散貨船貨艙通風(fēng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)

王井豐錢　 明（1.中交海洋工程船舶技術(shù)研究中心有限公司 上海200125；2.上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司 上海200125）

散貨船貨艙通風(fēng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)

王井豐1，2錢 明1，2
（1.中交海洋工程船舶技術(shù)研究中心有限公司 上海200125；2.上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司 上海200125）

散貨船的貨艙根據(jù)裝載貨品的不同需配置自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，通常以自然通風(fēng)型式居多。某型系列散貨船貨艙通風(fēng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置采取自然通風(fēng)型式，但因多個(gè)意向船東提出貨艙需要機(jī)械通風(fēng)配置，故在原自然通風(fēng)配置基礎(chǔ)上進(jìn)行了機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)。文中介紹了貨艙機(jī)械通風(fēng)需滿足的規(guī)則規(guī)范，給出了機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案以及自然通風(fēng)改為機(jī)械通風(fēng)需要做的設(shè)計(jì)修改，可供相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考。

散貨船；貨艙；自然通風(fēng)；機(jī)械通風(fēng)

引　言

散貨船是專門用來運(yùn)輸散裝的貨物，諸如煤炭、礦砂、谷物等大宗干散貨物的船舶。按照運(yùn)載貨品的不同，貨艙要配備自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)來保證安全，散貨船通常以自然通風(fēng)為主。某型系列散貨船貨艙通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)配置為自然通風(fēng)，但是在與眾多船東接洽的過程中發(fā)現(xiàn)很多船東為了運(yùn)載種類更多的貨品，提出了貨艙能夠機(jī)械通風(fēng)的要求。為此，在標(biāo)準(zhǔn)配置船基礎(chǔ)上進(jìn)行了貨艙機(jī)械通風(fēng)的改造設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中綜合考慮了多家船級(jí)社規(guī)范和相關(guān)的國(guó)際公約，使得應(yīng)用該設(shè)計(jì)的船舶可以滿足不同船東和船級(jí)社對(duì)貨品的要求。

1　原始自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

該型散貨船總長(zhǎng)199.99 m、型寬32.26 m、型深18.5 m，共設(shè)有5個(gè)貨艙。每個(gè)貨艙均配備鋼結(jié)構(gòu)焊接式艙口蓋（設(shè)備廠商為麥基嘉）。貨艙艙口蓋布置如圖1所示。艙口開口尺寸（長(zhǎng)×寬）如下：第一艙口為14.76 m×17.02 m，第二至第五艙口開口尺寸均為22.14 m×18.64 m。艙口蓋為液壓操作的折疊形式，通過快速壓緊器手動(dòng)壓緊。艙口蓋自帶尺寸為600 mm×400 mm的通風(fēng)百葉窗（帶風(fēng)雨密蓋），位于艙蓋的前后端板上，對(duì)稱布置（詳見圖2）。

圖1　貨艙艙口蓋布置示意圖

圖2　艙蓋百葉窗布置圖

2　相關(guān)規(guī)則和規(guī)范

SOLAS對(duì)散裝運(yùn)輸固體危險(xiǎn)品貨物的船舶提出了相應(yīng)要求，其對(duì)貨艙通風(fēng)的具體要求表述如下：“3.4.1應(yīng)向圍蔽貨物處所提供足夠的動(dòng)力通風(fēng)。貨物處所的通風(fēng)布置應(yīng)以空貨物所處為基礎(chǔ)每小時(shí)至少換氣6次，并從貨物處所的上部或下部相應(yīng)位置排除蒸氣。3.4.2風(fēng)機(jī)應(yīng)能避免易燃?xì)怏w和空氣混合物著火的可能性。通風(fēng)系統(tǒng)的入口和出口處應(yīng)設(shè)有適合的金屬絲網(wǎng)保護(hù)。3.4.3用于載運(yùn)固體散裝危險(xiǎn)貨物的圍蔽貨物處所如果未提供機(jī)械通風(fēng)，應(yīng)設(shè)有自然通風(fēng)?！?/p>

