海輔環(huán)保船特殊系統(tǒng)設(shè)計

任曉莉+向功順+丁長健+孫建

摘 要：以6000HP環(huán)保船為藍(lán)本，對環(huán)保類多功能海輔船壓縮空氣系統(tǒng)從設(shè)備選型到系統(tǒng)設(shè)計，進(jìn)行了比較分析式的初步研究.提出了跨行業(yè)技術(shù)優(yōu)化整合的優(yōu)勢和必要性，它也將是特殊船舶設(shè)計的趨勢，以期為以后該類船舶的選型設(shè)計提供參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)保船 海輔船 散料系統(tǒng) 氮?dú)庀到y(tǒng) 空氣壓縮系統(tǒng) 特殊系統(tǒng) 船舶設(shè)計

課題的提出

隨著我國海洋開發(fā)進(jìn)程的加速，海輔船的國內(nèi)自主設(shè)計和制造，船上特殊系統(tǒng)設(shè)備的國產(chǎn)化，都給我們帶來了新的研究課題和行業(yè)發(fā)展的空間。本文將以我國自主設(shè)計和制造的6000HP海洋輔助環(huán)保船為藍(lán)本，對海輔船特殊系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備選型的優(yōu)化進(jìn)行闡述。

就通用性而言，船舶只是一個普遍意義上的運(yùn)輸工具.當(dāng)他被應(yīng)用于某個特殊行業(yè)時，就必須適應(yīng)該行業(yè)的要求，滿足客戶定制需求，將某些特殊系統(tǒng)安裝在船上并與船上服務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)籌結(jié)合，而不是簡單的疊加，兩個領(lǐng)域的設(shè)計理念互相借鑒和滲透，讓船舶設(shè)計在創(chuàng)新的路上可以走得更遠(yuǎn)，這應(yīng)該視為現(xiàn)代意義上船舶設(shè)計和建造概念的拓展，也成為了減少船舶建造和使用成本的一個突破口。

海輔船的特殊系統(tǒng)

本文所述的海洋工程輔助環(huán)保船主要特殊系統(tǒng)包括：干散貨運(yùn)輸，浮油回收，一級對外消防等，這也是大多數(shù)海輔船共有的特殊系統(tǒng)。本文將對干散貨系統(tǒng)和氮?dú)庀到y(tǒng)的選型和綜合布置設(shè)計進(jìn)行探討，作為該類型船舶特殊系統(tǒng)設(shè)計研究的一個實(shí)例.這兩個系統(tǒng)中空壓機(jī)都是其核心動力源。

該船入級中國船級社CCS， 船級符號為：

1、干散貨系統(tǒng)

該系統(tǒng)用于裝載比重在0.96 和2.5間的干貨，全船共設(shè)4個立式鋼質(zhì)貨罐，共170m3， 分為兩個前、后獨(dú)立的系統(tǒng)，能通過兩套獨(dú)立管系裝載/卸載兩種不同貨物，加料和出料采用公共管道，兩臺空壓機(jī)可以互為備用，透氣為單獨(dú)管。干散貨罐設(shè)計壓力0.6 MPa。

能從位于駕駛室后控制站的集中控制面板上操縱裝/卸貨，ECR集控臺上設(shè)系統(tǒng)監(jiān)視面板。

散料系統(tǒng)系統(tǒng)主要設(shè)備及組成：①散料罐；②空氣壓縮機(jī)組；③冷凍式空氣干燥機(jī)組；④閥件及接頭；⑤儀表與傳感器；⑥旋風(fēng)除塵器和集灰罐；⑦噴射泵系統(tǒng)及氣動閥門供氣系統(tǒng)；⑧控制系統(tǒng)（由船廠負(fù)責(zé)提供電纜和安裝）；⑨管路系統(tǒng)及壓縮機(jī)和冷干機(jī)水冷卻系統(tǒng)（船廠負(fù)責(zé)提供設(shè)備和安裝）。

為了避免裝卸散裝水泥時污染海面，本船配備了旋風(fēng)除塵器和集灰罐，該裝置為廠家非標(biāo)準(zhǔn)配置，訂貨時特別提出.由于本船空間狹小，選擇了內(nèi)置式除塵器。氣動閥門供氣系統(tǒng)由船上控制空氣系統(tǒng)提供。

