110 m浮式轉載平臺基本設計

吉春正 郭冬雪 劉志堅 胡壯志

（中國長江航運集團金陵船廠 南京 210015）

0 引 言

為降低單位運輸成本，近年來散貨船大型化趨勢十分明顯，但受水深、潮汐、岸線、泊位和吞吐能力限制，大型散裝貨船可能無法進港裝卸作業，轉載平臺成為很好的解決方案［1］。

轉載平臺作為自動化流動裝卸碼頭，較建造大型深水碼頭投資少、見效快，裝、卸貨可同步進行，貨損少、效率高，是盈利能力強較的海工產品［2］。

在目前較為低速的航運背景下，船東敏銳抓住市場商機，向金陵船廠訂購幾艘轉載能力為4000 t/h的轉載平臺。本文總結了該平臺基本設計中遇到的一些特殊問題。

本文所述轉載平臺，適于轉載煤、礦石、谷物等散貨，其主要參數如下:

1 總體設計

1.1 轉載系統布置

轉載功能是該類船核心功能，所以轉載系統優化布置是總體設計首先要解決的課題。

轉載操作流程:運輸駁（靠泊右舷）→克令吊→卸貨料斗→橫向皮帶輸送機→縱向皮帶輸送機→懸臂裝船機→接載船（靠泊左舷）。只有妥善布置上述關鍵設備，才能實現高效地轉載操作。

克令吊布置時，考慮了運輸駁尺寸，以最大限度減少運輸駁移泊次數。據調查，運輸駁船一般長為70.1～91.5 m， 寬為 18.3～24.4 m，2 臺克令吊間距為46.2 m，這樣既可覆蓋運輸駁堆貨全長，又互不干擾；同時，吊臂外伸25.5 m，既考慮護舷寬度，又仍可抓取最遠處貨物。

卸貨料斗布置時，中心距克令吊21 m，使克令吊在常用工作半徑范圍內（16.5～25.0 m），無需變幅便能卸料，減少無效工作時間，提高了效率。

縱向皮帶布置時，考慮到爬升角不超過15°，故設計了3條皮帶，支柱布置均依托船體結構。

裝船機布置時，考慮到100000～200000 t散貨船空載至滿載時的吃水變化、平行中體的位置以及最靠尾貨艙特殊性，采用單臺裝載能力達到4000 t/h的裝船機布置在距船艏1/3L處。因此，即使裝載最靠尾貨艙時，大部分船體仍靠在大船平行中體位置，保證了裝載穩定性。

1.2 分艙優化布置

分艙布置時需重點考慮:（1）大型轉載設備（克令吊、裝船機）要有艙壁支撐，保證橫向和局部強度；（2）控制浮態和總縱彎矩，以減輕空船質量。為平衡克令吊和裝船機引起的縱/橫傾，本船居住艙室布置在左舷尾部；同時，為減小消耗性液體對浮態影響，本船將機艙設在船中，將燃油艙和淡水艙設在機艙前后。上述重要支撐艙壁確定后，其他位置使用NAPA軟件評估多個分艙方案，盡量降低靜水設計彎矩，最終總縱設計彎矩僅為初始方案一半，降低了建造成本。

1.3 配載設計

轉載系統對浮態有嚴格要求，橫/縱傾都要限制在2°范圍內，所以初始設計了復雜的壓載調平系統。

經對拖航、抓貨和卸貨三種典型狀態以及滿載、半載和空載三種典型吃水等數十種組合工況研究后，本船將工況中都需壓載的艙室變成永久壓載艙，其他變成可調壓載艙，如此就將初始復雜的防橫傾和壓載水系統簡化為17個永久壓載水艙和3個可調壓載水艙。永久壓載水量4200 t，可調壓載水量1100 t，簡化了壓載系統，降低了建造成本。

此處需要澄清的是，最后它們未按永久壓載水艙處理，而是標記為一直裝滿的壓載水艙。規范要求傾斜試驗前，永久壓載艙需在船檢見證下封艙，且無任何透氣。但本船交船期緊，試驗時輔助推進未到貨，吃水不宜大，故未能將其灌滿封艙。最后標記為一直裝滿的壓載水艙。

