寧長青 吳祖橋 朱恒蕊
摘 要:介紹了56 m燈光圍網漁船的船型特點。詳細敘述了船體、舾裝、輪機、電氣及制冷冷藏等方面的設計和設備布置情況。采用先進的捕撈方式和冷藏保鮮工藝,對開發利用中上層魚類資源非常有利,具有良好的經濟效益和市場前景。
關鍵詞:燈光圍網;漁船;船型介紹
中圖分類號:U674.4 文獻標識碼:A
1 項目背景
隨著我國近海漁業資源的枯竭和海洋環境的惡化,為響應國家漁船走向遠洋的號召,漁船朝大型化、遠洋化發展的趨勢日益明顯,捕撈方法先進環保的大型遠洋漁船和制冷保鮮技術也應運而生。大型燈光圍網漁具作為捕撈中上層魚類的主要工具,具有對漁業資源破壞程度較輕的優點,是各國優選的捕撈漁具之一。綜合考慮航行捕撈、冷藏保鮮等因素,我司設計開發了56 m燈光圍網漁船。
2 主要技術參數
56 m燈光圍網漁船為專業性遠洋燈光圍網漁船,航區為I類(遠海),作業漁場為遠洋外海漁場,兼具漁獲物速凍冷藏保鮮能力。本船為鋼質單甲板、設有首樓、前傾首柱,帶球首的尾機型遠洋漁船。采用單臺中速柴油機經高彈性聯軸節、減速齒輪箱驅動定螺距的單螺旋槳前進,同時首部設有側推裝置以增強作業機動性。
2.1 主要量度
2.2 技術指標
2.2.1 航速、續航力
在設計吃水狀態下,當主機發出持續功率1 250 kW(1 470 kW×85%)、蒲式風力不大于2級、浪不超過2級、潮流平穩、水深大于25 m時,試航速度約12.2 kn;設計續航力約為6 000 n mile。
2.2.2 載重量
在設計吃水3.60 m時,載重量約為529.8 t,其中漁獲物重量約為418 t。
2.2.3 艙容
2.2.4 穩性及干舷
本船穩性滿足中國漁檢局《漁業船舶法定檢驗規則》(2000)及其修改通報中完整穩性篇對I類航區漁船的要求,并考慮結冰對穩性的影響;船舶勘定的干舷滿足《1966年國際載重線公約》及其修正案對B型船的要求。
3 規范和規則
本船的設計和建造滿足以下規范和規則:
《鋼制海洋漁船建造規范》(1998);
《漁業船舶法定檢驗規則》(2000)及其修改通報(2008);
《海洋漁業船舶法定檢驗規程》(2003)。
4 船體設計
4.1 布置與結構
本船在考慮推進系統布置合理的前提下,尾部線型設計得適當豐滿,并降低尾封板高度,以改善船舶的縱搖性能;根據該船型作業特點,尾部作業甲板長度確定為13.5 m;全船設計1 000 mm原始縱傾以優化浮態;全船共設有5道水密艙壁,機艙和魚艙設置雙層底及管隧(高度0.90 m),左右部分為燃油艙,機艙底部設燃油泄放艙、油渣艙和燃油艙。
工作甲板以下從尾至首依次劃分為:舵機艙(淡化水艙(C)、No.6燃油艙(P&S)、No.5燃油艙(P&S))、機艙(No.4燃油艙(P&S)、No.3燃油艙(P&S)、冷藏海水艙(P&S)) 、No.2冷藏魚艙 (No.2燃油艙(P&S)、聲納艙)、No.1冷藏魚艙 (No.1燃油艙(P&S) 、No.1淡水艙(P&S)、首淡水艙(P&S) 、首尖艙)。
工作甲板以上從尾至首依次劃分為:作業甲板(尾~FR16);左舷設整流器室、衛生間、機艙棚,右舷設CO2 室、機艙棚,中間設配電室、冷凍機室(FR16~FR34);儲藏室(FR38~43,左舷);左右舷各設速凍間2間,中間設預冷間(FR43~FR68);No.3冷藏漁艙(錨鏈艙)(FR68~FR80);帆纜艙(P&S)(FR80~首)。
本船采用橫骨架式結構,艙壁為平面艙壁,上設扶強材;工作甲板設圓弧式梁拱,梁拱高度0.195 m,甲板室梁拱0.15 m;舷側除設置普通肋骨及強肋骨外,并設置間斷舷側縱桁作適當加強;尾柱和首柱均采用鑄鋼焊接型式;球鼻首側板設3根25х50 mm半圓鋼防止錨鏈摩擦。為優化橫搖性能,兩舷設置適當長度的舭龍骨。考慮到本船燈具、網具以及作業機械較多,且漁船線型方形系數較小的特點,特在船底設置適當重量的方龍骨以降低船舶重心,增加該船回穩和抵抗外海風浪的能力,提高本船的航行安全性。
4.2 材料與焊接