2、氮?dú)獍l(fā)生裝置系統(tǒng)

該船油井測試液和閃點(diǎn)低於60C的浮油回收液及輕柴油共用貨艙。船服務(wù)海域的油井測試液經(jīng)化驗(yàn)有硫化氫氣體.本船油井測試液和浮油回收艙共4個，總體積495m3，不受SOLAS第II-2章B部分第5.5節(jié)和marpol要求大于20000噸級以上液貨船需要裝惰性氣體的要求的限制：本船也不受IBC CODE 17章所列貨品的限制要求.但船東出于安全考慮要求配備氮?dú)獍l(fā)生器.按中國船級社CCS，第6篇第4章 第2節(jié)要求一般氮?dú)獍l(fā)生器應(yīng)由兩臺空壓機(jī)提供氣源，且平均負(fù)擔(dān)總?cè)萘浚一閭溆谩?/p>

該船氮?dú)獍l(fā)生器容量為250m3/h， 氮?dú)庥脕砜刂聘∮突厥张搩?nèi)氣體組分及艙內(nèi)大氣壓力；在測試井液、污油水/浮油回收艙儲液前或排液時用氮?dú)庵脫Q艙內(nèi)易燃、易爆、有毒氣體，將艙內(nèi)最后混合氣體組分降至臨爆點(diǎn)以下；外輸結(jié)束后吹掃測試井液、污油水及浮油回收注入及外供管線。氮?dú)獍l(fā)生裝置報警系統(tǒng)將延續(xù)至機(jī)艙集控室及駕駛臺。

主要設(shè)備及組成：空壓機(jī)，冷干機(jī)（空氣凈化單元），主管路過濾器，高效除油過濾器，空氣罐，制氮機(jī)，氮?dú)夤?，吸附塔，氧分析儀，渦街流量計，主控制箱。

目前行業(yè)內(nèi)氮?dú)獍l(fā)生器有PSA分子塞和滲透膜式兩種類型，滲透膜式的純度較高，用于化學(xué)品船純度要求較高的貨品。鑒于耗能低，維護(hù)成本低，安裝空間小，操作便利和船東使用習(xí)慣統(tǒng)籌考慮，本船選用了PSA分子塞形式的氮?dú)獍l(fā)生器。

此套設(shè)備為四個撬塊。兩臺空壓機(jī)為獨(dú)立兩個撬塊，空氣凈化為整體部分（包括空氣干燥器，油濾器等），制氮為一個撬塊。在布置時制氮撬塊要放在通風(fēng)的空間，氮?dú)鉂舛葯z測裝置在危險區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備為防爆型（防暴等級：IIA-T3），電信號傳輸需加防爆隔離柵防爆保護(hù).

設(shè)計組合優(yōu)化

1、原系統(tǒng)設(shè)計

空間狹小，設(shè)備繁多是海輔船的一大特點(diǎn)。機(jī)艙和設(shè)備艙的擁擠程度非普通運(yùn)輸船型可比擬的.氮?dú)獍l(fā)生器和散貨系統(tǒng)的布置如圖1所示， 放置于機(jī)艙內(nèi)上下相鄰的兩層處所..兩套系統(tǒng)均配有獨(dú)立的服務(wù)用空壓機(jī)。

2、系統(tǒng)優(yōu)化組合的考慮

浮油回收用氮?dú)庀到y(tǒng)和散裝水泥運(yùn)輸系統(tǒng)都需要用到壓縮空氣作為動力源，而船上柴油機(jī)也有啟動空壓機(jī)和全船雜用空壓機(jī)，我們試著將幾種空壓機(jī)進(jìn)行組合，盡量減少船上設(shè)備的種類和數(shù)量。我們設(shè)想了另外兩種方案。

