關(guān)于散貨船壓載/掃艙水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

高振宇

摘 要：壓載/掃艙水系統(tǒng)是船舶上重要的保船系統(tǒng)。根據(jù)船型及要求不同，其選擇壓載/掃艙水的設(shè)計(jì)布置也不同。2008年船舶市場(chǎng)昌盛時(shí)候，船企及設(shè)計(jì)中心為船東所供的壓載/掃艙水系統(tǒng)，性能及建造成本比較高。如今全球船舶市場(chǎng)繼續(xù)低迷，我國(guó)船舶工業(yè)的發(fā)展也受到了嚴(yán)峻考驗(yàn)。目前建造同種噸位的散貨船價(jià)格只有2008年的一半，甚至更少。由于現(xiàn)在船價(jià)低訂單少，直接考驗(yàn)著船企的生存與發(fā)展。因此目前船企在簽訂散貨船訂單時(shí)，要充分考慮在滿(mǎn)足規(guī)格書(shū)及各種規(guī)范要求下，盡可能優(yōu)化船舶設(shè)計(jì)建造成本，這樣才能為企業(yè)在船市低迷情況下簽訂訂單提供保障。而壓載/掃艙水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的不同也會(huì)在船企建造成本上有所不同體現(xiàn)。文章著重介紹大于50000T散貨船不同壓載/掃艙水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析。

關(guān)鍵詞：壓載/掃艙水系統(tǒng)；成本分析

1 壓載/掃艙水用途及不同設(shè)計(jì)形式分析

壓載/掃艙水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是保持船舶在航行、裝卸和停泊的穩(wěn)性。壓載/掃艙水管系的功用就是對(duì)壓載艙注入或排水，以達(dá)到船舶船體縱橫向平衡，保持適當(dāng)?shù)膶?duì)稱(chēng)高度，以及減輕船體的振動(dòng)等。壓載水系系統(tǒng)是船舶上重要的保船系統(tǒng)，由于它負(fù)有保證船舶安全航行的重要任務(wù)，因此成為船舶管系中不可缺少的重要組成部分。針對(duì)壓載水管路的布置有多種方法，有支管式、總管式、環(huán)形總管式、管隧式和半管隧式等。就目前建造大于50000T散貨船中，壓載/掃艙水設(shè)計(jì)布置有以下幾種主式：

1.1 管隧環(huán)形總管式壓載水系統(tǒng)

在2008年造船市場(chǎng)火爆的情況下，散貨船造價(jià)相對(duì)比較高，在船企或設(shè)計(jì)院與船東簽訂規(guī)格書(shū)的時(shí)候，通常大于50000T級(jí)的散貨船，大多采用管隧環(huán)形總管式壓載水系統(tǒng)，配置頂壓載水艙，壓載艙設(shè)置單獨(dú)的掃艙管路。采用這種設(shè)計(jì)布置方式，遙控蝶閥布置在管隧當(dāng)中，維修保養(yǎng)顯得很方便。設(shè)置獨(dú)立的掃艙管，提高的掃艙的性能，縮小掃艙的時(shí)間。另外布置較多的獨(dú)立的壓載水艙，提高了破艙穩(wěn)性的性能。但是由于獨(dú)立的壓載艙較多，再加上單獨(dú)的掃艙管路，會(huì)導(dǎo)致船企的建造成本很高，并且生產(chǎn)設(shè)計(jì)布置復(fù)雜。

1.2 管隧雙總管式壓載掃艙系統(tǒng)

如今船舶市場(chǎng)低迷，散貨船價(jià)格也大大縮水，如繼續(xù)采用管隧環(huán)形總管式壓載水系統(tǒng)（配置獨(dú)立的頂邊壓載水艙，設(shè)置獨(dú)立的掃艙管線(xiàn)），那針對(duì)船企來(lái)講，則是一個(gè)建造成本上的考驗(yàn)。管隧雙總管式壓載掃艙系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)（不設(shè)置獨(dú)立的頂邊壓載水艙，不設(shè)置獨(dú)立的掃艙管線(xiàn)），在我公82000T散貨船實(shí)際建造及交付過(guò)程中，則體現(xiàn)出建造成本的優(yōu)勢(shì)。此設(shè)計(jì)取消了獨(dú)立的掃艙管線(xiàn)，利用掃艙泵通過(guò)壓載水吸口進(jìn)行殘留水掃艙作業(yè)。通過(guò)船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，第3/4壓載艙設(shè)為共用的壓截艙，5/6艙同樣設(shè)置為共用壓載艙。頂邊壓載艙利用一個(gè)滿(mǎn)足強(qiáng)度的TRUNK連接底壓載艙。采用這種設(shè)計(jì)保留了管隧遙控閥維修方便的特點(diǎn)，管材、管附件及遙控閥在設(shè)計(jì)成本上得到合理的控制，生產(chǎn)設(shè)計(jì)布置相對(duì)容易簡(jiǎn)單。

