有許多輪機長在船舶上工作了許多年，積累了豐富的船上工作經驗，之后他們轉而從事機務工作。然而，他們中的大多數(shù)人對船舶建造工作還不太熟悉。當公司組織建造新船時，這個過程里選擇機艙設備是非常重要的一個環(huán)節(jié)。因為在船舶建造過程中，機艙設備的選擇會直接影響到船舶的性能、運行效率以及安全性等多方面。但是這些輪機長在之前的學習過程里，并沒有涉及到關于如何選擇機艙設備這方面的內容。所以，為了讓他們能夠更好地適應新的工作內容，下面將簡單地給大家介紹一些相關知識以供參考。

　　構成動力裝置的設備眾多，各設備之間相互聯(lián)系、互相影響、相互制約。在設計新船時，合理選用每一種設備是一項至關重要且繁重的工作，它將直接影響到船舶動力裝置的可靠性、經濟性以及其他性能。因此，用船部門應對設備選型有所了解，并在船舶設計階段與設計部門充分協(xié)商、研究分析的基礎上，建造出高質量的新船。以下僅對動力裝置中的主要設備，即主機、發(fā)電原動機及鍋爐的選型進行介紹。

　　一、主機選型

　　主機是船舶動力裝置的核心。主機工作的優(yōu)劣不僅取決于其本身的質量，也與船舶設計部門及船主的選擇和使用密切相關。若選擇和使用不當，即便是一臺高質量的主機，也可能導致壽命縮短、事故頻發(fā)、經常停航修理等一系列問題。因此，在主機選型時，除了確保主機滿足船舶試航時的船速要求外，還需考慮在使用一定時間后機器性能下降、船體變臟、螺旋槳結垢等情況下的配合特性，以及船舶在惡劣氣象、復雜海況及不同水域時的適應特性。由此可見，主機選型必須與船型及螺旋槳的主要參數(shù)緊密聯(lián)系。

　　1. 現(xiàn)代柴油機為船舶主機選擇提供了更大的靈活性

　　以往，柴油機制造廠僅提供一個MCR(最大連續(xù)工況)點，供船舶設計者選用。自1979年起，MAN B&W、Wartsila NSD公司及某些中速機制造廠家，先后為它們的柴油機規(guī)定了一個供船舶設計者選用的區(qū)域，稱為布置區(qū)。該區(qū)域中的每一點均可供船舶設計者選用，從而擴大了柴油機的適用范圍，也為船舶設計及使用部門選擇主機提供了便利。這個區(qū)域的大小因不同機型而異，下圖展示了MAN B&W公司MC型柴油機的布置區(qū)。圖中橫坐標為轉速，縱坐標為功率，均以百分數(shù)表示，刻度為對數(shù)值。

　　由圖可見,布置區(qū)由兩條等平均有效壓力線L1-I3、L₂-L、 及兩條等轉速線L-L₂、L₂-L↓ 限定(但K90MC-C、K80MC-C、L35MC和S26MC機的布置區(qū)較小,它們的L₂-L4限制線通過80%平均有效壓力線,L,-L。限制線通過85%轉速線)。圖頂端的α線簇為船舶的等航速線,它體現(xiàn)了若選用轉速高的小直徑螺旋槳時,由于槳的效率低,若達到大直徑低轉速槳的航速,必須增加一定的功率。也就是若航速相同,槳的轉速和槳需要的功率間存在如下關系式:

　　二、船舶電氣設備的選型與電力配置

　　船舶電氣系統(tǒng)涵蓋電站(電源)、配電裝置、電力網和負載。其中，船舶電站作為船舶動力裝置的核心部分，其運行的可靠性和經濟性對保障船舶安全和經濟運行至關重要。隨著船舶自動化水平的不斷提升，用電需求日益增長，對電站的要求也隨之提高。因此，合理選擇發(fā)電原動機和優(yōu)化電力配置一直是動力裝置設計者和船東關注的重點。

