船舶排气系统的功用及组成排气系统比上述各系统要简单得多其功用.PDF

船舶排气系统的功用及组成 排气系统比上述各系统要简单得多，其功用是将主机、柴油发电机组、焚烧炉、锅炉、 应急发电机组、应急空压机组（由柴油机驱动时）等排出的废气排到大气中。此外，排气系 统还可以起到降低噪音的作用。对于装运和拖运易燃、易爆危险货物的船舶，例如油船、工 作船等，排气系统还要起到熄灭废气中火星的作用。对于军用舰艇，考虑到隐蔽性还需要减 少废气的可见度。 排气系统的组成是随船舶的类型和大小而有很大的差异，但一般有排气管、膨胀接头、 废气锅炉或组合锅炉、消声器及弹性支架等组成。在柴油机废气涡轮后的排气管路上设有废 气锅炉的系统中一般都不再装消声器。 机舱中的排气管必须包扎绝热层，其厚度要保证其表面温度不超过 60℃，这不仅为了防 止烫伤船上的工作人员，同时也为了减少废气热量传到机舱里而使机舱环境温度升高。几台 发动机的排气管之间不能相互连接起来，因为这样会影响它们的正常工作。在无法避免时， 各排气管之间必须装设隔离装置，以防止运转柴油机的废气倒灌进不工作的柴油机中去。排 气系统的原理十分简单，对于主机来说一般是从主机的废气涡轮排出的废气经排气管送入废 气锅炉，然后从废气锅炉的上方或侧面排出，通过管路到烟囱的顶部排至大气。但在废气涡 轮的出口及管路中间都装有膨胀接头，以补偿热应力。管路的固定一般采用固定支架与弹性 支架相结合的方法。对于其它辅机的排气管，更为简单，废气从设备排出连接到烟囱顶部排 至大气，中间设有消声器。其它要求同主机排气管路。 主要附件 1. 膨胀接头的作用 排气管所用的不锈钢波纹膨胀接头的结构及工作原理已在第二章进行过介绍。它在排气 系统中的作用主要是能补偿排气管受热的线膨胀，以及减少由柴油机传递给排气管的机械振 动，并起到隔音的作用。膨胀接头的间隔根据它的补偿量来决定，如果它的补偿量为 36mm， 则一般为 5~7 米设置一个。因为排气管的热膨胀量是当温度每升高 100℃，每米排气管伸 长 1.2mm 左右，这样如果排气管温度是 300~400 ℃的话，那么每米长的排气管要伸长 4~5mm ， 2. 消声器的功用及种类 在现代船舶中，主机一般不设消声器。只有柴油发电机组等设备的废气排出管路中才装 有消声器。它的作用是降低排气噪音。噪音按其来源不同可分为两大类，空气动力噪音和机 械噪音。空气动力噪音是由于吸气、排气及燃料在气缸内燃烧、废气以脉冲形式向大气排出 等引起气体和空气介质的振动而产生的。 消声器在排气系统中的位置对消声效果有很大的影响。将消声器放在排气管路的中央， 其效果最坏，因为管道中自振动的节点就在中央一带，若消声器设在这种地方，就不能将管 道自振动的声波削弱。适当的位置应该使消声器后面的管长等于消声器前面管长的 1/4，若 能达到 1/2 更好。(CAAE 提供) 消声器的种类很多，但归纳起来可分为三大类：阻性消声器、抗性消声器和复合式消声 器。 ⑴ 阻性消声器 它是在消声器的表面敷设吸声材料，利用增加声阻的原理来吸收噪声能量的消声器。当 声波进入消声器时，吸声材料使一部分声能由于摩擦而转化为热能被吸收掉。吸声材料一般 是多孔材料，并且有耐高温性能，如玻璃棉毡、矿渣棉、石棉绒绳、细铜屑等。这种阻性消 声器的优点是对高频噪声的消声效果好，缺点是对低频噪声的消声效果较差。在高温、有水 蒸汽、有油气以及有浸蚀作用的气体中吸声材料的使用寿命较短，而且吸声性能降低。在柴 油机排气系统中单独使用不多，而是与其它种类复合使用。 ⑵ 抗性消声器 它是利用声学滤声器原理改变管道系统的声阻，来降低某些频率或频段的噪声。它的种 类很多，常用的有： ①
膨胀式消声器。在声波通道上串联一个或若干个膨胀室，实际上是管和室的组合。 利用管道截面的突变引起声阻变化所产生的反射和干涉作用，使沿通道传播的某些 频率和频段的噪声得到降低。如图 5.5.1 所示为各种形式的膨胀式消声器。 膨胀式消声器有多个膨胀室，可以显著提高消声器的效果，一般现在多采用三 膨胀室以下，超过三个时，效果不显著。各膨胀室的长度不同，内接管长度也不同， 目的在于起到不同的消声效果。有时在内接管上钻些孔，也能提高声阻。 ② 共振式消声器。在声波通道上并联一个或若干个共振腔室，利用共振来损耗声能的一种 抗性消声器。如图 5.5.2 所示。它的原理是，在小孔颈中的气体在声波的作用下产生往返运 动，由