某100 000 t級成品油船泵艙現場管設置優化

劉健　吳煒

摘? ? 要：泵艙是油船設有的安放貨油泵、掃艙泵等卸貨設備的特殊場所，具有空間狹小/設備管路集中、平臺層數多、管路通徑大、建造施工時立體交叉作業頻繁等特點。探索泵艙現場管設置優化方案，可以達到降低施工難度和減少管路修改返工量的目的。本文可供大型油船管路設計和施工參考。

關鍵詞：泵艙;現場管;止動碼

中圖分類號：U662.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Optimization of Pump Room Joint Pipes of

A 100 000 t Refined Oil Tanker

LIU Jian，? WU Wei

（China Classification Society Industrial Corp，? Guangzhou 510235 ）

Abstract： The pump room is a special place of oil tankers for unloading equipment such as cargo oil pumps and stripping pumps. It has the characteristics of narrow space， concentrated equipment and pipes， multiple platforms， large pipe diameters， and frequent crossing operations during construction. The optimization of the joint pipes layout in pump room can achieve the purpose of reducing difficulty construction and the amount of rework of pipeline modification. This paper can be used as reference for pipeline design and installation of large oil tankers.

Key words： Pump room; Joint pipe; Stop bracket

1? ? ?前言

泵艙是油船設有的安放貨油泵、掃艙泵等卸貨設備的特殊場所，其內部可能還安放有壓載泵、洗艙加熱器等其他輪機設備，一般位于機艙和貨艙之間。泵艙具有空間狹小、設備管路集中、平臺層數多、管路通徑大、建造施工時立體交叉作業頻繁等特點。

本文通過對某100 000 t級成品油船泵艙管路安裝情況的分析和總結，找出比較優化的現場管設置方法和規律，以達到降低施工難度和減少修改量的目的，供同型后續船改進和其他大型油船設計和施工參考。

2? ? ?泵艙情況

本船泵艙長約8 m、寬約15 m、高約19 m，艙內主要設備有貨油泵、壓載泵、掃艙泵、噴射泵、壓載水濾器、洗艙加熱器、真空泵、真空泄放柜等。

泵艙底部長約8 m，除去貨油泵和氣汽分離筒的位置，僅剩下3.5 m，大管布置極其困難;主貨油管通徑為DN450～550，主壓載管通徑為DN450～700。當法蘭角度稍有偏差或者管子制作時長度有誤差，都會導致管口對接不上，一旦需要修改管路則返工量巨大。所以合理布置管路和設置現場管，以糾正因分段合攏精度、管子制作精度、設備安裝精度問題所造成的誤差顯得十分重要，如果現場管設置的好可以極大地減少返工修改量。

3? ? ?現場管設置優化

管路的布置原則，是力求整齊、美觀、符合使用和操縱要求，并做到便于施工、清理和拆檢修理。通過合理的布置管子分段和對現場管的型式位置的選定，盡可能擴大預制預裝率，減少因預裝引起的返工;同時，管路布置還應考慮到各種熱交換器、濾器、泵等設備的檢修和清理。

3.1? ? 連接設備現場管設置優化

3.1.1連接設備現場管設置原則

一般情況下連接設備的一段管都應設置為現場管，在確實無法都設置現場管的情況下，應優先保證大管。DN250以上現場管的長度，控制在800 mm左右最佳，最短不小于300 mm，最長不超過1 000 mm。現場管過短，會起不到調節作用或不滿足工藝要求;現場管過長，則會導致搬運、進出艙和制作困難，小通徑現場管可適當減短。

3.1.2貨油泵現場管設置優化

泵艙內安裝難度最大的是貨油泵現場管。因本船貨油泵為蒸汽透平長軸驅動式，透平機安裝在機艙透平平臺，按照貨油泵安裝工藝要求，先確定透平機位置，再調整泵的位置，貨油泵的位置有一定不確定性;貨油泵位置的不確定性，會導致管路安裝的不確定性;貨油泵工作振動和壓力較大，因此貨油泵進出口附近管子都需要設置止動碼。