方案一： 原方案

方案二：氮?dú)夂蜕⒇浛諌簷C(jī)由原來的各兩臺，組合成3臺，一大兩?。▋蓮S家已達(dá)成協(xié)議）

方案三：氮?dú)夂蜕⒇浛諌簷C(jī)，由兩臺散貨空壓機(jī)替代（在協(xié)議之后的方案）

船級社對制氮空壓機(jī)和干散貨空壓機(jī)是否獨(dú)立于主空壓機(jī)或相互獨(dú)立不做要求，主空壓機(jī)可用作其它用途。兼顧操作的安全可靠及便利性，船舶公司使用習(xí)慣，人員配備等多方面因素，權(quán)衡利弊，船東最后還是選用原方案.由于上述兩個系統(tǒng)不會同時使用，且船公司操作這兩個系統(tǒng)的船員為同一批船員，因工作有繼承性和熟練性，按規(guī)程操作不會有誤操作的可能.散料運(yùn)送系統(tǒng)對海輔船來說任務(wù)較多，而浮油回收任務(wù)較少，設(shè)備使用頻率也少，干散貨空壓機(jī)50%的容量剛好是氮?dú)獍l(fā)生器的100%容量要求，且空壓機(jī)有這樣的兩檔設(shè)計，所以，方案三的優(yōu)勢明顯，只是該項(xiàng)目時間緊，沒能進(jìn)一步細(xì)化研究，在以后的應(yīng)用中，應(yīng)優(yōu)先考慮方案三。

3、三種方案的優(yōu)劣比較

跨行業(yè)整合并優(yōu)化設(shè)計的展望

此次環(huán)保型海輔船的設(shè)計建造，給我們帶來了認(rèn)識海洋平臺領(lǐng)域并與之合作的一個機(jī)會。以后特殊領(lǐng)域的特殊要求的運(yùn)輸工具會隨著社會科技的發(fā)展不斷的涌現(xiàn)，與此類似的跨行業(yè)交叉領(lǐng)域的船舶設(shè)計將是船舶領(lǐng)域的一個新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。因此對設(shè)計人員深度了解和理解船東的需求，將提到一個更高的層次。在深入了解客戶使用習(xí)慣，工況要求的過程中，不斷完善設(shè)計，兼顧船舶通用性和特殊領(lǐng)域特殊系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)融合設(shè)計，使系統(tǒng)簡潔，易操作，維護(hù)簡單，同時降低船舶的建造和使用成本的實(shí)踐方面，將迎來一個新的局面。另外，如何在保證運(yùn)營安全，避免誤操作下的系統(tǒng)簡化，是值得我們設(shè)計人員深入研究的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國船級社鋼制海船入級規(guī)范.北京人民交通出版社，2013

[2] Solas國際海洋人命安全公約 2010年綜合版本 國際海事組織

[3] Marpol國際海洋防止船舶污染公約 1999年合訂本 北京人民交通出版社

[4] IBC CODE 國際散裝運(yùn)輸液體危險化學(xué)品船舶的構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則

2000年合訂本 中華人民共和國海事局

[5]IMDG CODE國際海上危險貨物運(yùn)輸規(guī)則 2012版 國際海事組織

[6] <<船舶設(shè)計實(shí)用手冊>> 國防工業(yè)出版社

（第一作者單位：廣州黃埔文沖船廠）

摘 要：以6000HP環(huán)保船為藍(lán)本，對環(huán)保類多功能海輔船壓縮空氣系統(tǒng)從設(shè)備選型到系統(tǒng)設(shè)計，進(jìn)行了比較分析式的初步研究.提出了跨行業(yè)技術(shù)優(yōu)化整合的優(yōu)勢和必要性，它也將是特殊船舶設(shè)計的趨勢，以期為以后該類船舶的選型設(shè)計提供參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)保船 海輔船 散料系統(tǒng) 氮?dú)庀到y(tǒng) 空氣壓縮系統(tǒng) 特殊系統(tǒng) 船舶設(shè)計

課題的提出

隨著我國海洋開發(fā)進(jìn)程的加速，海輔船的國內(nèi)自主設(shè)計和制造，船上特殊系統(tǒng)設(shè)備的國產(chǎn)化，都給我們帶來了新的研究課題和行業(yè)發(fā)展的空間。本文將以我國自主設(shè)計和制造的6000HP海洋輔助環(huán)保船為藍(lán)本，對海輔船特殊系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備選型的優(yōu)化進(jìn)行闡述。