按照載運(yùn)的危險(xiǎn)貨品種類的不同，對(duì)貨艙通風(fēng)的要求也不同，下頁(yè)表1給出了載運(yùn)不同類別危險(xiǎn)貨物的散貨船貨艙通風(fēng)的適用要求［1］。表中貨品種類根據(jù)國(guó)際海運(yùn)危險(xiǎn)貨物規(guī)則（IMDG CODE）中的定義：第4.1類為易燃固體，第4.2類為易自燃物質(zhì)，第4.3類為遇水放出易燃?xì)怏w的物質(zhì)，第5.1類為氧化物質(zhì)，第6.1類為有毒物質(zhì)，第8類為腐蝕性物質(zhì)，第9類為其他危險(xiǎn)物質(zhì)和物品［2-3］。

GL規(guī)范［4］對(duì)載運(yùn)散裝固體危險(xiǎn)品貨物的船舶貨艙通風(fēng)的要求見下頁(yè)表2。

表1　載運(yùn)不同類別危險(xiǎn)貨物的散裝運(yùn)輸固體危險(xiǎn)貨物船舶貨艙通風(fēng)的適用要求

表2　散裝固體危險(xiǎn)品的貨船貨艙通風(fēng)要求

DNV相關(guān)規(guī)范［5］除一些通用要求外，還根據(jù)貨品的不同對(duì)風(fēng)機(jī)的能力和數(shù)量給出了更明確的要求，分為三類：

（1）貨艙至少配2臺(tái)風(fēng)機(jī)，滿足每小時(shí)6次的換氣次數(shù)；

（2）貨艙至少配1臺(tái)風(fēng)機(jī)，滿足每小時(shí)6次的換氣次數(shù)；

（3）貨艙至少配1臺(tái)風(fēng)機(jī)，以滿足每小時(shí)換氣2次，規(guī)范另外還要求通風(fēng)出口至少遠(yuǎn)離機(jī)器處所和起居處所的開口3 m。

3　機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)

3.1 風(fēng)量計(jì)算

風(fēng)量可根據(jù)貨艙的艙容和規(guī)范規(guī)定的換氣次數(shù)求得，即：Q = n×V

式中：Q為通風(fēng)量，m3/ h；

n為每小時(shí)換氣次數(shù)，次/小時(shí)；

V為貨艙的艙容，m3。

詳細(xì)數(shù)據(jù)見表3。

表3　貨艙通風(fēng)量

3.2 風(fēng)機(jī)選型

每個(gè)貨艙配置兩臺(tái)上海亨遠(yuǎn)公司所生產(chǎn)的防爆軸流通風(fēng)機(jī)。該機(jī)防爆等級(jí)為IICT4，無火花型式，防護(hù)等級(jí)IP56。詳細(xì)參數(shù)見表4。

表4　貨艙風(fēng)機(jī)規(guī)格參數(shù)

3.3 系統(tǒng)布置

貨艙通風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、菌型通風(fēng)筒、不銹鋼格柵、船用鋼制直梯以及結(jié)構(gòu)風(fēng)管等，下頁(yè)圖3和圖4分別為通風(fēng)布置平面圖與剖視圖?？拷蠈咏ㄖ岸吮诓贾玫膬蓚€(gè)通風(fēng)筒為第五貨艙的自然進(jìn)風(fēng)口。綜合考慮載重線公約［6］和破艙穩(wěn)性的要求，通風(fēng)筒下邊緣距離上甲板為5.5 m。貨艙內(nèi)為結(jié)構(gòu)風(fēng)管，風(fēng)管底部裝有通風(fēng)格柵。第四和第五貨艙之間布置的是這兩個(gè)貨艙的機(jī)械抽風(fēng)口。通風(fēng)筒下沿距上甲板4.5 m，貨艙內(nèi)布置結(jié)構(gòu)風(fēng)管，風(fēng)管的上部和下部都裝有通風(fēng)柵，無論艙內(nèi)產(chǎn)生氣體的密度如何都可以有效的排除。結(jié)構(gòu)風(fēng)管的底部和底墩之間設(shè)置卸貨板，以防止在此積貨。依次，在第三、第四貨艙之間布置的是兩艙的自然進(jìn)風(fēng)口，高度4.5 m；在第二、第三貨艙之間布置的是兩艙的機(jī)械抽風(fēng)口，高度4.5 m；在第一、第二貨艙之間布置的是兩艙的自然進(jìn)風(fēng)口，高度5.5 m；第一貨艙的機(jī)械抽風(fēng)口布置在首樓甲板之上，通風(fēng)筒下沿距首樓甲板4.5 m高。通風(fēng)筒及甲板上風(fēng)管的壁厚為10 mm，底部有支撐。筒體上裝有鋼制直梯，筒頂有護(hù)欄，使船員能夠在貨艙失火或特殊工況下關(guān)閉通風(fēng)筒。需要注意，當(dāng)有貨艙作為壓載艙時(shí)，風(fēng)機(jī)的安裝高度應(yīng)高于艙口圍。