對接泵管子的安裝工藝要求：

（1）設備的接管法蘭應與泵的進、出口正確配接，避免因管子的安裝變形引起設備的安裝變形;兩法蘭的中心線曲折值A≤3 ㎜，兩法蘭中心線偏移量B≤2 ㎜，兩法蘭之間的間隙量C≤1.5? ㎜（去除墊片的厚度）;

（2）管子在連接時，應按對角順序和逐步增大預緊力的原則對連接螺栓進行預緊;

（3）在管子與泵的進、出口連接的過程中，應留意設備軸系對中情況的變化，并作相應的調整。

要達到上述安裝工藝要求，必須針對現場管進行優化，泵進出口管校裝的時機是貨油泵對中報驗完畢。以1號貨油泵為例，如圖1所示。

（1）貨油泵進口：本船貨油泵的進口管是三通管（Ⅰ號管），沒有設置現場管，優化方法：首先安裝貨油泵進口的Ⅰ號管并在底部增加止動碼，按照貨油泵安裝工藝的要求調整好法蘭間隙，焊死止動碼;然后把Ⅱ、Ⅲ號管改為現場管，現場校裝，這樣可以避免拉緊螺栓時破壞泵的對中;因Ⅱ、Ⅲ號管作為現場管過長，后續船建議改短到800 mm左右;

（2）貨油泵出口：本船的出口管（IV號管）是現場管，首先校裝好IV號管;然后在此管下方增加止動碼;按照貨油泵安裝工藝的要求調整好法蘭間隙，焊死止動碼;然后再校裝V號管;

（3）3號貨油泵進出口管和1號泵一樣處理;

（4）2號貨油泵進口稍有不同，可把Ⅰ號管改短，支管相應往左邊移動，在Ⅰ號管和氣汽分離筒之間增加一根長約400 mm的現場管，止動碼也增加在這段管上。

3.1.3噴射泵現場管設置優化

噴射泵一般有三個接口：吸入口、排出口和動力口。可以選擇一個接口的管子設為預制管，另外兩個接口附近的管子設為現場管（如圖2）;原設計把Ⅰ號管設為預制管，把Ⅱ、Ⅲ號管設置為現場管，但是安裝時發現Ⅱ號管太短，只有200 mm左右，作為現場管調節效果不大而且無法安裝上，所以該管改為預制管，而把與Ⅱ號管相鄰的Ⅳ號管改為現場管現場校裝。

3.1.4 其他設備現場管

壓載濾器、壓載泵、洗艙加熱器、掃艙泵等設備，因系統工作壓力不大，不需要專門設置止動碼，設計時把與之相接的進出口短管設為現場管比較合理。

3.2? ?分段內部現場管設置優化

分段內部管路一般不需要設置現場管，但是如果一路管在剛性限制點（剛性限制點指的是穿壁貫通件、支管處、止動碼等位置）較多的情況下，還是需要設置少量現場管，長度800 mm左右。優先使用彎管作為現場管，以泵艙底分段壓載管為例，線路1和線路2均為DN500壓載管，線路3為DN450壓載管，都是大口徑管子，設計時泵艙底部并未設現場管，導致修改很多，優化情況見圖3所示。

（1） 線路1：本路管有1個固定貫通、4個固定支管，一共5個剛性固定點。保證了左邊三個支管的安裝位置就無法保證右邊支管的安裝位置，需要把管Ⅰ改為現場管才能調節右邊支管安裝位置的準確;

（2）線路2：本路管有1個固定貫通、7個固定支管，一共8個剛性固定點。貫通和支管主要集中在右側，為保證右側管子的安裝，必須先安裝右側的管子并把管子位置做一定調整，安裝完后會導致線路2和線路1接口處稍有錯位，無法對接，所以需要把管Ⅱ改為現場管;