　　(一)船舶電站的功率與發(fā)電原動機數(shù)量

　　船舶電站的主要功能是產生符合需求的電能，并分配給各用電設備。根據(jù)用途，船舶電站可分為主電站和應急電站。主電站負責在正常及應急情況下提供電力，由多臺發(fā)電機組構成，包括主發(fā)電機組、備用發(fā)電機組和停泊發(fā)電機組。主發(fā)電機組常處于工作狀態(tài)，備用發(fā)電機組在主發(fā)電機組故障時替代其工作，型號規(guī)格相同時可互為備用。停泊發(fā)電機組專為停泊時低用電量設計(部分船舶無此配置)。應急電站則在主電站無法工作時提供應急電力，通常由一臺發(fā)電機組組成，需定期維護，保持隨時可用，其容量應符合規(guī)范要求。

　　1.主電站的功率確定

　　電站設計需滿足以下要求：電功率應覆蓋船上所有正常運轉的電力需求;技術指標符合造船規(guī)范;在滿足基本需求的前提下，制定最優(yōu)方案。由于船上用電設備眾多且用途各異，并非全部同時工作，電站負荷隨船舶工況變化而波動。若按全部設備的總額定功率選擇發(fā)電機組，既不必要又浪費資源;若選得過小，則無法滿足需求，影響航行安全。因此，必須準確合理地確定電站功率，確保主發(fā)電機組在所有情況下具備一定功率儲備，同時保證經濟運行。

　　確定電站功率即確定電站負荷，常用三類負荷法，步驟如下：

　　(1) 統(tǒng)計全船用電設備的數(shù)量及其電功率，計算總負荷。

　　(2) 根據(jù)船舶運行狀態(tài)(航行、機動、裝卸作業(yè)、停泊)計算電力負荷。貨船和油船的各工況占比分別為：航行工況41%和64%、進出港工況1%、裝卸貨工況18%和7%、停泊工況40%和28%。需注意季節(jié)性變化對工況的影響。

　　(3) 將用電設備按工況分為三類：

　　- 第I類負載：連續(xù)使用的負荷，如舵機、主海水冷卻泵、主機滑油循環(huán)泵等。

　　- 第Ⅱ類負載：短時或重復短時使用的負荷，如主空壓機、鍋爐給水泵、分油機等。

　　- 第Ⅲ類負荷：偶然短時使用或在電源高峰負載時可不用的負荷，如主機盤車機、吊艇機、電焊機等。

　　(4) 按設備使用特點分類，計算每項設備的實際使用功率和實際使用時間。

　　通過上述計算，確定各船舶狀態(tài)下的用電總量，其中用電最多狀態(tài)的用電總量即為電站主發(fā)電機組的總容量。主發(fā)電原動機的最小總功率可用下式確定：

　　式中：W—電站總容量，kW;n—發(fā)電機效率;n—原動機與發(fā)電機間的傳動效率，當原動機與發(fā)電機直接相連時，可近似取1。

　　2. 主發(fā)電機組容量和數(shù)量的確定

　　發(fā)電機組的總容量取決于電站容量，單機容量和機組數(shù)量選擇原則如下：

　　(1) 單機組容量的80%功率應滿足實際用電量最大的運行工況需求，確保發(fā)電機組經濟運行且具備適當功率裕量。

　　(2) 船舶電站必須有備用機組，通常由2臺或多至4臺發(fā)電機組并聯(lián)運行。

　　(3) 機組容量和數(shù)量應確保任一發(fā)電機組停止工作時，仍能保障正常推進運行、船舶安全及冷藏貨物所需設備的供電，同時滿足基本生活條件。

　　(4) 任一發(fā)電機組或其原動機不工作時，其余機組應能供應從癱船狀態(tài)起動主推進裝置所需的電力。

　　(5) 在交流系統(tǒng)中，一臺發(fā)電機停止工作時，其余機組應有足夠儲備容量，防止最大電動機起動導致的系統(tǒng)電壓大幅下降，影響設備運行。

　　(6) 各發(fā)電機組的使用壽命應與主機壽命相當。

　　(二)發(fā)電原動機的選型

　　除特殊要求船舶外，一般船舶采用交流電站。我國船舶電站電壓為230V或400V，頻率50Hz;國外電站多為230V、400V，也有115V，頻率50Hz或60Hz。發(fā)電原動機主要有副柴油機、主機和輔汽輪機。