圖3　貨艙機(jī)械通風(fēng)布置平面圖

圖4　貨艙機(jī)械通風(fēng)布置剖視圖

3.4 設(shè)計(jì)修改

與原自然通風(fēng)設(shè)計(jì)相比，機(jī)械通風(fēng)的設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多。除通風(fēng)系統(tǒng)本身外，還要綜合考慮對(duì)其他各專業(yè)的影響（如新增這么大的風(fēng)機(jī)，電力負(fù)荷是否有問題；由于衍生危險(xiǎn)區(qū)造成對(duì)其他電器設(shè)備的影響等）。

為實(shí)現(xiàn)機(jī)械通風(fēng)，需要做如下頁(yè)表5所示的各項(xiàng)設(shè)計(jì)修改，而船東需為此支付約27萬美元差價(jià)。該金額是以新增主要設(shè)備和鋼料為基礎(chǔ)計(jì)算得出，并沒有考慮設(shè)計(jì)和建造的人工成本。

表5　貨艙機(jī)械通風(fēng)主要設(shè)計(jì)修改t

4　結(jié)　論

貨艙機(jī)械通風(fēng)方案最終獲得船級(jí)社的認(rèn)可。有了該項(xiàng)設(shè)計(jì)，便可滿足那些打算運(yùn)載危險(xiǎn)品的船東的要求，從而增加該型散貨船的賣點(diǎn)。不過，從另一角度看，應(yīng)用機(jī)械通風(fēng)將會(huì)損失一定的載重量，船價(jià)也會(huì)相應(yīng)提高，這些都需要船東去衡量。本文既可作為初始貨艙機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)參考，也可供同等噸位貨船改造設(shè)計(jì)時(shí)借鑒。

［1］ 中國(guó)船級(jí)社.國(guó)際海上人命安全公約［M］. 北京：人民交通出版社，2009：212.

［2］ IMO. International Maritime Dangerous Goods Code［S］. 2014.

［3］ 王彩蓮，初紹偉.集裝箱船裝運(yùn)危險(xiǎn)貨物的適用規(guī)則解讀［J］.船舶，2015（2）：106-112.

［4］ GL. Rules & Guidelines：I Part 1 Chapter 21 Section 1 F ［S］. 2012.

［5］ DNV. Rules for Classification of Ships：Part 5 Chapter 11 Section 2 B500［S］. 2012.

［6］ IMO. International Convention on Load Lines：Regulation 19［S］. 1966.

Reconstruction design of ventilation system for cargo hold in bulk carrier

WANG Jing-feng1,2QIAN Ming1,2
(1. CCCC Marine Engineering Research Center Co., Ltd., Shanghai 200125, China; 2. Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co., Ltd., Shanghai 200125, China)

According to the cargo list, the cargo hold for bulk carriers in configured with natural ventilation system or mechanical ventilation system, mostly of which is the natural ventilation system . The standard arrangement of the cargo hold ventilation system for a series of the bulk carriers of a certain type is the natural ventilation system. However, the original natural ventilation system has to be reconstructed to the mechanical ventilation system due to the requirements of the mechanical ventilation arrangement for the cargo hold proposed by the shipowner. This paper introduces the regulations and rules for the mechanical ventilation of the cargo hold, the design scheme of the mechanical ventilation system and the modification from the natural ventilation to the mechanical ventilation. It can provide reference for the relevant professional technicians.

bulk carrier; cargo hold; natural ventilation; mechanical ventilation

U664.86

A

1001-9855（2016）04-0068-06

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2016.04.068

2016-03-16；

2016-04-28

王井豐（1983-），男，碩士，工程師，研究方向：空調(diào)冷藏通風(fēng)系統(tǒng)和輪機(jī)管系的設(shè)計(jì)。

錢 明（1981-），男，工程師，研究方向：船舶輪機(jī)設(shè)計(jì)。