遠洋魷魚釣船電站選型設計

楊斌方， 盧進翔， 王化明

(1. 浙江欣海船舶設計研究院有限公司， 浙江 舟山 316100； 2. 浙江海洋學院 船舶與海洋工程學院， 浙江 舟山 316000)

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遠洋魷魚釣船電站選型設計

楊斌方1， 盧進翔1， 王化明2

(1. 浙江欣海船舶設計研究院有限公司， 浙江 舟山 316100； 2. 浙江海洋學院 船舶與海洋工程學院， 浙江 舟山 316000)

摘要遠洋魷魚釣船是采用燈光誘魚的方式來捕魷魚，大量誘魚燈的使用，使得船舶電站的選擇至關重要。本文重點介紹對魷魚釣船電站的優化設計。

關鍵詞魷魚釣船電站選型設計

0引言

船舶電站是船舶動力的主要提供者，是船舶電力系統的基礎。在船舶的使用中，準確地設計電站的容量將會對船舶運行的經濟指標造成直接影響，并會影響某些系統的壽命。因此在船舶電站進行設計與容量計算時，首先需要保證其基本功能，進而達到經濟目標，使實用性與經濟性融為一體。不僅是參與設計的技術人員，包括電站運行的管理人員，都需要對船舶電站的容量計算理論有一個較好的理解和掌握，通過對電站工作特性的深入了解，相關作業人員可以根據運行中出現的不同問題因時制宜，充分發揮電站的功能，保證船舶電力的使用安全。

1船舶概況和作業方式

本船為鋼質、橫骨架式、雙甲板、球艏、柴油機驅動、單槳、單舵的艉機型專業性魷魚釣船，主要作業于西南大西洋，航區為遠海航區。本船主尺度為：總長66.00 m,垂線間長57.50 m,型寬10.00 m,型深6.20 m,設計吃水3.70 m，載貨量為500 t，續航力12 000海里。

魷魚釣船作業方式是漁船到達漁場，先用探魚儀探索魚群，找到中心漁場后，拋錨穩定船位。近日落前打開燈誘魚，入夜隨著魚群活動水層上升，利用魷魚的趨光性采用魷魚釣機釣魚。黎明前關閉金鹵燈，打開白熾燈，可提高上鉤率。天明后魷魚群分散下沉，收鉤停止作業。然后將魷魚從流魚槽和落魚口進入加工車間, 通過魚水分離單元進入接魚槽, 再從接魚槽流魚口進行分選, 在理魚工作平臺上進行裝盤。如果魚貨很多來不及整理時, 可從分離單元側的流魚口經過導魚槽存放到臨時貯魚艙內, 等清理完接魚槽內的魚貨后, 再進行分選臨時貯魚艙內的魷魚, 在理魚臺上進行裝盤稱重(通常每盤為15 kg ), 然后經過輸送帶送到速凍間, 根據平板或盤管速凍機的功率,一般需要6 ～ 12 h 開始出凍(魚貨物溫度達-20 ℃～ -28 ℃), 然后將冷凍魚盤放入水槽進行脫盤, 然后撈出魚盤翻倒在脫魚工作臺上,直接進行包裝, 魚貨經過速凍間內小艙口翻板由滑道滑入冷藏魚艙。

2主要漁撈設備

根據魷魚釣船的作業方式，本船主要配備如下漁撈設備：

制冷系統：3臺制冷壓縮機，型號為CJZS816，制冷量約156 kW，配套設有2臺冷凝器，1臺高壓貯液器，2臺干燥過濾器，2臺熱交換氣液分離器，1臺過冷器；

魷魚釣機：48臺；

水下燈：5 kW 2組；

誘魚燈：2 kW 180盞；

海錨：1只。

3電力負荷計算工況

由于船舶的類型、用途以及運行工況各不相同，在進行全船電力負荷計算時，通過最大負荷工況來確定電站總容量，單套或最小的發電機動量則由最小負荷工況來確定。一般在進行負荷計算時，會考慮四種工況，即航行、進出港、魷魚釣作業與停泊。以下對不同工況下的電站配置進行分析。

3.1航行工況

航行在船舶單個運行中期中占了最大的比重。此工況下，船舶電站的配置不僅要求滿足船舶在全速航行時的安全，也需要能夠滿足船員充足的生活供電需求。僅有柴油發電機組組成的船舶電站，出于節能減排的考慮，在處于一般的航行工況時，最好僅是單臺發電機處于工作狀態。基于這點考慮，在電力負荷計算時，可將工況分普通航行工況與非普通航行工況。普通航行工況時僅需考慮輪機電力設備、航行設備、通風及日常照明等，以上設備功率總數即可作為單臺發電機容量選取的參考依據。而非一般航行工況時，會出現一些大功率的設備使用工況，例如遠洋魷魚釣船航行中制冷壓縮機工作、魷魚烘干機使用的工況。此類負載的使用不會貫穿整個航次，或因航次的差異而有所不同，此類大功率電器設備的使用對整個船舶電站負載造成的影響不言而喻，因此，需要將一般航行工況與非一般航行工況時單臺發電機組功率容量區分考慮。由于單臺發電機組功率容量主要通過一般航行工況時的總負載功率來確定，而此時，由船舶主機功率決定功率大小的輪機電力設備占到電站負載總功率的50%以上，因此對于同類型船舶，其主機功率則成為了選取單套發電機的重要依據。