就通用性而言，船舶只是一個普遍意義上的運(yùn)輸工具.當(dāng)他被應(yīng)用于某個特殊行業(yè)時，就必須適應(yīng)該行業(yè)的要求，滿足客戶定制需求，將某些特殊系統(tǒng)安裝在船上并與船上服務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)籌結(jié)合，而不是簡單的疊加，兩個領(lǐng)域的設(shè)計理念互相借鑒和滲透，讓船舶設(shè)計在創(chuàng)新的路上可以走得更遠(yuǎn)，這應(yīng)該視為現(xiàn)代意義上船舶設(shè)計和建造概念的拓展，也成為了減少船舶建造和使用成本的一個突破口。

海輔船的特殊系統(tǒng)

本文所述的海洋工程輔助環(huán)保船主要特殊系統(tǒng)包括：干散貨運(yùn)輸，浮油回收，一級對外消防等，這也是大多數(shù)海輔船共有的特殊系統(tǒng)。本文將對干散貨系統(tǒng)和氮?dú)庀到y(tǒng)的選型和綜合布置設(shè)計進(jìn)行探討，作為該類型船舶特殊系統(tǒng)設(shè)計研究的一個實(shí)例.這兩個系統(tǒng)中空壓機(jī)都是其核心動力源。

該船入級中國船級社CCS， 船級符號為：

1、干散貨系統(tǒng)

該系統(tǒng)用于裝載比重在0.96 和2.5間的干貨，全船共設(shè)4個立式鋼質(zhì)貨罐，共170m3， 分為兩個前、后獨(dú)立的系統(tǒng)，能通過兩套獨(dú)立管系裝載/卸載兩種不同貨物，加料和出料采用公共管道，兩臺空壓機(jī)可以互為備用，透氣為單獨(dú)管。干散貨罐設(shè)計壓力0.6 MPa。

能從位于駕駛室后控制站的集中控制面板上操縱裝/卸貨，ECR集控臺上設(shè)系統(tǒng)監(jiān)視面板。

散料系統(tǒng)系統(tǒng)主要設(shè)備及組成：①散料罐；②空氣壓縮機(jī)組；③冷凍式空氣干燥機(jī)組；④閥件及接頭；⑤儀表與傳感器；⑥旋風(fēng)除塵器和集灰罐；⑦噴射泵系統(tǒng)及氣動閥門供氣系統(tǒng)；⑧控制系統(tǒng)（由船廠負(fù)責(zé)提供電纜和安裝）；⑨管路系統(tǒng)及壓縮機(jī)和冷干機(jī)水冷卻系統(tǒng)（船廠負(fù)責(zé)提供設(shè)備和安裝）。

為了避免裝卸散裝水泥時污染海面，本船配備了旋風(fēng)除塵器和集灰罐，該裝置為廠家非標(biāo)準(zhǔn)配置，訂貨時特別提出.由于本船空間狹小，選擇了內(nèi)置式除塵器。氣動閥門供氣系統(tǒng)由船上控制空氣系統(tǒng)提供。

2、氮?dú)獍l(fā)生裝置系統(tǒng)

該船油井測試液和閃點(diǎn)低於60C的浮油回收液及輕柴油共用貨艙。船服務(wù)海域的油井測試液經(jīng)化驗(yàn)有硫化氫氣體.本船油井測試液和浮油回收艙共4個，總體積495m3，不受SOLAS第II-2章B部分第5.5節(jié)和marpol要求大于20000噸級以上液貨船需要裝惰性氣體的要求的限制：本船也不受IBC CODE 17章所列貨品的限制要求.但船東出于安全考慮要求配備氮?dú)獍l(fā)生器.按中國船級社CCS，第6篇第4章 第2節(jié)要求一般氮?dú)獍l(fā)生器應(yīng)由兩臺空壓機(jī)提供氣源，且平均負(fù)擔(dān)總?cè)萘浚一閭溆谩?/p>

該船氮?dú)獍l(fā)生器容量為250m3/h， 氮?dú)庥脕砜刂聘∮突厥张搩?nèi)氣體組分及艙內(nèi)大氣壓力；在測試井液、污油水/浮油回收艙儲液前或排液時用氮?dú)庵脫Q艙內(nèi)易燃、易爆、有毒氣體，將艙內(nèi)最后混合氣體組分降至臨爆點(diǎn)以下；外輸結(jié)束后吹掃測試井液、污油水及浮油回收注入及外供管線。氮?dú)獍l(fā)生裝置報警系統(tǒng)將延續(xù)至機(jī)艙集控室及駕駛臺。