本船主船體結構、外板、主甲板、上層建筑(甲板及外圍壁)、甲板室(甲板及外圍壁),均采用ZY B級船用鋼。其中,工作甲板上冷藏艙室區域的甲板板及甲板縱桁和甲板強橫梁腹板均采用ZY E級鋼。本船為全焊接結構,最大范圍采用自動焊及CO2氣體保護焊。
5 舾裝設計
5.1 錨泊與系泊
本船配675 kg兩爪錨2只、AM2 φ26 mm有檔電焊錨鏈357.5 m(其中左錨鏈165.0 m,右錨鏈192.5 m)卷筒負載40 kN液壓錨機1臺;系船索配直徑φ64 mm、八股丙綸索4根,每根長為140 m;船首左邊設置海錨簡易工作平臺,平臺周圍設置活動欄桿。
5.2 舵系
本船采用NACA018流線型舵1只,舵為鋼板焊接組合結構,舵與舵桿采用法蘭連接;舵桿頂部以鍵與舵機鍵連接,上舵承為滾子軸承,下舵承為滑動水密下舵承;舵機為63 kN·m撥叉式電動液壓舵機,自一舷35°至另一舷30°的操舵時間不大于28 s;上舵承裝有滑動軸承,下舵承為水密滑動軸承,并設一套應急操舵系統。
5.3 起重與漁撈設備
本船在首樓甲板上設置1套雙桿擺桿吊機,速度為38 m/min,起吊作業安全工作負荷為3.5 t,作業時從工作甲板上將魚貨吊入冷藏艙或卸貨時使用;在主甲板尾部設置兩臺液壓折臂起重機,起吊作業安全工作負荷為0.98 t,回轉半徑8 m。
本船在船尾工作甲板配置90 t圍網起網機一臺;2.5 t液壓排網裝置、1.5 t動力理網滑車、液壓吸魚機、魚水分離器、2 t吸魚管絞車(電動葫蘆)各兩臺;玻璃鋼工作艇兩部,配備相關起降設備;尾部設置大滾筒φ374 ×4 800一套,小滾筒φ102× 4 800五套。
本船設有誘魚水上燈120盞,燈泡功率為2 kW;誘魚水下燈30盞,燈泡功率為5 kW。同時配備衛星導航儀、氣象傳真機、彩色水平探漁儀和聲納等先進助漁導航儀器,以提高作業精度和作業效率。
5.4 救生設備及其他
本船每舷配備1只25人A25型拋投式氣脹救生筏,置于帶靜水壓力釋放器的閥架上;
消防器材、信號設備和航行設備均按規范和實際需要配備。
6 輪機設計
本船為尾機型遠洋漁船,以功能合理、使用方便為原則,機艙和冷凍機室內主副機和冷凍機均按照系統、功能分區域布置。駕駛室操縱臺上配有主機運轉儀表及系統報警,主柴油機起動由機旁進行。在主甲板層設有配電室,室內設有主機監視儀表,主、輔機報警信號設施及其他設備的報警設施,并設有主配電板等。
本船推進系統由主柴油機、高彈聯軸器、減速齒輪箱、中間軸、螺旋槳軸和定距螺旋槳組成。主機型號為LC6250ZLC-7,功率1 470 kW、轉速850 r/min,廢氣排放符合IMO TierⅡ。主機可在機旁操縱,也可由駕駛臺或監視室遙控操縱,遙控操縱包括主機駕駛、減速、停車及齒輪箱倒車、順車、空車。
本船機艙設CO2滅火系統,全船均設水消防滅火系統;船首設有160 kW側推裝置一套,可在駕駛室遙控操縱;設兩臺蒸發式海水淡化處理,經處理后的不合格水排出舷外,合格的淡水靠海水淡化裝置(自帶泵)輸入至淡化水艙(C)。
防污染設備配置一臺油水分離器,污油水排放符合IMO~MEPC107(49)規定;配置生活污水處理裝置,生活污水排放滿足IMO~MEPC.159(55)決議要求。
從經濟性和安全性出發,本船對管路材料、管路附件和管路規格進行了優化選擇。在滿足船舶建造規范規則的前提下,管路布置充分考慮系統合理、操作可靠和維護方便的要求。海水總管、艙底水管、消防水管、淡水管和燃油管均選用船用無縫鋼管,其中燃油管采用酸洗處理并串油,海、淡水管均采用熱鍍鋅處理。所有閥門均采用鑄鋼材料,閥門的閥桿及閥盤為不銹鋼或銅質。
7 電氣設計
本船電站由3臺特性一致的500 kW主發電機、1臺100 kW停泊發電機組成,提供船上動力、捕撈、照明和通信等設備電源。該船在航行工況下,使用100 kW發電機一臺,其它為備用;在出入港工況下,使用一臺500 kW發電機,其它為備用;在作業工況下,二臺500 kW發電機并聯運行,其它為備用; 在停泊工況下,使用100 kW發電機一臺。
本船配有通用報警裝置、火災報警系統、制冷溫度檢測系統等報警設備,其照明系統、通訊、導航等系統的設備均按照規范和船東要求配置。機艙集控室設有主配電板、集控臺等設備。監測報警系統能夠實時監控所有設備的運行情況,如有故障可立即發出聲光報警。