　　1.副柴油機

　　副柴油機起動性能好，多數(shù)自帶油和水泵，依賴性小，是船舶電站中應用最廣泛的原動機。其中，500~750r/min的中速機應用最多，體積小、重量輕，起動前準備工作簡單，比高速機經濟可靠。在小型或對機艙容積要求嚴格的船舶上，1000~1500r/min的高速機應用較多?，F(xiàn)代中速四沖程副柴油機與主機使用相同燃油，單一燃料船逐漸增多。

　　2.軸帶發(fā)電機

　　以主機為原動機的發(fā)電機稱為軸帶發(fā)電機，相比柴油發(fā)電機具有耗油率低、維護費用少、機艙噪聲低等優(yōu)點?，F(xiàn)代主柴油機配備標準功率輸出裝置(PTO)，便于采用軸帶發(fā)電機。軸帶發(fā)電機形式多樣，如MAN B&W公司MC型機采用的RCF和CEF調節(jié)方式軸帶發(fā)電機可與船上其他發(fā)電機并聯(lián)運行，在主機轉速變化30%范圍內保持頻率和電壓恒定。中、大型船舶采用軸帶發(fā)電機，發(fā)電成本比柴油發(fā)電機組低約50%，動力裝置效率提高2%~4%，但價格通常為柴油發(fā)電機組的1.2~2倍。是否采用需綜合分析油耗率、燃油差價、維護費用、機艙噪聲、初投資等因素。應急發(fā)電機一般選用獨立性能好的高速柴油機，燃用符合要求的輕柴油。

　　三、鍋爐選型

　　柴油機船上的鍋爐為輔助鍋爐(輔鍋爐)。除輔汽輪發(fā)電機船舶和油船需向某些動力機械供汽外，一般船舶輔鍋爐主要用于油水加熱、空調、廚房和雜用。盡管如此，船上蒸汽量仍需充足，否則影響主機和輔助機械運轉，輔鍋爐仍是動力裝置的主要設備之一。

　　若蒸汽僅用于油水加熱和人員生活，采用0.40~0.70MPa、飽和溫度143~164℃的低壓飽和蒸汽即可。壓力過低無法達到燃油霧化溫度，過高則增加投資和維護難度。小型輔汽輪發(fā)電機一般用1.2~1.5MPa、溫度稍大于200℃的低壓蒸汽;大型工程船和油船用2.5~4.0MPa、370~470℃的高壓過熱蒸汽。向輔助動力機械供汽一般用1.0~1.5MPa的過熱蒸汽。輔鍋爐產汽量根據(jù)全船用汽總量確定，需增加10%~20%裕量。

　　選擇鍋爐時，除滿足蒸發(fā)量、壓力、效率和經濟性外，還應考慮鍋爐形式特點。輔鍋爐形式多樣，按能源分有燃油鍋爐和廢氣(余熱)鍋爐，廢氣鍋爐廣泛用于節(jié)能。按結構分有水管鍋爐、火管(煙管)鍋爐和水管-火管聯(lián)合式鍋爐，各有特點。水管鍋爐承壓高、水循環(huán)穩(wěn)定，火管鍋爐蓄水量大、氣壓水位易平衡。熱油爐以油液為工質，壓力低、加熱溫度易控，但傳熱系數(shù)小，對系統(tǒng)連接和安裝工藝要求高。

　　綜上，輔鍋爐選型需考慮參數(shù)容量符合要求、結構簡單、操作維護方便、重量輕、體積小、安全可靠，一般可在產品目錄中找到合適產品。