7 000 t成品油船機(jī)艙艙底水和消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張壽榮

(揚(yáng)州托尼船業(yè)有限公司，江蘇 揚(yáng)州225006)

7 000 t成品油船機(jī)艙艙底水和消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張壽榮

(揚(yáng)州托尼船業(yè)有限公司，江蘇 揚(yáng)州225006)

針對(duì)成品油船艙底水和消防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜等特點(diǎn)，以7 000 t成品油船為研究對(duì)象，介紹了機(jī)艙艙底、消防水管系設(shè)計(jì)方法，根據(jù)本船的入級(jí)規(guī)范，分析說(shuō)明了艙底管系管徑取值、艙底泵、消防泵的選型等，最后介紹了本船的機(jī)艙艙底水管系布置特點(diǎn)。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行，該船艙底水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行良好。

成品油船；機(jī)艙；艙底水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 艙底水管路布置方式

艙底水系統(tǒng)是重要的保船系統(tǒng)，用來(lái)排除艙底水。它不僅要求船舶航行時(shí)，對(duì)密閉艙室內(nèi)所生成的艙底水能有效的排出，而且在緊急情況下，對(duì)水密艙室在有限進(jìn)水的情況下也能進(jìn)行有效排水。艙底水管路布置方式包括支管式、總管式、混合式。

⑴ 支管式。對(duì)各需要排水的艙室，從每個(gè)吸口引出支管，通過(guò)截止止回閥或截止止回閥箱，經(jīng)艙底水總管接到艙底泵。

(2)總管式。適用于設(shè)有管隧的大、中型船舶，即從各需要排水的艙室的吸口引出的支管通過(guò)截止止回閥接至管隧中的總管。該總管通至機(jī)艙內(nèi)的艙底水總管與艙底泵連接。

(3)混合式。介于上述2種方式之間，例如把需要排水的艙室分成2組或3組，由2 根或3 根分總管與艙底泵相連接。本文艙底水系統(tǒng)采用的是混合式艙底水管路布置。

2 主要量度及設(shè)計(jì)依據(jù)

2.1 船舶主要量度

本文研究的7 000 t級(jí)成品油船為尾機(jī)型，單機(jī)單槳船型一級(jí)成品油船，主要裝載汽油、航空煤油和重油等。船舶主要量度為：

總長(zhǎng)101.39 m；設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)97.30 m；型寬19.05 m；型深10.50 m；設(shè)計(jì)吃水6.70 m；機(jī)艙長(zhǎng)度13.80 m；無(wú)限航區(qū)。

2.2 設(shè)計(jì)規(guī)則

本船輪機(jī)部分機(jī)艙艙底水及消防管系設(shè)計(jì)依據(jù)法國(guó)BV船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》(簡(jiǎn)稱(chēng)“BV規(guī)范”)C篇機(jī)械、系統(tǒng)和消防中第6節(jié)艙底排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》以及輪機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

3 機(jī)艙艙底水管徑和艙底泵的確定

3.1 艙底水總管內(nèi)徑d1

艙底水總管的內(nèi)徑按BV規(guī)范C篇6.3.1要求,必須大于或等于下式的計(jì)算值：

式中：L為該船船長(zhǎng)，L=97.30m；B為船寬，B=19.05m；D為型深，D=10.50m。

經(jīng)計(jì)算，d1=115.08m。

艙底水泵總管實(shí)取Φ140mm×5.0mm鍍鋅無(wú)縫鋼管。

3.2 機(jī)艙艙底水支管內(nèi)徑d2

按BV規(guī)范C篇6.3.1要求，艙底水支管的內(nèi)徑一般不應(yīng)小于50mm，軸隧艙底水管的內(nèi)徑一般不應(yīng)小于65mm。所有艙底水吸入口管路，在與艙底泵吸口連接之前，都不應(yīng)與其他管路有任何連接。

式中：L1為機(jī)艙長(zhǎng)度，L1=13.80m。

經(jīng)計(jì)算，d2=68.62mm。

艙底水支管實(shí)取Φ89mm×4.5mm鍍鋅無(wú)縫鋼管。

3.3 艙底泵設(shè)備選型

為了解決需排水的艙室離泵較遠(yuǎn)的問(wèn)題，所有動(dòng)力艙底泵必須為自吸式或帶有可靠的自吸裝置。常用的自吸裝置為壓縮空氣噴射器、葉片式真空泵等，且都配備自動(dòng)控制裝置。在艙底水泵起動(dòng)時(shí)自吸裝置動(dòng)作，使吸入管路形成負(fù)壓，而一旦引水成功，自吸裝置即自動(dòng)停止工作。

