引言

燃油系統(tǒng)是船舶動力系統(tǒng)的重要組成部分，對各燃油設(shè)備（主機(jī)、輔機(jī)、鍋爐等）供給足夠數(shù)量和一定品質(zhì)的燃油，以保證這些設(shè)備的正常工作。船舶燃油系統(tǒng)的設(shè)計可以說是船舶“血液”系統(tǒng)的循環(huán)設(shè)計，其合理科學(xué)的設(shè)計對船舶的安全營運(yùn)及節(jié)能效應(yīng)具有極其重要的作用。燃油系統(tǒng)主要有以下職能：

1）輸送——用專門的管路將燃油由船外裝入貯存艙；

2）儲藏——足夠大的油艙，以滿足船舶zui大續(xù)航力的要求；

3）駁運(yùn)——為了滿足使用和根據(jù)營運(yùn)需要平衡時，具有相互調(diào)駁能力；

4）供應(yīng)——向主機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)以及燃油鍋爐等用戶輸送燃油并保證連續(xù)供應(yīng)不斷；

5）測量——測量各艙的儲存量、消耗量，以保證用油的需求。

1 系統(tǒng)的組成

船舶燃油系統(tǒng)一般由四部分組成：燃油的注入、儲存及駁運(yùn)，即燃油輸送系統(tǒng)；燃油的凈化系統(tǒng)；燃油的供給系統(tǒng)；燃油的泄放系統(tǒng)。燃油輸送系統(tǒng)中，燃油的注入是指船上所需燃油自兩舷甲板經(jīng)注入口和注入管路注入燃油儲存艙。注入頭的設(shè)置要方便裝油。燃油的儲存通常是利用船體的一部分圍割而成，如利用雙層底的一部分作為雙層底燃油艙，利用雙層底至上甲板的船體兩舷部分作為燃油深艙等。燃油的駁運(yùn)，通常為滿足使用或平衡的要求，在各燃油艙、柜之間進(jìn)行相互調(diào)駁。

2 相關(guān)艙容的計算

2.1 儲存量油艙容積

儲存量油艙容積 V（m³）主要是根據(jù)動力裝置及各燃油設(shè)備的耗油量和船舶的續(xù)航力來確定：

式中：g 1 為主機(jī)每千瓦小時的耗油量，g/kW· h；g 2 為柴油發(fā)電機(jī)每千瓦小時的耗油量，g/kW· h；g 3為燃油鍋爐每千瓦小時的耗油量，g/h；N 1 為主機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的有效功率，kW；N 2 為發(fā)電機(jī)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的有效功率，kW；T 為續(xù)航力，h。

2.2 燃油日用艙艙容的計算（對于無人機(jī)艙）

燃油日用艙艙容的計算如下：

式中：V' 為燃油日用艙艙容，m³；ρ 為燃油密度，一般取 0.98 t/m³；G mh 為主機(jī)燃油消耗率，t/h；G Ah 為柴油發(fā)電機(jī)燃油消耗率，t/h；T p 為供給時間，h，根據(jù) SOLAS 取 8 h 或根據(jù)規(guī)格書要求；C 為富裕值，一般取 5%。根據(jù)以上的相關(guān)參數(shù)值計算出燃油儲存艙及日用艙的艙容，實(shí)船布置時必須保證實(shí)際艙容值大于計算所得的相應(yīng)艙容值。柴油日用艙艙容的計算同燃油日用艙類似。

3 燃 / 柴油輸送泵的選擇原則

燃 / 柴油輸送泵用于將儲存艙燃油輸送至沉淀柜，各油艙間的調(diào)撥以及將剩油駁至船外，該泵常用的是齒輪泵或螺桿泵，齒輪泵具有體積小，重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低、工作可靠、自吸性能較好、對油液污染不敏感、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但是也具有流量和壓力脈動較大、噪聲大、排量不可變等缺點(diǎn)。螺桿泵的特點(diǎn)是壓力和流量范圍寬廣，泵內(nèi)的回轉(zhuǎn)部件慣性力較低，可使用很高的轉(zhuǎn)速，吸入性能較好，自吸能力流量均勻連續(xù)，振動小，噪聲低。與其他回轉(zhuǎn)泵相比，對進(jìn)入的氣體和污物不太敏感，結(jié)構(gòu)堅實(shí)，安裝保養(yǎng)容易。此外，螺桿的加工和裝配要求較高，泵的性能對液體的粘度變化比較敏感， 價格比較貴。泵的排量要求在半小時內(nèi)，泵油量能大約滿足主機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 8 h。排出壓力一般為 0.25 MPa~0.5 MPa。