主要設(shè)備及組成：空壓機(jī)，冷干機(jī)（空氣凈化單元），主管路過濾器，高效除油過濾器，空氣罐，制氮機(jī)，氮?dú)夤?，吸附塔，氧分析儀，渦街流量計，主控制箱。

目前行業(yè)內(nèi)氮?dú)獍l(fā)生器有PSA分子塞和滲透膜式兩種類型，滲透膜式的純度較高，用于化學(xué)品船純度要求較高的貨品。鑒于耗能低，維護(hù)成本低，安裝空間小，操作便利和船東使用習(xí)慣統(tǒng)籌考慮，本船選用了PSA分子塞形式的氮?dú)獍l(fā)生器。

此套設(shè)備為四個撬塊。兩臺空壓機(jī)為獨(dú)立兩個撬塊，空氣凈化為整體部分（包括空氣干燥器，油濾器等），制氮為一個撬塊。在布置時制氮撬塊要放在通風(fēng)的空間，氮?dú)鉂舛葯z測裝置在危險區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備為防爆型（防暴等級：IIA-T3），電信號傳輸需加防爆隔離柵防爆保護(hù).

設(shè)計組合優(yōu)化

1、原系統(tǒng)設(shè)計

空間狹小，設(shè)備繁多是海輔船的一大特點(diǎn)。機(jī)艙和設(shè)備艙的擁擠程度非普通運(yùn)輸船型可比擬的.氮?dú)獍l(fā)生器和散貨系統(tǒng)的布置如圖1所示， 放置于機(jī)艙內(nèi)上下相鄰的兩層處所..兩套系統(tǒng)均配有獨(dú)立的服務(wù)用空壓機(jī)。

2、系統(tǒng)優(yōu)化組合的考慮

浮油回收用氮?dú)庀到y(tǒng)和散裝水泥運(yùn)輸系統(tǒng)都需要用到壓縮空氣作為動力源，而船上柴油機(jī)也有啟動空壓機(jī)和全船雜用空壓機(jī)，我們試著將幾種空壓機(jī)進(jìn)行組合，盡量減少船上設(shè)備的種類和數(shù)量。我們設(shè)想了另外兩種方案。

方案一： 原方案

方案二：氮?dú)夂蜕⒇浛諌簷C(jī)由原來的各兩臺，組合成3臺，一大兩?。▋蓮S家已達(dá)成協(xié)議）

方案三：氮?dú)夂蜕⒇浛諌簷C(jī)，由兩臺散貨空壓機(jī)替代（在協(xié)議之后的方案）

船級社對制氮空壓機(jī)和干散貨空壓機(jī)是否獨(dú)立于主空壓機(jī)或相互獨(dú)立不做要求，主空壓機(jī)可用作其它用途。兼顧操作的安全可靠及便利性，船舶公司使用習(xí)慣，人員配備等多方面因素，權(quán)衡利弊，船東最后還是選用原方案.由于上述兩個系統(tǒng)不會同時使用，且船公司操作這兩個系統(tǒng)的船員為同一批船員，因工作有繼承性和熟練性，按規(guī)程操作不會有誤操作的可能.散料運(yùn)送系統(tǒng)對海輔船來說任務(wù)較多，而浮油回收任務(wù)較少，設(shè)備使用頻率也少，干散貨空壓機(jī)50%的容量剛好是氮?dú)獍l(fā)生器的100%容量要求，且空壓機(jī)有這樣的兩檔設(shè)計，所以，方案三的優(yōu)勢明顯，只是該項(xiàng)目時間緊，沒能進(jìn)一步細(xì)化研究，在以后的應(yīng)用中，應(yīng)優(yōu)先考慮方案三。

