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船舶机械系统设计与维护手册 作者： [此处填写作者姓名，例如：李明 教授 / 王建 工程师] 出版社： [此处填写出版社名称，例如：海事科技出版社 / 远洋工程学院] --- 内容简介 《船舶机械系统设计与维护手册》 是一本全面、深入地涵盖现代船舶动力、推进、辅助系统及其全生命周期维护管理实践的专业技术著作。本书旨在为船舶设计工程师、轮机管理人员、海事技术院校师生以及相关领域的研究人员提供一套系统、详尽、实用的技术参考与操作指南。全书内容紧密结合当前国际海事组织（IMO）规范、最新的船舶能效要求以及智能船舶技术发展趋势，力求理论与实践深度融合。 本书共分为十章，结构清晰，逻辑严谨，从宏观的船舶总体布局规划，到微观的零部件故障诊断，均进行了详尽的阐述。 第一部分：船舶动力系统设计基础 (第1-3章) 第一章：船舶动力装置总体规划与选型 本章首先确立了船舶动力系统的设计哲学，强调安全、可靠、经济性和环保性的统一。详细介绍了不同船型（如集装箱船、油轮、客船、特种工程船）对主机功率的需求分析方法。内容涵盖： 主机选型原则： 探讨二冲程低速机、四冲程中速机在不同航行任务中的适用性对比，重点分析了新型双燃料发动机（如LNG、甲醇动力系统）的集成挑战与优势。 推进效率理论： 深入讲解螺桨与船体耦合优化，包括导管桨、齐射式舵球等节能装置的性能评估与水动力学原理。 轴系布置与强度计算： 详细阐述弹性扭转振动分析（ETVA）在确定最佳轴系几何尺寸中的作用，以及关键轴系部件（轴承、联轴器）的选型标准。 第二章：主辅机系统集成与能效优化 本章聚焦于动力系统如何高效地服务于船舶的各种运行需求。 燃料供给系统设计： 覆盖从燃料舱储存、预处理（加热、净化、离心分离）到喷射控制的全流程设计规范。特别关注高粘度燃料与新型替代燃料（如氨、氢气预处理环节）的安全与兼容性。 润滑油管理系统： 详细介绍不同工况下润滑油的性能要求、在线监测技术（如油液光谱分析、水分监测）及其对主机寿命的影响。 废热回收系统（WHRS）： 分析利用主机排气和冷却水余热进行发电或蒸汽加热的技术路线，计算不同回收方案的投资回报周期与减排效益。 第三章：电力系统与智能控制基础 本章构建了船舶电气化和自动化运行的基石。 船舶配电网络设计： 探讨集中式、分散式和混合式配电架构的优劣。深入分析高压直流输电（HVDC）技术在大型船舶中的应用前景。 发电机组与负荷平衡： 讲解同步发电机组的并联运行控制、无功功率补偿原理，以及紧急供电系统的冗余设计。 基础自动化架构（IAS/BMS）： 介绍船级社对监控报警系统的基本要求，着重于传感器选型、信号采集与初步数据处理的流程规范。 第二部分：核心辅助系统深度解析 (第4-6章) 第四章：船舶热力学与冷却水系统 本章是保障机械设备稳定运行的关键所在。 冷却水循环设计： 区分淡水系统和海水系统的设计压力、材质选择（侧重抗腐蚀性）。重点分析冷却器（如油冷却器、中冷器）的清洗周期与效率衰减模型。 锅炉与蒸汽循环： 针对燃油/废热锅炉的结构、燃烧调整与安全连锁保护进行详述。分析蒸汽系统在生活热水、加热盘管中的应用与能耗控制。 压载水管理系统（BWMS）集成： 探讨 BWMS 对船舶辅助动力、冷却水管路布局的影响，以及电解法、UV法等处理技术的集成点位选择。 第五章：液压与空气系统工程 本章涵盖了服务于甲板机械、转向机构和制动的关键流体动力系统。 液压系统回路设计： 详细讲解转向齿轮泵组的选型、蓄能器的充气压力计算，以及开环与闭环回路在舵机系统中的应用区别。 压缩空气系统： 区分起动空气、服务空气与仪表空气的需求。分析空气压缩机（螺杆式、往复式）的选型参数（排气量、终端压力）与干燥器的除湿效率计算。 管道应力分析与疲劳寿命评估： 针对高压管路，介绍应力集中点的识别及疲劳寿命预测的有限元分析基础。 第六章：通风、空调与管路布置规范 本章关注机舱环境控制与空间优化。 机舱通风换气设计： 根据IMO/SOLAS要求，计算新风量与排风量的需求，分析强制通风与自然通风的结合策略，确保有害气体浓度控制在安全阈值内。 HVAC系统对机舱的影响： 探讨机舱空调对设备散热的辅助作用，以及如何平衡舱室舒适性与能源消耗。 管路综合布置与支吊架设计： 强调管路穿越耐火分隔、抗震设计规范，以及减振降噪措施在管路系统中的实施细节。 第三部分：维护、诊断与未来技术 (第7-10章) 第七章：状态监测与故障诊断技术 本章是实现预测性维护（PdM）的核心。 振动分析在旋转机械中的应用： 讲解位移、速度和加速度信号的物理意义，识别不平衡、不对中、轴承剥落等典型故障的频谱特征。 油液分析与化学诊断： 建立润滑油污染指标与机械磨损速率的关联模型，指导换油决策而非定期更换。 热成像技术在电气隔离中的应用： 利用红外检测识别接线松动、接触电阻过高的热点，预防火灾隐患。 第八章：船舶轮机维护与修理策略 本章侧重于实际操作与管理规范。 主机大修周期管理： 结合船级社和OEM的要求，制定基于运行小时数和污染物水平的维修窗口决策。 关键部件的寿命管理： 讨论汽缸套、活塞环、主轴瓦的检查标准与允许极限值，以及修复技术（如表面处理、镀层修复）。 坞修计划的制定与执行： 涵盖船底外部清理、涂层检查、舵杆密封更换等坞内作业的流程控制与质量验收标准。 第九章：替代燃料与脱碳技术集成 针对行业趋势，本章探讨未来动力系统的集成挑战。 LNG、甲醇动力系统的安全隔离： 重点分析双燃料主机在不同燃料模式切换时的控制逻辑、惰性气体系统需求以及燃料储存（如低温储罐）的安全要求。 岸电（Cold Ironing）接口与系统兼容性： 讨论高低压岸电连接点的安全隔离设计，以及对船载发电机组的自动卸载策略。 碳捕集与储存（CCS）的初步设想： 介绍目前在船舶应用中的概念性技术，包括烟气处理流程的初步构想。 第十章：数字化转型与智能轮机 本章展望机械系统的未来发展方向。 大数据在性能优化中的作用： 讨论如何利用传感器网络收集海量运行数据，通过机器学习算法建立性能基线，实现提前预警。 远程诊断与操作支持： 介绍船岸信息交互的安全协议，以及远程专家协助进行复杂故障排除的流程框架。 资产完整性管理（AIM）： 将机械、电气、自动化系统视为统一资产进行全生命周期价值管理的方法论。 --- 本书特色： 1. 深度聚焦：完全围绕船舶主机、推进、冷却、电力等核心机械系统展开，不涉及船体结构或绳网、吊装设备等非动力系统内容。 2. 规范导向：严格遵循 DNV, ABS, LR 等主流船级社的最新规则要求。 3. 实践性强：每章附带多个工程案例分析或设计计算实例，便于读者直接应用于实际工作场景。 本书是船舶工程领域不可或缺的工具书和参考教材。
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