4 系統(tǒng)設(shè)計壓力的確定

系統(tǒng)設(shè)計壓力一般為管路的設(shè)計壓力，即系統(tǒng)中安全閥的設(shè)定壓力值或動力泵排出壓力的 1.1 倍。車間試驗壓力和裝船后的試驗壓力，一般為 1.5 倍的設(shè)計壓力，或裝船后無泄漏即可。

5 管材的選擇

燃油管路和柴油管路的流速可參考表 1。

管材的選用要考慮流速的影響，確定介質(zhì)在管內(nèi)的流速是管路設(shè)計的重要一環(huán)。流速高、管徑小，管材省、成本低，但流阻增大，腐蝕加快；流速低、管徑大，管材費(fèi)、成本高，但流阻減少，同樣也能造成腐蝕加快。所以要根據(jù)規(guī)范規(guī)格書的要求并結(jié)合通用慣例合理選用管材。對燃油管一般選DN80~DN200，柴油管一般選 DN65~DN150，視船舶噸位和續(xù)航力來定；有時可以配備一些異徑接頭，以滿足不同規(guī)格加油管路的需要。

6 艙柜報警點(diǎn)的設(shè)定

燃油深艙的高位報警一般設(shè)為 80%~90% 的艙容，高高位的報警一般為 90%~95% 艙容，而且高位報警和高高位報警要取自不同的傳感器。澄清艙低位報警一般為 25%~35% 的艙容，高位報警一般為80%~85% 的艙容。如若有輸送泵的自動啟?？刂频囊何婚_關(guān)，其點(diǎn)的設(shè)定以低位啟泵高低位報警 5%，低位停泵低高位報警 5% 為宜。溢流油艙高位報警的設(shè)定盡可能地低，一般規(guī)定高位報警不能超過艙容的 1/3。實(shí)際放樣布置時應(yīng)以艙柜報警的設(shè)定結(jié)合艙容表來做。

7 加油

進(jìn)行加油時打開相應(yīng)的閥，以zui大加油速率加油，加油至儲存艙高位報警時改用補(bǔ)油速率進(jìn)行加油，加至高高位報警時，停止加油，進(jìn)行相應(yīng)的油位測量核對加油數(shù)量。如若加油管路上有流量計，補(bǔ)油速率一般取 80 m³/h， 如若無流量計則補(bǔ)油速率為zui大補(bǔ)油速率的 2/3。根據(jù)美國海岸警衛(wèi)隊（USCG）的規(guī)定，加油站集油盤容積有以下要求：船舶總噸位大于 300 GT（包括）小于 1 600 GT（包括），集油盤容積不小于 79.5 l；船舶總噸位大于1 600 GT，集油盤容積不小于 159 l。

8 其他事項

燃柴油澄清艙、日用艙以及其他燃柴油柜需要布置放水或油渣的自閉式放泄閥，該閥盡可能靠近艙柜壁底部。為了減少該閥承受的靜壓，zui好在艙柜壁和自閉式放泄閥之間安裝一個截止閥，如若因空間限制無法布置截止閥時，用短管將艙 / 柜壁和自閉式放泄閥連接起來，該部分短管長度不超過 150 mm，并用肘板或采用雙套管加強(qiáng)。燃柴油輸送泵要有相互轉(zhuǎn)換使用的功能，為了防止誤操作，兩泵之間用雙聯(lián)盲板法蘭連接，平時處于盲死狀態(tài)。各澄清艙、日用艙靠底部也設(shè)有雙聯(lián)盲板法蘭，以便清艙或排岸時使用，該處的雙聯(lián)盲板法蘭平時亦處于盲死狀態(tài)。焚燒爐和應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組柴油柜的溢流管路以及其他溢流管上安裝相應(yīng)的液流觀察鏡，該液流觀察鏡處要有良好的照明以便于觀察。為防止燃油輸送、儲存中凝固而中斷，應(yīng)設(shè)伴熱管。