3、三種方案的優(yōu)劣比較

跨行業(yè)整合并優(yōu)化設(shè)計的展望

此次環(huán)保型海輔船的設(shè)計建造，給我們帶來了認(rèn)識海洋平臺領(lǐng)域并與之合作的一個機(jī)會。以后特殊領(lǐng)域的特殊要求的運(yùn)輸工具會隨著社會科技的發(fā)展不斷的涌現(xiàn)，與此類似的跨行業(yè)交叉領(lǐng)域的船舶設(shè)計將是船舶領(lǐng)域的一個新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。因此對設(shè)計人員深度了解和理解船東的需求，將提到一個更高的層次。在深入了解客戶使用習(xí)慣，工況要求的過程中，不斷完善設(shè)計，兼顧船舶通用性和特殊領(lǐng)域特殊系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)融合設(shè)計，使系統(tǒng)簡潔，易操作，維護(hù)簡單，同時降低船舶的建造和使用成本的實(shí)踐方面，將迎來一個新的局面。另外，如何在保證運(yùn)營安全，避免誤操作下的系統(tǒng)簡化，是值得我們設(shè)計人員深入研究的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國船級社鋼制海船入級規(guī)范.北京人民交通出版社，2013

[2] Solas國際海洋人命安全公約 2010年綜合版本 國際海事組織

[3] Marpol國際海洋防止船舶污染公約 1999年合訂本 北京人民交通出版社

[4] IBC CODE 國際散裝運(yùn)輸液體危險化學(xué)品船舶的構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則

2000年合訂本 中華人民共和國海事局

[5]IMDG CODE國際海上危險貨物運(yùn)輸規(guī)則 2012版 國際海事組織

[6] <<船舶設(shè)計實(shí)用手冊>> 國防工業(yè)出版社

（第一作者單位：廣州黃埔文沖船廠）

摘 要：以6000HP環(huán)保船為藍(lán)本，對環(huán)保類多功能海輔船壓縮空氣系統(tǒng)從設(shè)備選型到系統(tǒng)設(shè)計，進(jìn)行了比較分析式的初步研究.提出了跨行業(yè)技術(shù)優(yōu)化整合的優(yōu)勢和必要性，它也將是特殊船舶設(shè)計的趨勢，以期為以后該類船舶的選型設(shè)計提供參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)保船 海輔船 散料系統(tǒng) 氮?dú)庀到y(tǒng) 空氣壓縮系統(tǒng) 特殊系統(tǒng) 船舶設(shè)計

課題的提出

隨著我國海洋開發(fā)進(jìn)程的加速，海輔船的國內(nèi)自主設(shè)計和制造，船上特殊系統(tǒng)設(shè)備的國產(chǎn)化，都給我們帶來了新的研究課題和行業(yè)發(fā)展的空間。本文將以我國自主設(shè)計和制造的6000HP海洋輔助環(huán)保船為藍(lán)本，對海輔船特殊系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備選型的優(yōu)化進(jìn)行闡述。

就通用性而言，船舶只是一個普遍意義上的運(yùn)輸工具.當(dāng)他被應(yīng)用于某個特殊行業(yè)時，就必須適應(yīng)該行業(yè)的要求，滿足客戶定制需求，將某些特殊系統(tǒng)安裝在船上并與船上服務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)籌結(jié)合，而不是簡單的疊加，兩個領(lǐng)域的設(shè)計理念互相借鑒和滲透，讓船舶設(shè)計在創(chuàng)新的路上可以走得更遠(yuǎn)，這應(yīng)該視為現(xiàn)代意義上船舶設(shè)計和建造概念的拓展，也成為了減少船舶建造和使用成本的一個突破口。

海輔船的特殊系統(tǒng)

本文所述的海洋工程輔助環(huán)保船主要特殊系統(tǒng)包括：干散貨運(yùn)輸，浮油回收，一級對外消防等，這也是大多數(shù)海輔船共有的特殊系統(tǒng)。本文將對干散貨系統(tǒng)和氮?dú)庀到y(tǒng)的選型和綜合布置設(shè)計進(jìn)行探討，作為該類型船舶特殊系統(tǒng)設(shè)計研究的一個實(shí)例.這兩個系統(tǒng)中空壓機(jī)都是其核心動力源。

該船入級中國船級社CCS， 船級符號為：

1、干散貨系統(tǒng)

該系統(tǒng)用于裝載比重在0.96 和2.5間的干貨，全船共設(shè)4個立式鋼質(zhì)貨罐，共170m3， 分為兩個前、后獨(dú)立的系統(tǒng)，能通過兩套獨(dú)立管系裝載/卸載兩種不同貨物，加料和出料采用公共管道，兩臺空壓機(jī)可以互為備用，透氣為單獨(dú)管。干散貨罐設(shè)計壓力0.6 MPa。

