摘要
随着全世界的经济发展加速和对航运事业的密切关注，航运事业迅速发展，所以说对船舶设备的发展与研究更为细致，而冷却水系统在船舶日常营运中起着重要的作用，并且冷却水的温度高低对船舶的正常运营有非常大的影响。合理的控制冷却水的温度成为我们一直关注的问题，并且合理的冷却水温度能够保持在很高的温度下工作的受热部件的强度，减少受热件的热应力，保证运动件之间工作面上的滑油膜的正常工。如果不能保证控制冷却水的水温，那么会直接影响主辅机的运转效率，使PH值降低，容易产生腐蚀或结垢，甚至危害更大。为了能够合理、精密的控制好冷却水温，我们不仅仅要做好平时对设备的维护以及水质的处理，甚至要对冷却水系统以及温度控制器进行进一步的研究。 关键词: 主机冷却水系统、冷却水温异常分析、控制水温措施。
Abstract
With the development of society and the progress of the times, the rapid development of shipping industry, ship equipment requirements are getting higher and higher, and cooling water system in the daily operation of the ship plays an important part, and the temperature of the cooling water on the ship
’s normal Operation has a very big impact. So that th e reasonable control of the cooling water temperature is the problem we have been concerned about, and reasonable temperature to maintain the high temperature of the heat of the parts of the strength and reduce the thermal stress of the heating parts to ensure that the moving parts between the working surface of the oil film Normal working condition. If you can not guarantee the control of the cooling water temperature, it will directly affect the operation efficiency of the main and auxiliary aircraft, so that PH value is reduced, prone to corrosion or scaling, and even greater harm. In order to be able to reasonably and precisely control the cooling water temperature, we must not only do the usual maintenance of equipment and water treatment, and even to the cooling water system and temperature controller for further study.
This passage will analyze the ship’s cooling water system in detail, mainly including the following three aspects:
1. Introduce the development of ship cooling systems in the world and the introduction of different forms of cooling systems.
2. Further classification and analysis of ship cooling water system.
3. Ship cooling water temperature anomalies analysis and solutions.
水位水温传感器Key words: the main engine cooling water system, cooling water temperature anomaly analysis, control water temperature measures.
目录