為降低燃油粘度便于駁運(yùn)和清濾，燃油儲存 /澄清 / 日用艙需設(shè)置加熱盤管，并具有溫度指示或監(jiān)控。燃油管路應(yīng)根據(jù)規(guī)格書或通用慣例作相應(yīng)的絕熱包扎。燃 / 柴油艙柜上不允許布置玻璃液位計，燃 / 柴油柜上布置磁性翻板液位計，燃油艙柜的液位計需帶加熱功能。根據(jù) MEPC.117（52）中的規(guī)定，燃油管布置時距離船殼板的距離小于 760 mm 時，該管路上的遙控閥應(yīng)為單作用并在通常狀態(tài)下保持在常關(guān)位置。

9 燃油閉式溢流系統(tǒng)

對于在上甲板以上有多層封閉車輛甲板的車輛運(yùn)輸船以及類似船舶，為避免空氣管過高而引起燃油艙承壓過高，亦可采用閉式燃油溢流系統(tǒng)。對于閉式燃油溢流系統(tǒng)，輪機(jī)專業(yè)人員要進(jìn)行燃油溢流壓力損失計算，溢流管的選擇和布置原則以保證艙室結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠和任何一個油艙破損不會導(dǎo)致舷外水通過溢流管進(jìn)入其他油艙。溢流管的布置應(yīng)自高至低順勢走向，盡可能減少水平管路，以船舶傾斜5°仍有自泄能力為宜。

燃油閉式溢流系統(tǒng)有三種類型可以選用。

1）第一種（見圖 1）

在這種系統(tǒng)中，具有監(jiān)視設(shè)備（流量計），采用減小加油速率的方法來防止燃油儲存艙的超壓。在儲存艙和溢流艙之間布有溢流管。加油時在達(dá)到油艙高位報警之前用允許的加油速率加油，而后用補(bǔ)油速率加油，用流量計監(jiān)視補(bǔ)油速率。補(bǔ)油速率加油時間以不超過 5 min 為宜。

2）第二種（見圖 2）

在這種系統(tǒng)中，具有壓力限制設(shè)備（溢流閥），采用溢流閥防止燃油儲存艙的超壓。溢流閥裝置在燃油儲存艙和溢流艙之間的溢流管上。

每一儲存艙設(shè)兩個獨(dú)立式液位開關(guān)，先用zui大加油速率加油至高液位，然后用補(bǔ)油速率加油至高高液位。這時為防止油艙超壓，由高高位液位開關(guān)控制使溢流閥打開。直接作用式溢流閥調(diào)整壓力的設(shè)定：

式中：P 0 為溢流閥調(diào)整壓力，N/m 2 ；H 1 為油艙試驗壓力的高度（自基線量起），m；H 2 為溢流閥安裝高度（自基線量起），m；g 為重力加速度，m/s 2 ；ρ 為水的密度，kg/m 3 。當(dāng)油艙有不同的 H 1 值時，則 H 1 應(yīng)取zui小值。

3）第三種（見圖 3）

在這種系統(tǒng)中，具有壓力限制機(jī)構(gòu)和自動控制的油艙進(jìn)油閥，采用油艙液位自動限制的方法來防止燃油儲存艙的超壓。在燃油儲存艙和溢流艙之間的溢流管上裝有溢流閥。

每一儲存艙裝兩個獨(dú)立的液位開關(guān)，以控制進(jìn)油閥和溢流閥。先以zui大加油速率加油至高液位，相應(yīng)艙的進(jìn)油閥關(guān)閉鎖定。當(dāng)zui后一個艙加油到高液位時，溢流閥同時打開，并停止加油。然后進(jìn)行補(bǔ)油操作。關(guān)溢流閥、開進(jìn)油閥，順次以補(bǔ)油速率補(bǔ)油。當(dāng)達(dá)到高高位時，第二個液位開關(guān)動作，關(guān)進(jìn)油閥并鎖定。當(dāng)zui后一個艙達(dá)到高高液位時，溢流閥同時打開。

10 結(jié)束語

船舶燃油輸送系統(tǒng)的設(shè)計要滿足相關(guān)規(guī)范和設(shè)計規(guī)格書的要求，對于規(guī)格書中的特殊要求要足夠重視。當(dāng)規(guī)格書的要求和規(guī)范有沖突時，要以zui先滿足規(guī)范要求為前提。

 

 

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