能從位于駕駛室后控制站的集中控制面板上操縱裝/卸貨，ECR集控臺上設(shè)系統(tǒng)監(jiān)視面板。

散料系統(tǒng)系統(tǒng)主要設(shè)備及組成：①散料罐；②空氣壓縮機(jī)組；③冷凍式空氣干燥機(jī)組；④閥件及接頭；⑤儀表與傳感器；⑥旋風(fēng)除塵器和集灰罐；⑦噴射泵系統(tǒng)及氣動閥門供氣系統(tǒng)；⑧控制系統(tǒng)（由船廠負(fù)責(zé)提供電纜和安裝）；⑨管路系統(tǒng)及壓縮機(jī)和冷干機(jī)水冷卻系統(tǒng)（船廠負(fù)責(zé)提供設(shè)備和安裝）。

為了避免裝卸散裝水泥時污染海面，本船配備了旋風(fēng)除塵器和集灰罐，該裝置為廠家非標(biāo)準(zhǔn)配置，訂貨時特別提出.由于本船空間狹小，選擇了內(nèi)置式除塵器。氣動閥門供氣系統(tǒng)由船上控制空氣系統(tǒng)提供。

2、氮?dú)獍l(fā)生裝置系統(tǒng)

該船油井測試液和閃點(diǎn)低於60C的浮油回收液及輕柴油共用貨艙。船服務(wù)海域的油井測試液經(jīng)化驗(yàn)有硫化氫氣體.本船油井測試液和浮油回收艙共4個，總體積495m3，不受SOLAS第II-2章B部分第5.5節(jié)和marpol要求大于20000噸級以上液貨船需要裝惰性氣體的要求的限制：本船也不受IBC CODE 17章所列貨品的限制要求.但船東出于安全考慮要求配備氮?dú)獍l(fā)生器.按中國船級社CCS，第6篇第4章 第2節(jié)要求一般氮?dú)獍l(fā)生器應(yīng)由兩臺空壓機(jī)提供氣源，且平均負(fù)擔(dān)總?cè)萘浚一閭溆谩?/p>

該船氮?dú)獍l(fā)生器容量為250m3/h， 氮?dú)庥脕砜刂聘∮突厥张搩?nèi)氣體組分及艙內(nèi)大氣壓力；在測試井液、污油水/浮油回收艙儲液前或排液時用氮?dú)庵脫Q艙內(nèi)易燃、易爆、有毒氣體，將艙內(nèi)最后混合氣體組分降至臨爆點(diǎn)以下；外輸結(jié)束后吹掃測試井液、污油水及浮油回收注入及外供管線。氮?dú)獍l(fā)生裝置報警系統(tǒng)將延續(xù)至機(jī)艙集控室及駕駛臺。

主要設(shè)備及組成：空壓機(jī)，冷干機(jī)（空氣凈化單元），主管路過濾器，高效除油過濾器，空氣罐，制氮機(jī)，氮?dú)夤?，吸附塔，氧分析儀，渦街流量計，主控制箱。

目前行業(yè)內(nèi)氮?dú)獍l(fā)生器有PSA分子塞和滲透膜式兩種類型，滲透膜式的純度較高，用于化學(xué)品船純度要求較高的貨品。鑒于耗能低，維護(hù)成本低，安裝空間小，操作便利和船東使用習(xí)慣統(tǒng)籌考慮，本船選用了PSA分子塞形式的氮?dú)獍l(fā)生器。

此套設(shè)備為四個撬塊。兩臺空壓機(jī)為獨(dú)立兩個撬塊，空氣凈化為整體部分（包括空氣干燥器，油濾器等），制氮為一個撬塊。在布置時制氮撬塊要放在通風(fēng)的空間，氮?dú)鉂舛葯z測裝置在危險區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備為防爆型（防暴等級：IIA-T3），電信號傳輸需加防爆隔離柵防爆保護(hù).