摘要 2
目录 4
第一章绪论 5
1.1 船舶冷却水系统的发展背景及意义5
1.2当前船舶冷却水系统研究现状 6
1.3专题的主要研究内容 6
第二章船舶主机冷却水系统7
2.1.3 冷却系统的主要设备10
2.2中央冷却系统10
2.2.1高温热淡水（80-85℃）闭式系统10
2.2.2低温温淡水（30-40℃）闭式系统11
第三章船舶主机冷却水温异常原因分析12
3.1主机冷却水温度异常12
3.1.1主机冷却水温过高12
3.1.2主机冷却水温过低13
3.2采取的措施来控制冷却水温13
致谢14
参考文献15
第一章绪论
1.1 船舶冷却水系统的发展背景及意义
柴油机中燃料燃烧时由于温度很高产生很多的热量，大约35%要经过气缸套、气缸盖和活塞，进排气门等部件散到外界，温度高达600°c-2000°c，为了能散出这些热量，需要有冷却介质来在这些受热部件之间循环去达到降温的目的，以确保这些受热设备能够保持其准许的规定温度，所以在当今社会的很大一部分柴油机中均装有冷却水系统，用以确保足够而循环连续的冷却介质流量和一定的冷却水温度。在柴油机液体冷却系统中的冷却介质通常有海水，柴油，淡水和滑油等。在这四种冷却液体中，淡水的冷却效果是最好的，相比于其他三种介质，淡水性质最稳定，而且在高温的情况下载管路或者设备之间不会产生腐蚀和结垢的负面影响。在目前的先进船舶冷却系统中均采用淡水来作为首选冷却介质。柴油机对冷却介质的要求很高，绝大部分都是淡水和蒸馏水。当用蒸馏水作为冷却淡水时，一定要时刻对其水质进行维护和检查，特别是要能够保证其水处理剂浓度能够跟说明书上的标准相符。若做不到这一点，水处理剂的浓度太低的话会因为水中杂质受热而产生腐蚀和结垢。海水水质变化较大难以控制其浓度，且其腐蚀和结垢问题比较严重。滑油的比热较小，传热效果与淡水相比差了很多，在高温的情况下很容易就在冷却腔室内产生结垢。
1.2当前船舶冷却水系统研究现状
如今船舶冷却水系统发展到了船用铅酸蓄电池冷却水系统设计，大多数船用电池是铅酸蓄电池，在充电时间内，需要蒸馏水来冷却电解液，以降低电解液的温度，可以加快充电速率，
提高电池的可用性，延长使用寿命。铅酸电池在一些船上分为两层，下层位于水线下方，上层位于水线以上，两层电池中仅使用一套冷却水系统。上层的环境温度总是高于下层的环境温度，因为只有一套冷却系统同时用于冷却两层电池，所以上层的电解液温度总是高于下层的电解液温度。上游电池长期处于较高的温度环境，导致电池板的活性基板严重膨胀，电池板的腐蚀增加，活性基板与电解液的反应增强，自放电加剧，上电电池电量明显下降。否则，由金属制成的冷却水管道被放置在电解液中，可能被电解质腐蚀，泄漏，冷却水管道的蒸馏水可流入电解液中，电池中的电解液会从电池外壳溢出，船体可能被电解液腐蚀。为了解决上述问题，设计了带变频器和管道漏电保护的冷却水系统，可以进行准确控制温度，立即发现管道泄漏。
1.3专题的主要研究内容
本篇论文将对船舶的冷却水系统进行详细的分析，主要包括以下三个方面：
1.介绍船舶冷却系统在世界上的发展与进步，以及不同形式的冷却系统的介绍。
2.对船舶冷却水系统进一步的分类及研究分析。
3.船舶冷却水温异常的原因分析以及解决方法。
第二章船舶主机冷却水系统
2.1冷却系统的组成和类型及主要设备和作用
根据对柴油机冷却的方式方法和冷却的原理以及工作特点的不同来对冷却系统进行划分。冷却系统的组成主要包括闭式淡水冷却系统、开式海水冷却系统。在这两大系统中也需要很多设备来维持运转，包括淡水泵，海水泵等。除了这两大冷却系统之外，还有中央冷却系统中的高温热淡水闭式系统和低温温淡水闭式系统这两个冷却系统，在下文中会详细的说明这几大系统的工作原理以及各设备的作用。
2.1.1闭式淡水冷却系统
因为在柴油机中每一个受热的零件和设备在不同的条件下工作，所以他们对冷却液的温度，性质，压力，密度等要求都各不相同。由于这样，每个受热的部件都有属于自己的冷却系统。通常可以分为空压机、冷油器、缸套这三个闭式淡水冷却系统。
所谓的闭式冷却系统也就是由淡水去冷却柴油机，采用闭式循环和海水通过换热来冷却淡水和其他的高温冷却液体这两种组成的冷却系统。
在闭式淡水的冷却系统中我们要进一步的了解冷却水系统是如何布置的，并且熟悉缸套冷却水系统是如何运转的。
如图表2-1所示的淡水循环系统，其流动的路线有两种途径：
（1）淡水泵中淡水先进主机，再经淡水冷却器。
（2）淡水泵中淡水先进冷却器，再到主机。
这两种情况各有各的缺点，第一种方法容易漏进海水到淡水中，第二种方法容易造成穴蚀或者局部过热。但是由于如今船舶发展的越来越先进，几乎不存在压力不够的问题，所以对这两种方式的缺点不用担心过多。
表2-1
图表2-2所示的是缸套冷却水系统，缸套冷却水泵出口的淡水沿着缸套进入气缸盖再进入增压器进行逐步的冷却，出口水经汇总，经造水机和淡水冷却器冷却，再次进行之前的循环。另一部分的冷却好的
