水面船舶机舱通风系统设计论文

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一、国内外现状分析

目前船舶动力舱通风采用常规机械通风、机械通风结合循环冷却装置通风、射流通风三种方式。三种通风方式各有特点，不同的船舶根据需求采用不同的方式。国际上将空气射流通风技术的设计思想普遍应用于船舶通风系统设计中已有几十年的历史，欧美公司，如ABB公司、约克公司、荷兰H&H公司，均在其设计的船舶机舱通风系统中采用了此类通风技术。其中瑞典ABB公司在空气射流通风技术原理上开发出的Dirivent系统，已广泛应用于船舶货舱、机械舱室和机舱的空调通风或机械通风系统中。目前国内水面船舶机舱通风系统设计主要有三种形式：全新风系统、循环冷却加新风系统及射流通风三种设计方法。无论哪种形式，通风的目的均在于一是排除舱室的热空气，使温度满足设计要求；二是满足机器和工作人员对新鲜空气的需求。

二、机舱通风系统设计

1．舱室通风量的计算

一般考虑主机、发电机、排气管辐射热及其它设备的散热量之和Q，船型较大时，还考虑舱壁传导热。带走此部分热量所需的通风量。

2．通风形式的比较

（1）全新风系统全新风系统设计顾名思义，利用风机将舱内污浊空气排出至舱外，将舱外的新鲜空气引至舱内。总风量的确定一要满足排出舱内热负荷，二要满足换气次数的要求。也就是3.1中两种计算方法中的较大者。机舱内进风大于排风的设计，为正压设计。对于有舱内进气要求的机舱，一般采用正压设计。无进气要求时，为防止机舱高热高湿气体进到其它住舱等舱室，一般机舱采用负压设计，即排气量略大于进气量的设计。全新风系统设计由于大量新风进到舱内，在排出机舱内设备发热量的同时，可以保证舱室的新风量。但由于风量较大，需单独设置进排风风机室，独立的进排气围井通道，占用较多的总体资源。由于风量较高，风机噪声较高，风管内风速也较高，整个舱室内的通风噪声相应升高。由于机舱内发热设备较多，空间布置紧凑，采用风管送排风时，容易造成机舱内空间布置特别紧张，局部区域风管无法送至，造成局部温度过高。部分水面船舶设计中，未设置进排风管，仅设置了进排风室，风机将外界空气吸入至机舱顶部某一个部位（首部或尾部），另一端设置排风风机将舱内热空气排出。此种设计更难保证机舱内布风及温度的均匀性。

（2）循环冷却加新风系统由于海水的比热容比空气大，利用海水将舱室内发热量带走的方式必然可以减少舱室通风量，从而降低舱室风管大小及降低风速，减少噪声。某型船上，采用了两套循环冷却通风装置，同时采用风机进行机械通风处理。由于海水的温度常年在20℃左右，而外界环境温度则波动较大，一般在外界达到35℃左右时，海水还能保持在25℃左右。因此此种方式，可大大降低机舱内的温度。外界新风虽然较全新风设计有所减少，但换气次数仍可保证15次/h左右，满足人员对新鲜空气的需求的同时，仍可保持舱内的污浊物浓度控制在一定的范围内。由于有闭式循环冷却，在外界新风切断的情况下，仍可保持舱内温度最高温度不超过50℃左右。此种形式的设计有利于在需要保持密闭的情况下进行对外关闭[2]。

（3）射流通风射流通风系统的设计主要在于布风形式上，其原理是通过射流喷咀本身的特性，射出高速气流，诱导和驱动其周围的空气向前运动；并通过喷咀的布置及方向，对舱内气流进行组织，从而确保机舱内的温度分布均匀及良好的通风效果。射流喷嘴出口流速可高达40m/s，理论上1倍的空气可诱导带动10倍以上空气流动，因此射流通风可大大减少舱内的风管大小。同时，由于末端射流风管较小，喷嘴可调，大大增加了布置的灵活性，使得舱室内很少出现通风死角[3]。但是，目前射流通风多是全新风设计，需要较大的围井，较大的进风风机，排风风机，较高压头的射流风机，较大的进风风机室，排风风机室，同时还要考虑消声降噪。在减少机舱内风管布置位置的同时，增加了风机室、围井等的总体资源。

三、总结

机舱通风系统的三种形式，无论是哪一种，均有各自的优点和缺点，针对不同的船型，要根据具体的船型及各自总体规划和要求，来决定具体选用哪一种设计形式。

（1）机舱全新风系统设计要充分考虑进排气道设置，提前规划，并充分考虑气流组织问题，避免气流短路而出现局部高温。

（2）对于特殊情况下有密闭要求的水面船舶，可采用循环冷却加新风系统设计。

（3）射流通风的优势在于更好的扰动了舱室内的气流，使得温度场更加均匀。在总体资源允许的情况下，可最经济、有效的解决空间狭小的机舱内通风问题。

作者：赵远征 刘亚琴 李鹏 单位：海装舰船办 中国舰船研究中心 驻上海江南造船（集团）有限责任公司军事代表室