設(shè)計組合優(yōu)化

1、原系統(tǒng)設(shè)計

空間狹小，設(shè)備繁多是海輔船的一大特點(diǎn)。機(jī)艙和設(shè)備艙的擁擠程度非普通運(yùn)輸船型可比擬的.氮?dú)獍l(fā)生器和散貨系統(tǒng)的布置如圖1所示， 放置于機(jī)艙內(nèi)上下相鄰的兩層處所..兩套系統(tǒng)均配有獨(dú)立的服務(wù)用空壓機(jī)。

2、系統(tǒng)優(yōu)化組合的考慮

浮油回收用氮?dú)庀到y(tǒng)和散裝水泥運(yùn)輸系統(tǒng)都需要用到壓縮空氣作為動力源，而船上柴油機(jī)也有啟動空壓機(jī)和全船雜用空壓機(jī)，我們試著將幾種空壓機(jī)進(jìn)行組合，盡量減少船上設(shè)備的種類和數(shù)量。我們設(shè)想了另外兩種方案。

方案一： 原方案

方案二：氮?dú)夂蜕⒇浛諌簷C(jī)由原來的各兩臺，組合成3臺，一大兩?。▋蓮S家已達(dá)成協(xié)議）

方案三：氮?dú)夂蜕⒇浛諌簷C(jī)，由兩臺散貨空壓機(jī)替代（在協(xié)議之后的方案）

船級社對制氮空壓機(jī)和干散貨空壓機(jī)是否獨(dú)立于主空壓機(jī)或相互獨(dú)立不做要求，主空壓機(jī)可用作其它用途。兼顧操作的安全可靠及便利性，船舶公司使用習(xí)慣，人員配備等多方面因素，權(quán)衡利弊，船東最后還是選用原方案.由于上述兩個系統(tǒng)不會同時使用，且船公司操作這兩個系統(tǒng)的船員為同一批船員，因工作有繼承性和熟練性，按規(guī)程操作不會有誤操作的可能.散料運(yùn)送系統(tǒng)對海輔船來說任務(wù)較多，而浮油回收任務(wù)較少，設(shè)備使用頻率也少，干散貨空壓機(jī)50%的容量剛好是氮?dú)獍l(fā)生器的100%容量要求，且空壓機(jī)有這樣的兩檔設(shè)計，所以，方案三的優(yōu)勢明顯，只是該項(xiàng)目時間緊，沒能進(jìn)一步細(xì)化研究，在以后的應(yīng)用中，應(yīng)優(yōu)先考慮方案三。

3、三種方案的優(yōu)劣比較

跨行業(yè)整合并優(yōu)化設(shè)計的展望

此次環(huán)保型海輔船的設(shè)計建造，給我們帶來了認(rèn)識海洋平臺領(lǐng)域并與之合作的一個機(jī)會。以后特殊領(lǐng)域的特殊要求的運(yùn)輸工具會隨著社會科技的發(fā)展不斷的涌現(xiàn)，與此類似的跨行業(yè)交叉領(lǐng)域的船舶設(shè)計將是船舶領(lǐng)域的一個新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。因此對設(shè)計人員深度了解和理解船東的需求，將提到一個更高的層次。在深入了解客戶使用習(xí)慣，工況要求的過程中，不斷完善設(shè)計，兼顧船舶通用性和特殊領(lǐng)域特殊系統(tǒng)的要求，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)融合設(shè)計，使系統(tǒng)簡潔，易操作，維護(hù)簡單，同時降低船舶的建造和使用成本的實(shí)踐方面，將迎來一個新的局面。另外，如何在保證運(yùn)營安全，避免誤操作下的系統(tǒng)簡化，是值得我們設(shè)計人員深入研究的課題。

參考文獻(xiàn)：

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[2] Solas國際海洋人命安全公約 2010年綜合版本 國際海事組織

[3] Marpol國際海洋防止船舶污染公約 1999年合訂本 北京人民交通出版社

[4] IBC CODE 國際散裝運(yùn)輸液體危險化學(xué)品船舶的構(gòu)造和設(shè)備規(guī)則

2000年合訂本 中華人民共和國海事局

[5]IMDG CODE國際海上危險貨物運(yùn)輸規(guī)則 2012版 國際海事組織

[6] <<船舶設(shè)計實(shí)用手冊>> 國防工業(yè)出版社

（第一作者單位：廣州黃埔文沖船廠）