論鋁合金高速客船電氣設計要點

劉曉瓊

摘 要：十多年來，隨著船舶向著大型化、高速化、自動化和高新技術化方向發展，以及國內外有關公約、規范、標準有了新的變化，特別是節能減排己提升至船舶設計和營運管理重要地位。這對船舶電氣設備系統設計提出了新的要求，特別是電力電子技術和微處理技術的發展，使船電技術進入了又一個新階段。

關鍵詞：設計要點;生產設計;法規;工藝標準

隨著鋁合金高速客船的建造規模日益增長，對應的設計水平也日趨提高，下面從兩方面介紹鋁合金高速客船的電氣設計要點。

一、方案階段設計要點

從取得船東方招標方案開始，我們就需做一系列的認證工作，首先是確定主要的電氣參數（如電制、電壓、頻率）。然后是電氣設備選型是否滿足規范要求。

設計人員拿到招標文件后需認證船上的主要的電氣參數，有一個招標文件提到發電機主要參數是單相220V，頻率50HZ，容量由船廠核算選型，咋一看沒什么問題，但仔細看過標書后，就會發現，船上空調制冷要求過高，要求十分鐘內室溫由40度降至16度，那么空調主機功率相比常規增加一陪，加上機艙風機功率、消防泵功率（是一艘消防救援船）、組合探照燈、照明、導航無線電設備功率一起，總功率接近60KW，對發電機選型時，電制為單相220V功率60KW左右的發電機幾乎沒有，滿足要求的只能是三相380V電制的發電機，船廠通過早期認證并將發現的問題及時與船東溝通，修改了電制，才避免了設計失誤。

電氣設備選型認證也很重要。在很多招標文件中對某些設備指定了品牌型號，這些型號很可能是船東曾經習慣使用過的產品，如果船廠銷售人員直接按招標文件報價，很可能導致船廠極大損失，原因是，投標文件中的設備很可能不滿足國內規范要求，具體一點就是船用產品檢驗證書的要求，如在2020年的《船舶與海上設施法定檢驗規則》（國內航行海船法定檢驗技術規）未問世之前，高速船部分航行設備需滿足2016年《船舶與海上設施法定檢驗規則》的修改通報，即陀螺羅經的性能標準應滿足A.82（19）決議，雷達的性能標準應滿足A.820（19）決議或MSC.192（79）決議，夜視儀的性能標準應滿足MSC.94（72）決議等等。這些要求均需在船用產品檢驗證書中體現，而船東指定的產品可能是早期品牌型號沒有這些要求，價格也就便宜很多，要滿足這些檢驗要求的產品通常為國際高端品牌，價格昂貴，只有船廠在投標前向船東提出疑議，才能避免后期的經濟損失。

二、初步設計要點

船廠中標后，就是初步設計了，設計要點為以下兩點：1.準確估算全船電力負載;2.結合船體、輪機、內裝三專業設計人員，對主要電氣設備定位布置。為什么重點考慮以上兩點，原因及設計工作下面介紹。

2.1準確估算全船電力負載，對鋁合金高速客船航行時同時使用的電氣設備的負載量，做一份電子表格，最好是結合船東提供的數據，主要包括空調、服務臺用電設備、廚房設備、充電機、無線電導航設備、艙室照明、海淡水泵、公共廣播等設備的負載參數，在這里重點計算空調與機艙風機的負載量，其中空調功率是可調整的，我們在建或己建的十余艘鋁合金高速客船上，空調的制冷與制熱量一定要算到足夠余量，保證全船的舒適度，如果全船空調加上其它負載的容量總和達到發電機總容量的80%或以上了，就需要建議船東增大發電機的容量，不然等到建造后期，對于客船的舒適度達不到，而又沒有更好的辦法改進時，就會變成設計失誤。

2.2主要電氣設備定位布置，主要的電氣設備是指主配電板、充放電板、分配電板及駕控臺設備。布置這些設備時一定要與船體、輪機、內裝三專業設計人員一起討論定位。

主配電板定位，通常主配板安裝于底甲板機艙，對于部分高速客船，為便于船東操作，將主配電板安裝于主甲板艉部的配電間，而配電間的一部分還被上駕駛甲板的樓梯占用了一部分，這樣主配電板的安裝空間需要船體設計師預留出來，船體可通過改變樓梯的傾斜度來滿足配電板安裝尺寸，如果主配電板安裝于底甲板機艙，電氣需與輪機專業協商，盡量要避開輪機的齒輪箱、通風管道、主付機排煙管、消防管道等等，如果專業間不溝通，就會造成電氣設備與輪機管道沖突，電氣設備布置空間不足的尷尬場面。

充放電板與分配電板的定位，臨時應急充放電板、無線電充放電板，分配電板它們均安裝于駕駛室或客艙服務臺或配餐間等位置，它們的定位需要提前與內裝設計人員溝通，內裝會根據配電板的尺寸做柜子及加強安裝壁，如果不及時提前溝通，待到后期安裝這些設備時，就會造成結構不強，布置不美觀的局面。

駕控臺設備定位，電氣設計人員需要提早從供應商獲取設備的外觀及開孔尺寸，將所有需要布置于駕控臺的設備，按一比一的比例畫出來并按常規操船位布置于駕控臺，然后與內裝設計人員討論，為了能布置這些設備，內裝可能需要調整個駕控臺的造型，如果不提前拿到設備尺寸，也不與內裝溝通布置，結果很可能是駕控臺布置不下應布置的設備，需要修修補補，從而導致駕控臺不美觀，增加返工成本。

三、生產設計要點

鋁合金高速客船的優點是質量輕、航速高、工藝精。達到航速高不僅僅是因為配備了高端的進口推進主機，還有一個重要的原因是設備的安裝工藝精湛。但這些施工工藝精華只有少數人掌握，并且還比較分散，我們需要把這些施工工藝做成一系列的標準，整理成冊，然后規范生產，指導生產，讓施工人員有圖可依，提高工作效率。船舶的施工工藝有很多，但是結合實際問題通過示意圖表示出來卻不多，下面介紹兩種生產設計中經常出現的標準工藝。

3.1特殊的電纜托架安裝標準工藝之一如下圖

3.2用P形夾固定電纜的標準工藝

在某些艙室天花艙壁上，電纜敷設較少不便走扁鋁的情況下，可采用P型夾固定電纜，直接用鉚釘將其固定在船體的結構上，為便于P型夾的安裝，每個電纜支撐的距離不能大于300毫米，除非P型夾完全夾住電纜，不易松動，否則需要用電纜扎帶將電纜捆扎到P型夾上，根據電纜的數量而定，盡可能地選用小型P型夾，用5-6個鉚釘將P型夾具固定到結構上。

類似上述工藝標準還有很多種，如電裝件標準、大型設備基座標準、中小型設備基座標準、電氣設備安裝工藝標準、電纜敷設工藝標準等等，標準多了，施工便簡單了，效率就提高了，無論船廠人員怎么流動，施工都不會受太大的影響。

結束語：以上介紹只是建造鋁合金高速客船設計要點的一部分，為推進我們國家船舶建造技術的提高，希望越來越多的設計人員能夠多學習國內外的先進造船技術，總結造船精華，為國家的船舶行業出一份力。

參考文獻

[1] 《船舶設計實用手冊 》電氣分冊

[2] 《國內航行海船法定檢驗技術規范》2016年修改通報