8 制冷設計
8.1 概述
本船續航力約6 000 n mile,次出海作業時間可達1個月以上,且現在消費者對魚貨的保鮮質量要求高。為保證漁獲物的保鮮質量,該型漁船保鮮方式采用冷海水短時間保鮮、漁獲物凍結長時間冷藏的方式。漁船作業時,首先利用漁網將被燈光吸引的魚群網住,然后通過吸魚泵將漁獲物從海里抽送至冷海水艙,利用-1 ℃的冷海水對漁獲進行初步冷卻保鮮;然后將漁獲分批裝入魚盤,送入速凍間凍結;凍結結束后,取出魚盤并脫盤包裝,整理后裝入冷藏魚艙長時間貯藏。
8.2 制冷設備配置
本船在保證正常作業漁獲量保鮮的基礎上,對制冷系統進行優化設計和合理選配制冷設備,降低能耗,減少投資和運行成本,具體設備選型如下:
(1)船用帶經濟器螺桿制冷壓縮機組2臺:型號 ZCLG16MZJM,制冷劑 R22,制冷量 (蒸發溫度-35 ℃/冷凝溫度35 ℃)156 kW,電機功率:110 kW;
船用螺桿制冷壓縮機組 1臺:型號 ZCLG16MZJMX,制冷劑 R22,制冷量 (蒸發溫度-5 ℃/冷凝溫度35 ℃)463 kW,電機功率 132 kW。
在實際使用中,一臺標準工況制冷壓縮機組用于冷海水艙制冷,兩臺低溫工況制冷壓縮機組用于凍結室和冷藏艙制冷,冷海水艙也可作為干艙冷藏艙制冷。3臺制冷壓縮機可同時并聯工作,也可兩臺并聯工作或單機工作,工作方式根據漁獲量靈活調整,節約能量,效率高。
(2)船用冷凝器 2臺,換熱面積 160 m2;船用貯液器 2臺,容積 2.0 m3;汽液分離器 3臺,換熱面積 2.0 m2;船用冷凝水泵 2臺,水泵排量 160 m3/h。
本船設有兩個冷海水艙。冷海水艙采用電動水泵加強鹽海水循環,加快冷卻速度;因海水具有腐蝕性,冷海水艙的艙壁布置排管作為蒸發器,材料選用不銹鋼。艙壁上使用聚氨酯發泡保溫,發泡厚度200 mm,保溫層表面采用玻璃鋼作為保護層。捕魚作業前,將海水打入冷海水艙進行制冷降溫,冷海水設計溫度為-1 ℃,漁獲物進入冷海水艙后,由艙內排管蒸發器維持冷海水溫度。
漁獲物經過冷海水降溫后,分批轉盤,轉運到速凍間凍結,速凍間的設計溫度為-25 ℃。該船設有4間速凍間,每間凍結能力為4.8 t/次,全船凍結能力可達19.2 t/次。速凍間滿負荷工作時,全部凍結完成大約需要8h。凍結間為擱架式,加強制鼓風,每間凍結間前后各設置一臺風機,管架材料采用無縫鋼管。凍結間艙壁使用聚氨酯發泡保溫,發泡厚度200 mm,保溫層表面采用玻璃鋼作為保護層。
漁獲物凍結后移至冷藏艙貯存,冷藏艙艙壁、船側、頂部和底部均布置有蒸發盤管,材料為無縫鋼管。艙壁保溫也使用聚氨酯發泡保溫,發泡厚度200 mm,保溫層表面采用玻璃鋼作為保護層。魚艙內盤管蒸發器維持艙溫-23 ℃的工況。
9 結語
本船型具有以下特點:
(1)型線美觀,各項穩性指標良好,具有良好的航行安全性;
(2)具有良好的快速性和操縱性,能在漁場間迅速轉場;
(3)布局合理,機艙區操作維護方便,魚艙艙容指標優秀,續航力持久,保障船東增產豐收;
(4)采用了多項新型漁具,提高捕撈自動化程度,可明顯減輕勞動強度,提高捕撈效益;
(5)采用的制冷保鮮工藝針對性強,適合中上層魚類圍網作業,能保證漁獲物保鮮品質;
(6)設備選型和排放系統均遵循綠色環保的原則進行設計,能耗少、排放低,節能環保;
(7)設備配套盡量國產化,降低建造和維護成本,提高經濟性;
經市場反饋,本船型具有良好的經濟效益,是一款深受客戶好評和市場歡迎的優秀船型。
參考文獻
[1] 中華人民共和國農業部漁船檢驗局.漁業船舶法定檢驗規則[M].北京:
人民交通出版社,2000.
[2] 中華人民共和國農業部漁船檢驗局.鋼質海洋漁船建造規范[M].北京:
國防工業出版社,1998.
[3] 詹鋆,張建一.新型燈光圍網漁船及其制冷技術[J].漁業現代化,2011
(2):56-59.
[4] 張建一,李莉.制冷空調裝置節能原理與技術[M].北京:機械工業出版
社,2007.
[5] 馮毅.冷海水保鮮海洋漁獲的分析研究[J].冷藏技術:2002(2):15-17.