修，增加的維修成本，而且會(huì)延誤正常的工期，影響船舶建造質(zhì)量。閥門和泵送系統(tǒng)問題更核心，能夠在很多極端情況下，維持船舶的正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)。也就是說，這些船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)安裝建造原材料，都存在國(guó)外產(chǎn)品市場(chǎng)壟斷現(xiàn)象，阻礙著我國(guó)造船行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。造成這種船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)建造現(xiàn)象的原因，主要還是因?yàn)槲覈?guó)造船行業(yè)的發(fā)展前景還有待加強(qiáng)，對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的深入分析和研發(fā)力度不夠。所以需要在船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造項(xiàng)目中，加強(qiáng)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的合作交流，引入創(chuàng)新型高科技，有效推動(dòng)我國(guó)船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的建造進(jìn)展。除了相關(guān)的專業(yè)科研院校外，還要建立實(shí)踐培訓(xùn)基地，切實(shí)提高船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)建造水平，有效預(yù)防實(shí)際建造過程中的諸多問題。計(jì)算船舶機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)精確參數(shù)時(shí)，可以運(yùn)用ISO8861-1998計(jì)算方法，結(jié)合各方面數(shù)據(jù)，算出精確的通風(fēng)量。因?yàn)樯婕暗酱皠?dòng)力系統(tǒng)的吸氣量，所以要全面考慮發(fā)動(dòng)機(jī)消耗空氣量，鍋爐燃燒等系統(tǒng)所需空氣量。詳細(xì)計(jì)算出實(shí)際損耗值，與保險(xiǎn)系數(shù)的乘積就是總動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)量，船員要預(yù)留出足夠的通風(fēng)量，用以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況和氣候變化。2.3變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量控制技術(shù)是指可以根據(jù)室內(nèi)的溫度變化和室內(nèi)室外的溫差，自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量，在保證室內(nèi)環(huán)境舒適度要求的前提下，減少空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，控制空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)量。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)主要組成部分：1）空氣處理器?？諝馓幚砥魇沁M(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的關(guān)鍵部件，主要包括各類空氣閥、預(yù)熱器、冷卻器等。某些中央空調(diào)系統(tǒng)采用的是裝配式空氣處理器，溫度的控制主要通過閥門來實(shí)現(xiàn)。2）送風(fēng)系統(tǒng)。送風(fēng)系統(tǒng)是變風(fēng)量空調(diào)的前端，為了防止變風(fēng)量空調(diào)在風(fēng)速較高的情況下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生噪聲，送風(fēng)系統(tǒng)對(duì)密封性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較高的要求。3）制冷機(jī)組。制冷機(jī)組負(fù)責(zé)變風(fēng)量空調(diào)的送風(fēng)量，是變風(fēng)量空調(diào)的重要組成部分。制冷機(jī)組接收到來自控制器的信號(hào)，補(bǔ)償室內(nèi)的溫度變化。通常制冷機(jī)組由步進(jìn)電機(jī)、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、閥類器件組成。4）散流器。散流器的主要作用是將送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量進(jìn)行散流，風(fēng)量空調(diào)的散流器與定風(fēng)量不同，通常獨(dú)立安裝在末端裝置，并通過送風(fēng)管與制冷機(jī)組連接。5）控制器?？刂破髯鳛樽冿L(fēng)量空調(diào)的大腦，接收來自各類傳感器的信號(hào)，對(duì)制冷機(jī)組電機(jī)產(chǎn)生變頻信號(hào)，是變風(fēng)量空調(diào)正常運(yùn)行的基本保證。3.結(jié)束語當(dāng)前在機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)制造上主要面臨的困難還是國(guó)產(chǎn)化的問題，由于通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵性作用，對(duì)于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、材料耐受性和關(guān)鍵零部件的穩(wěn)定性要求極高，以管道為例，一旦管道在規(guī)定時(shí)間以內(nèi)發(fā)生損壞，就會(huì)打破船舶的大修周期，給船舶運(yùn)營(yíng)增加了成本，精準(zhǔn)耐用的閥門系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)的樞紐，也是核心技術(shù)的關(guān)鍵體現(xiàn)，泵送系統(tǒng)能夠在極端情況下發(fā)揮救命的關(guān)鍵作用，不僅有利于提高船舶機(jī)艙預(yù)防與控制安全設(shè)計(jì)水平，而且對(duì)于提高船舶機(jī)艙安全性等都有著積極的作用和意義。Referen