1.3 管隧單總管式壓載掃艙系統(tǒng)

管隧單總管式壓載掃艙系統(tǒng)（不設(shè)置獨(dú)立的頂邊壓載水艙，不設(shè)置獨(dú)立的掃艙管線(xiàn)），相對(duì)以上第二種方式簡(jiǎn)單一些，在管隧設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，只采一根壓載總管。這樣的布置滿(mǎn)足規(guī)范及船級(jí)社要求，同樣有利于生產(chǎn)設(shè)計(jì)的空間布置。從建造成本上，顯得更為優(yōu)越一些。

2 建造成本分析

通過(guò)以上三種壓載/掃艙水的設(shè)計(jì)布置，以82000T散貨艙為例，針對(duì)管材閥件附件建造成本統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表1。

3 設(shè)計(jì)布置注意事項(xiàng)

3.1 壓載泵的選型

船上一般配備兩臺(tái)壓載泵，通常用采用電動(dòng)、離心式帶有自吸裝置的離心泵，壓載泵的選用必須滿(mǎn)足于規(guī)格書(shū)上要求的注入和排放的時(shí)間。通常情況散貨船要求10h～12h。壓載泵的排量可按以下公式進(jìn)行：

泵總排量=■×1.25

壓載泵的選型同時(shí)要考慮將來(lái)安裝壓載水處理裝置的能力。

3.2 艏尖艙閥的選型

根據(jù)SOLOS 要求，在限界線(xiàn)以下的防撞艙壁上僅可通過(guò)一根管子，以處理首尖艙內(nèi)的液體，但該管子應(yīng)裝有能在艙壁甲板以上操作的截止閥，其閥體應(yīng)設(shè)于首尖艙內(nèi)的防撞艙壁上。如果閥位于在所有營(yíng)運(yùn)情況下均可迅速到達(dá)之處，并且其所位于的處所不是貨物處所，則主管機(jī)關(guān)可以允許該閥設(shè)于防撞艙壁的后面。因此在處理艏尖艙的壓載水時(shí)，選擇閥門(mén)要根據(jù)以上要求執(zhí)行，如果布置的閥件空間受限，則要向船旗國(guó)申請(qǐng)豁免證書(shū)。

3.3 其它要求

在壓載水主管系中不能設(shè)止回閥，壓載泵的排出主閥應(yīng)具備開(kāi)閉和中間位置指示功能，壓載水管的吸口數(shù)量及高度要滿(mǎn)足計(jì)算要求，吸口盡可能放置在壓載艙的后面，以便于提高壓載/掃艙的效率。管隧設(shè)置的遙控蝶閥注意驅(qū)動(dòng)頭的布置位置及檢修空間。壓載管路中使用的膨脹接頭，要考慮吸收船體撓曲造成的管子伸縮量。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上壓載/掃艙水系統(tǒng)不同形式的設(shè)計(jì)和布置，以及相關(guān)建造成本的描述，為船企在與船東簽訂規(guī)格書(shū)時(shí)提供了選擇參考。隨著IMO公約，壓載水新規(guī)范的發(fā)展及要求，壓載/掃艙水系統(tǒng)也逐步成為綠色船舶中的重要系統(tǒng)。輕型環(huán)保的壓載水管材附件，以及配備壓載水處理裝置，簡(jiǎn)單方便操作的綠色壓載/掃艙水系統(tǒng)已成為船舶配備的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)船舶工業(yè)總公司編.船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).輪機(jī)分冊(cè).第5篇.船舶系統(tǒng).壓載水系統(tǒng)，241-253.

[2]SOLAS.CONSOLIDATED EDITION 2009. Chapter II-1 Part B-2 Regulation 12 Page 54.