最終優化的總布置如圖1所示。

圖1 總布置圖

2 特殊問題

2.1 穩性校核

穩性校核時，因本船船寬型深比大于2.5，最大靜傾角不滿足一般衡準要求，所以采用了MSC.1/Circ.1281中的替代衡準校核，結果滿足要求。

圖2 貨物起吊中完整穩性

另外，本船中的2臺大型克令吊雖無相應入級符號，但船級社仍要求校核克令吊起吊過程中的穩性以及起吊中貨物突然丟失的影響［3］，結果表明起吊過程和貨物突然丟失這兩種情況下的穩性都滿足要求。

2.2 結構設計

本船作業于港口附近，可按遮蔽航區設計，以減輕空船質量，但需根據拖航線路和風浪數據，對拖航設計彎矩特殊考慮。但因本船交船需從中國拖到印尼，并且運營中也可能從印尼拖到印度，所以特殊考慮拖航彎矩并不容易，況且很容易遭到拖帶公司的質疑和保險公司的拒絕。

另外，規范校核時發現，這類船的波浪彎矩占70%，而遮蔽航區比無限航區的波浪彎矩小20%，亦即按遮蔽航區設計，總彎矩能降低14%。因為主要影響總縱構件，所以結構質量僅能降低5%，不夠顯著，最終本船按無限航區設計。

2.3 舾裝設計

舾裝數計算時，因本船甲板遍布轉載系統設備，如只考慮上層建筑，則計算值過小。與船檢溝通后，轉載系統只計入卸貨料斗，選定了合理的舾裝數。

系泊布置時，因在左舷靠泊大船，系泊纜繩需上拉到大船固定。若角度過大，布置時可考慮使用滾柱導纜器。不過，考慮到萬向導纜器體積過大、價格也較高，最終采取修改標準滾柱導纜器來解決［4］。

2.4 輪機設計

為降低營運成本，本船燃用重油，但某臺主發電機維修需燃用輕油時，會影響其他兩臺發電機燃用重油正常工作，所以增加了一套供油系統來解決這一問題。

為降低建造成本，應使泵盡量兼用。但本船轉載中要不停移泊，因此系泊液壓系統需不停冷卻。如采用兼用泵，為供應所需少量冷卻水則要動用多臺泵，運營不經濟，所以增加支管來解決這一問題。

2.5 電站設計

電站設計依據是電力負荷計算。本船主要用于轉載，關鍵設備是克令吊，其他負荷很小，采用三類負荷法計算電站容量很難滿足要求。當兩臺克令吊同時工作時，起動頻繁，電站負荷處于突加突卸狀態。起動沖擊電流會引起電站電壓激烈波動和原動機轉速變化，而卸貨下降位能負載產生的能量反饋會直接沖擊電站，引起柴油機加速甚至飛車，所以必須依據克令吊工作特點，綜合考慮電站設計。最終本船電站選用3臺1270 kW主發電機和1臺425 kW停泊發電機，另留1臺1270 kW主發電機備用空間，實船證明合理可靠。

2.6 電推設計

為提高營運靈活性，并享受印尼對進口機動船退稅政策，船東后期提出增加輔助推進系統。經過阻力預報和吊推選型，在增加2臺各735 kW吊艙推進器后，預計航速可達7.1 kn。但超過7 kn，又需按有動力船舶對待，從而會顛覆整個設計的法規基本，故最后將航速標定為6.9 kn，使之既擁有輔助推進系統，又可有效規避法規的過高要求。

3 結 論

本文總結了轉載平臺基本設計中，妥善布置轉載系統，保證轉載效率；優化分艙布置，減輕空船質量；優化配載設計，簡化壓載系統；增加輔助推進，提高運營靈活性及設計建造中的特殊問題。本文所述的解決方案，希望對業內人士有所幫助。

［1］費龍.海上碼頭——轉載平臺［J］.知識就是力量，2002（5）:50-51.

［2］胡桂軍.轉載平臺［EB/OL］.［2008-11-13］.http://www.baike.com/wiki/轉載平臺.

［3］BV.RulesforSteelShips［S］.2012.

［4］趙明林，王廣東，寇雄.海上舷側滾裝過載裝置的設計［J］.船舶，2005（3）:51-53，60.