（3）線路3：本路管只有1個固定貫通、1個固定支管，但是左側支管處為了保證和線路1能對接上已經無法調節，右側的貫通同樣調節不了太多，導致整路管有一組法蘭安裝不了，需要設置一條現場管。我們選擇管Ⅲ作為現場管，原因是這個管是90°彎管，能調節兩個方向的安裝尺寸，長度也較合適。

3.3? ?分段、總段合攏縫處現場管設置優化

一般泵艙管路的走向都是從泵艙頂到艙底的上下走向，為了避開設備及其他結構，也會有很多左右走向的管路。

分段、總段合攏縫現場管設置原則：

（1）如果整路管都是直管且基本沒有支管的情況下，只需要選擇在某個總段的合攏縫處設置一條現場管即可;

（2）如果整路管子彎頭和支管較多情況下，就要考慮多設置一些現場管，特別是DN100以上大管很難調節，容易出現管口錯位對接不上，需要在更多的總段和分段合攏縫處設置現場管;但對于DN100以下小管路，僅在總段合攏縫位置設置現場管即可，即使安裝時發現無法對接，修改管路也相對容易。

如圖4所示，壓載水排舷外管通徑為DN650，設計時這路管只在總段和總段之間的合攏縫設置了一條現場管（管Ⅰ），安裝時發現分段合攏縫處的兩根管法蘭錯位很大，無法對接，需要把分段合攏縫處的管Ⅱ改為現場管，才能安裝到位。

4? ? ?現場管校裝方法

（1）直接校裝法

直接校裝法就是在校裝現場，直接使用實際管材和法蘭進行校裝，校裝完后搬運出艙進行焊接和表面處理作業，最后安裝回管路上。此方法主要用于DN100及以下的小管子，因為這些管子通徑小、重量輕，處理起來較為容易。

（2）假管真做法

假管真做法就是在校管現場用臨時材料（主要是法蘭和角鋼）制作成管子的模型框架，再將此框架送往校管場地用實際的管材和法蘭進行真管的制作和表面處理，最后安裝回管路上。這個模型框架稱之為假管，此方法一般用于DN100以上大管，使用臨時材料可以大大減少管子重量，方便校裝和搬運。

假管制作時，首先需要調整所校管的兩端連接法蘭，以達到與相應連接管中心線一致;然后將假管的法蘭、墊片用螺栓與所連接管的法蘭緊固;一組法蘭至少應裝4個螺栓，且不應少于法蘭螺栓孔數的一半;螺栓應均勻對角分布安裝，用對角交叉法逐個用扳手緊固;最后量取、切割相應規格的角鋼，將相應規格角鋼在法蘭外圓均布裝配、焊接牢固。

5? ? 總結

本文通過對泵艙現場管設置優化的探索，總結出油船泵艙現場管設置和校裝的一些方法和規律：

（1）一般情況下連接設備的一段管都應設置現場管;在確實無法都設置現場管的情況下，優先保證大管，貨油泵泵口位置與泵連接的管子，建議設置止動碼，第二根管設置現場管;

（2）現場管長度最好控制在800 mm左右，最短不小于300 mm，最長不超過1 000 mm;

（3）現場管優先選用彎管;

（4）分段內部管路，一般不需要設置現場管;但對某路管在剛性限制點較多的情況下，還是需要設置少量現場管;

（5）分段、總段合攏縫處現場管設置：如果整路管都是直管且基本沒有支管的情況下，只需要選擇其中一個總段合攏縫處設置現場管即可;如果整路管彎頭和支管較多，就要考慮在更多的總段或者分段合攏縫處也設置現場管;

（6）制作現場管時，DN100及以下現場管一般可采取直接校裝方法，DN100以上現場管，一般采取假管真做的方法，以減少管子重量，方便校裝和搬運。

通過此次泵艙現場管設置優化，解決了本船泵艙管路安裝過程中遇到的問題，同時大幅減少了同型后續船的管路修改返工量，對其他大型油船管路設計和施工也能起到很好的參考作用。

參考文獻

[1]船舶設計實用手冊輪機分冊[M].北京：國防工業出版社，2013.