3.2進出港操縱工況

進出港操縱工況時，不僅普通航行時所需要的大部分設備處于工作，與進出港操縱相關的錨設備和系泊設備，對于裝配側推器的高性能遠洋魷魚釣船，甚至是大功率的電推艏艉側推器都處于工作狀態，按照規范要求，此種大總功率的工況下，備用發電機組的配備必不可缺，可作為遠洋魷魚釣船電站總容量大小的重要參考工況。

3.3魷魚釣作業工況

魷魚釣作業工況是指開啟誘魚燈，用魷魚釣機釣魷魚時的工況。在這種工況下主機停止運行，為主機配套的各類輔助機械也基本暫停使用，使用的主要設備是魷魚釣作業需要的誘魚燈、魷魚釣機、制冷壓縮機、海錨、日常照明等。對于不同類型的船舶，在這種工況下所需要的總功率相差較大，例如魷魚釣作業中誘魚燈使用數量對此種工況下的負荷功率影響很大。當電站負載因魷魚釣作業工況時這些大功率設備的使用而過大時，按照作業要求還需配備備用發電機組，此種工況下的電力負載也是確定電站總容量的重要參考依據。

3.4停泊工況

停泊工況是指船舶在錨地系泊、停靠碼頭的無作業狀態，此時電力負荷僅包括船員生活用電和一些船舶機修設備，負荷功率最小，是確定最小發電機容量的參考工況。

3.5實船電力負荷計算實例

本船根據規范要求和營運需求，分為六種工況：普通航行工況，非普通航行工況(在普通航行工況上考慮一臺制冷壓縮機用于冷藏魚艙保溫)，進出港操縱工況，魷魚釣作業工況(考慮二臺制冷壓縮機用于冷藏保溫、速凍)，普通停泊工況，非普通停泊工況(在普通停泊工況上考慮一臺制冷壓縮機用于冷藏魚艙保溫)，具體如表1所示。

表1　規范要求和營運需求下的六種工況

4電站的配置

進行電站總容量設計時，不僅要考慮到節能減排，也需要綜合考量船級社規范內的保證航行安全所需的備用電量，發電機組修理維護時的最小維持電量，以及因發電機組服役年數增加而造成的損失電量。因此，船舶電站容量的選取有以下幾條原則：

(1) 單臺發電機組合理的負荷率原則。

單臺發電機組的功率需要滿足遠洋魷魚釣船在大部分工況下的電力需求。當遠洋魷魚釣船電站因使用大功率負載而導致電力負荷過大時，可通過自動分級卸載或者并聯發電機組，保證用電安全。鑒于此種原因，普通航行工況下船舶電站單套機組的用電負荷率應控制在50%～90%間，由于船舶使用年數的增加會造成柴油機老化，并考慮到新船使用后新添用電設備的增加，常規情況下將電力最高負荷率設定在85%。大單機容量的船舶在停泊時需要將負荷率定在40%以上，以避免發電機組長時間的低負荷運行，因此在保證供電總量的前提下選擇小容量發電機組，以滿足船舶停泊時的電力需求。

(2) 發電機組備用性原則。

為了保證遠洋魷魚釣船航行的安全性，發電機的配置要求考慮增加設備用發電機組來滿足航行及進出港工況時必要作業設備的用電需求，維持供電的連續性。所以船舶電站最少要求配置2套發電機組。

(3) 發電機組通用性原則。

為了提高發電機組通用性，在遠洋魷魚釣船電站的配置選擇中，盡量選擇同品種的發電機組。若考慮到電站的經濟性而需要犧牲通用性時，應盡量在同一電站配置中盡可能減少發電機組的種類，但若從電站的經濟性考慮不可避免此種情況發生時，則盡可能考慮同品牌同系列的發電機組，以此來減少備件的種類。

(4) 發電機組運行經濟性原則。

電站配置中應盡可能使用軸帶發電機。例如遠洋魷魚釣船配有側推器，并且側推側推器功率小于軸帶發電機的功率，而軸帶發電機也能夠滿足遠洋魷魚釣船在進出港操縱工況下時的電力需求，在此種情況下，選用的軸帶發電機組的經濟性相比于柴油發電機組就非常明顯了。

根據以上的基本原則，本船選用了山東濰坊柴油機廠生產的柴油機和西門子電機，發電機組配置如下：CCFJ 400 J 400 kW 3臺，CCFJ 200 J 200 kW 1臺，CCFJ 90 J 90 kW 1臺。由于軸帶發電機在漁船上應用不是很廣泛，因此本船沒有選配。

5結語

遠洋魷魚釣船的電站選型設計不僅是電力負荷計算，更是一種平衡分析。在船舶電站設計中，要充分考慮上述因素，除有利于準確計算外，更緊密聯系實際，促進電站配置得合理可靠、經濟環保，且更具有先進性。

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Type Selection Design of Power Station of Ocean-going Squid Fishing Ship

YANG Bin-fang1, LU Jin-xiang1, WANG Hua-ming2

(1. Zhejiang Seahead Ship Design and Research Institute Co., Ltd., Zhoushan Zhejiang 316100, China;

2. School of Naval Architecture & Ocean Engineering, Zhejiang Ocean University,

Zhoushan Zhejiang 316000, China)

AbstractOcean squid fishing vessel is to use light to lure fish to catch squid. It is very important for the ship to select the power station the ship for a large number of lamps are used to attracting fish. This article focuses on the optimization of the squid fishing ship power station design.

KeywordsSquid fishing shipPower plantType selection design

中圖分類號U662

文獻標志碼A

作者簡介：楊斌方(1980-)，男，工程師。