為使艙底水總管內(nèi)的水流速度不低于2m/s，可根據(jù)艙底水總管的內(nèi)徑計(jì)算出艙底泵的排量。每一艙底泵的排量應(yīng)不小于下式的計(jì)算值：

單臺(tái)Q=0.005 65d21=74.83m3/h

艙底泵的容量實(shí)取流量為80m3/h的自吸式離心泵為艙底總用泵。

3.4 艙底泵的數(shù)量選取

每艘船舶的動(dòng)力艙底泵數(shù)量，按照表1選取。

表1 動(dòng)力艙泵數(shù)量

本船選用2臺(tái)艙底總用泵，流量為80 m3/h ，揚(yáng)程為35 m。

4 消防管系系統(tǒng)

4.1 消防水槍

按《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》選用口徑d3為Φ19 mm水柱/水霧兩用型水槍。

4.2 消防泵總排量QF

4.3 消防泵的壓力P計(jì)算

(1)本船所有消防栓上應(yīng)維持的壓力P1=0.24 MPa。

(2)管路壓力損失P2=0.08 MPa。

(3)消防泵出口至最高消防栓垂直距離所需要壓力P3=0.24 MPa。

消防泵的壓力P=P1+P2+P3=0.56 MPa。

選用臥式自吸式消防水泵，流量100 m3/h，揚(yáng)程80 m；同時(shí)選用1臺(tái)泡沫水泵兼作消防泵使用，流量100 m3/h，揚(yáng)程80 m，滿(mǎn)足規(guī)范要求。

5 海水總管內(nèi)徑d4計(jì)算

Q=Q1+Q2+Q3

式中：Q為全船各海水泵的總排量，m3/h；Q1為艙底總用泵的排量，Q1=65 m3/h；Q2為消防總用泵的排量，Q2=100 m3/h；Q3為泡沫水泵的排量，Q3=100 m3/h。

經(jīng)計(jì)算，Q=265 m3/h。

按照《船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》輪機(jī)分冊(cè)第7篇第2章第7.2.2.1條規(guī)定，

式中：V為海水在海水總管內(nèi)的流速，V=2.0m/s。

經(jīng)計(jì)算，d4=216.4mm。

海水總管實(shí)取Φ219mm×7.0mm的鍍鋅無(wú)縫鋼管。

6 機(jī)艙艙底水管系的布置特點(diǎn)

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，繪制7 000t成品油船的機(jī)艙艙底、消防管系原理圖，如圖1所示。圖中，虛線為艙底管，實(shí)線為消防管。

機(jī)艙里的艙底水系統(tǒng)主要作用是負(fù)責(zé)將機(jī)艙里面的污水井和機(jī)艙中空艙的污水抽走。機(jī)艙結(jié)構(gòu)比較特殊，中間高兩邊低，所以只要有存水，它都會(huì)往機(jī)艙中最低的位置流淌。因此在機(jī)艙中后部(齒輪箱下凹坑處)設(shè)有2個(gè)污水井，左右各1個(gè)。同時(shí)在機(jī)艙也設(shè)有2個(gè)污水井，左右各1個(gè)，艙底水管系將這些污水抽走并排出舷外。

為了保證船舶安全，根據(jù)規(guī)范要求，設(shè)在機(jī)艙中的污水井一般都有2個(gè)出口，主要防止當(dāng)一個(gè)污水井的出口被雜質(zhì)堵住時(shí)，另一個(gè)可以繼續(xù)使用。右舷同樣如此，它是通過(guò)消防總用泵排出的。從圖中可以看出，艙底總用泵和消防總用泵是并聯(lián)排列的，這樣就可在一臺(tái)泵發(fā)生故障時(shí)，啟用另一臺(tái)泵，通常情況下只開(kāi)一臺(tái)泵。

機(jī)艙日常工作時(shí)產(chǎn)生的一些泄油和水存放在艙底水存放艙，這些水不能直接排出舷外，需要通過(guò)艙底油水分離器的處理，處理后再經(jīng)過(guò)日用艙底泵后，當(dāng)靠岸時(shí)經(jīng)艙底水排岸接頭甲板排放。

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圖1 7 000 t成品油船機(jī)艙艙底水和消防管系原理圖

2013-12-25

張壽榮(1964-)，男，助理工程師，從事輪機(jī)技術(shù)和項(xiàng)目管理工作。

U674.13

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