摘 要：某轮是我公司沿海供油船舶，肩负着为浅水区施工作业船舶供油的任务，但是由于冬季海水结冰，海水冷却水进口冰堵的问题，造成船舶柴油机高温停车，给公司冬季供油作业带来安全隐患和经济损失，我们将船舶的一个干隔舱，改造为一个封闭的循环冷却水舱，解决了冰堵问题带来的营运矛盾。

关键字：柴油机 冷却水 内循环系统 冬季结冰

我公司某轮是1997年由浅水驳船改造成的沿海供油船舶。该船为浅吃水平底，满载吃水仅为2.6m，作业区域在天津港和曹妃甸等港口。但由于冬季曹妃甸作业区域碎冰凌较多且厚，堵塞了该船海水冷却进口的滤网（海水冷却水进口在船底部），使主机冷却系统不能正常工作，造成船舶工作区域受到了限制，给公司正常安排营运带来的困难，也存在着很大的安全隐患。

该船的主机为两台6135型柴油机，发电机为两台4135型柴油机。当机器全部启动运转时，冷却水从海底进口通过滤器，由水泵泵入机器冷系统冷却后排出船舶，完成整个循环过程。在夏季运转过程中，海水冷却循环用水系统一切正常，但是到了冬季冰凌期，船底海水进水口滤器很容易被冰凌堵塞，海水冷却循环系统受阻，造成机器高温停车。这时船员经常采取的措施是关闭海底阀，清洁海底滤器，但是由于海上浮冰较多，刚刚清理的海底滤器很快就会被冰凌再次堵塞，再次造成机器高温停车。这样的问题对于在航船舶而言是一个很大的安全隐患。

针对船舶的实际情况，我们通过调研分析，决定对该船的柴油机海水冷却水系统进行改造。

改造的方案是利用现有船舶舵机舱内的一个干隔舱，制作成一个封闭的循环冷却水舱，通过船底板使冷却水舱的冷却水与船外的海水进行热交换，并将冷却水舱与柴油机冷却水泵的进口相连，柴油机冷却水的出水与冷却水水舱相通，这样组成一个封闭的冷却水循环系统。通过这种方法来解决冬季柴油机冷却水进口冰堵，造成柴油机高温停车的问题。当然，以上只是一个可行的理论方案，具体的实施还需要经过计算，才能确定方案的可行性。

该船舶有四台柴油机，其总功率为389.2kW，每小时需要的海水循环量为34m3，海水冷却后冷却温升约20℃，海淡水热交换器的热交换面积约为6.8m2，通过冷却器单位面积的热负荷值计算公式：

Qmax·C·Δt/ S·K

Qmax—— 冷却水单位时间循环量；

C—— 比热值Kcal/kg.℃；

Δt——热交换器进出口温度差；

S——— 热交换器交换面积；

K—— 热交换修正系数；

改造前：

Qmax·C·Δt/ S·KCU

=36000kg×4.2Kcal×（46℃-26℃）×0.7/6.8m2

=311294

根据以上计算公式数据推算，新作水舱与海水热交换面积不能小于13m2，即冷却水与海水接触的最小面积。

根据船舶现有条件，利用舵机舱以下的干隔舱空间，制作冷却水舱。通过计算其热交换面积（30.1m2），新作冷却水舱的热负荷低于改造前热负荷的2.38倍，完全满足改造的要求。其热负荷计算如下：

Qmax·C·Δt/ S·KFe

=36000kg×4.2Kcal×（46℃-26℃）×1.3/30.1m2

=130604

通过计算证明此方案可行。新作冷却水舱的内部面积与位置示意情况：（见下图）

我们考虑到此方案在操作过程中，需要将海水泵的进口阀和海水舷外排出阀关闭，内循环舱的进出口阀全开，为避免误操作的发生，我们特别设计安装了一个水位计和一个水位传感报警器，来避免海水舷外排出阀未关闭而使冷却水循环舱内的海水泵出船舶，造成船舶柴油机高温停车带来的安全隐患，最大限度的保证了船舶营运安全。

通过实践的证明，此次改造是十分成功和有效的。此项改造的完成将改变该轮冬季冰凌区域供油受限的状况，也为其他有着相同问题的船舶进行改造提供参考。

参考文献：

[1]沈维道，童钧耕.工程热力学[J].

[2]姚寿广.社船舶辅机[J].

[3]朱建元.船舶柴油机[J].

[4]闻邦椿.机械设计手册[J].

[5]常新中.机械基础[J].