淡水进入膨胀水箱。此系统中设有温度传感器来检测水温的变化，通过热力控制阀与温度传感器之间的互相协作来保证冷却水出口的水温维持在设定值上下
表2-2
2.1.2 开式海水冷却系统
开式海水冷却系统，顾名思义其是用海水作为冷却介质来冷却系统中的运动部件，在这个冷却系统中海水主要用来冷却对冷却介质要求不高的部件。比如说滑油和制冷剂等。由于海水的含盐度较高，容易造成管路的腐蚀和堵塞，所以海水冷却系统的实质是用海水来冷却其他冷却介质。系统基本是由海水管、海水泵和海底门组成的。
如图2-3所示，表示了海水冷却系统的流经线路，海水泵将经海底门和滤器的海水抽入泵中后，再将海水送去冷却淡水、滑油、制冷剂等。最后被排放到舷外。为了保证进入冷却器的海水温度大于等于25℃，此系统还设有自动的温度调节阀和温度传感器。又由于海水中又大量的盐和杂质，受热后容易产生结垢会影响冷却的效果，所以说还得出口温度最好不要超过50℃。
考虑到船舶航行时的吃水深度不同，海底门设为高位海底门和低位海底门两种，当船舶在较浅的海域航行时，为了防止吸入泥沙或者其他杂质而影响主机运转，我们会选择使用高位海底门。当船舶在较恶劣的天气中航行时，比如说大风大浪，为了防止吸空，我们会选择使用低位海底门。
表2-3
在开式冷却系统中，其主要的优缺点如下：
优点：
（1）其装置比较简单，在日常的维护和修理中，比较方便。
（2）由于其装置的冷却介质是海水，所以来源比较丰富。
缺点：
（1）冷却效果差，对工作条件要求高的运动部件有腐蚀性。
（2）海水中含有杂质和盐分，受热易产生结垢堵塞管路。
2.1.3 冷却系统的主要设备
在冷却系统中，主要的几个设备是淡水泵，海水泵和膨胀水箱。
（1）淡水泵：在冷却系统中淡水泵通常采用离心泵，一般设为两台，其中一台为备用。（2）海水泵：
一般海水泵在船上有两台，并且因为与淡水泵相同都是离心泵，所以有时可以在紧急情况下当做备用的淡水泵，而不同的是海水泵采用的是大排量的离心泵，并且由于其排量大，通常接应急舱底吸口。
（3）膨胀水箱：其主要作用：①泄气，排放残留的空气②膨胀，淡水受热后产生蒸汽体积膨胀，为其留出一定的空间③补水，自动的向系统中补充由于蒸发和泄露而失去的水量④确保淡水泵有足够的吸入压头⑤投药，方便向系统中投入所需的药物⑥可以暖缸⑦装设水位表，便于观察。
2.2中央冷却系统
在中央冷却系统中有高温热淡水闭式系统和低温温淡水闭式系统，他们的区别是单独用不同温度的淡水来冷却受热运动件。中央冷却系统海水管路与淡水管路是互不影响的，所以说整个系统管路中的管路腐蚀和管路磨损结垢等情况很少发生，日常维护比较方便，稳定性高。高、低温淡水分两路去冷却不同的船舶受热部件，能够很好的适应整个系统，效率高且能够提高受热部件的工作性能。但中央冷却系统也有自己的缺点，比如说需要的辅助设备与管系较多，所以投资费用相对于其他冷却系统较高。近代新型柴油机基于以上的优点大多采用中央冷却系统。
2.2.1高温热淡水（80-85℃）闭式系统
高温淡水系统的存在主要是为了冷却主机的受热部件，也就是缸套，汽缸盖，缸壁等部件。在缸套冷却系统中主要的换热设备有：造水机，主机缸套冷却器，高温淡水系统三通阀，主机需冷却部件等。
（1）主机缸套冷却器
缸套水冷却系统首先冷却水先进入柴油机后，淡水会达到缸套位置，进入缸套的冷却水腔，冷却好缸套之后的淡水自下而上进入上部的汽缸盖的冷却水套中对汽缸盖进行冷却，淡水继续通过管系从汽缸盖这里流经排气阀，对排气阀这里的受热部件进行冷却，最后冷却好受热部件的高温淡水流出柴油机，进入除气柜除去因高温而产生的气体。
（2）造水机
造水机有很多种，比如说真空沸腾式造水机。在造水机的竖管中有高温的主机冷却水，海水经过了截止阀与主机冷却水进行换热，一方面对主机冷却水进行降温，另一方面对海水进行加热，加热后的海水产生高温水蒸气通过竖管后经冷凝器冷凝成淡水。其中冷却用的海水在冷凝器管内流过，最后送至制淡柜。
2.2.2低温温淡水（30-40℃）闭式系统
低温温淡水系统存在的目的是为了冷却柴油机的低温受热部件，这样使得船舶柴油机的低温受热部件避免直接与海水接触，通过这种方法，可以使受热设备更好的运转，延长其使用寿命。在低温温淡水系统中主要的换热设备有：中央冷却器、滑油冷却器、空气冷却器等设备。
（1）中央冷却器
中央冷却器的主要原理是在整个系统中冷却淡水冷却好受热部件之后流经中央冷却器，通过在中央冷却器另一侧的海水冷却后再进入其他设备。在低温温淡水冷却系统中流经中央冷却器的被海水冷却后的低温温淡水通过温度控制阀，由温度控制阀将信号传给三通温控阀来控制冷却水的流量从而确保其温度值范围。
（2）滑油冷却器
滑油冷却器顾名思义就是用来冷却来自主机的滑油，举例来说：各轴承的滑油、活塞的冷
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