船舶機艙設(shè)備操作及檢修平臺布置分析

邢敬鈞，黃興尚

（渤海船舶重工有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125004）

船舶機艙設(shè)備操作及檢修平臺布置分析

邢敬鈞，黃興尚

（渤海船舶重工有限責(zé)任公司，遼寧 葫蘆島 125004）

船舶機艙設(shè)備是船舶動力的源泉和安全航行的保證。為滿足船舶機艙內(nèi)的設(shè)備操作及檢修需要，按照設(shè)備布置的基本原則，合理布置相應(yīng)的操作及檢修平臺，在提高操作及檢修平臺設(shè)計質(zhì)量的同時，實現(xiàn)設(shè)計合理、節(jié)約成本、外形美觀和正確布置，為機艙設(shè)備的操作管理和檢修提供便利，保障船舶安全航行。

船舶機艙設(shè)備；操作及檢修平臺；設(shè)計優(yōu)化

船舶機艙設(shè)備是船舶動力的源泉和安全航行的保證。在設(shè)計階段，設(shè)計部門根據(jù)設(shè)備廠家和相關(guān)規(guī)范的要求，將設(shè)備布置在比較合理的地方，既要求整潔美觀，又要滿足使用要求，并且不能影響人員通行。在船舶詳細(xì)設(shè)計中，通常未設(shè)計設(shè)備所需的操作及檢修平臺。因此，在后期的生產(chǎn)設(shè)計中，根據(jù)設(shè)備及周圍附件的布置情況，合理設(shè)計平臺的外形及安裝位置。同時，操作及檢修平臺的布置要符合既美觀又實用的要求。

1 設(shè)備布置的基本原則

船舶機艙設(shè)備布置需遵循以下基本原則：

第一，設(shè)備布置要必須保證船舶動力裝置能夠可靠而持續(xù)的工作，保證船舶在各種海況和工況下安全航行。

第二，根據(jù)各設(shè)備的自身功能，要考慮各設(shè)備間合理的相對位置，既滿足船舶系統(tǒng)中各設(shè)備相互之間的功能聯(lián)系要求，又能充分發(fā)揮出設(shè)備自身的功能。

第三，要滿足入級規(guī)范及相關(guān)法規(guī)、規(guī)則要求，考慮安全措施，尤其要考慮工作人員的安全。

第四，盡可能節(jié)約機艙所占空間，以增加船舶的裝載容積和減少造船成本。

第五，設(shè)備布置應(yīng)使船員對各設(shè)備的操作管理、檢查修改方便，合理考慮人員通道布置和各設(shè)備的維修空間。

第六，布置在機艙左右兩側(cè)的設(shè)備，其重量要盡量保持平衡，以免造成船舶的傾斜。同時，為增加船舶穩(wěn)性，應(yīng)使設(shè)備的重心盡可能降低。

2 設(shè)備操作及檢修平臺的布置原則

基于船舶機艙設(shè)備布置的基本原則，設(shè)備操作及檢修平臺的設(shè)計既要符合機艙布置的原則，又要根據(jù)機艙的實際情況合理設(shè)計。

2.1 船舶大型設(shè)備的操作及檢修平臺布置

船舶主機一般根據(jù)軸系安裝位置進(jìn)行布置。不管何種類型船舶，主機的安裝位置相對固定，且廠家制造工藝比較完善，一般自帶操作及檢修平臺，需要后期制作的平臺比較少。大型散貨船、油船等船舶通常采用低速機，其外形尺寸巨大，個別地方如掃氣箱、橫向支撐處一般需要制作檢修平臺。掃氣箱尺寸較大，人員可進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行檢查和維修，但入口處距主機走臺較高，人員出入不便，因此需要制作平臺及安全扶手。需要注意的是，由于該處通道較窄，設(shè)計檢修平臺時，不能影響人員通行；主機機身上部的橫向支撐伸向船體兩側(cè)結(jié)構(gòu)處，支撐底部懸空，人員無法檢修，因此需要在支撐底部制作一個檢修平臺并配備通向該平臺的直梯及扶手。橫向支撐用檢修平臺布置時，要充分考慮直梯的安裝位置，既不能妨礙橫向支撐周邊設(shè)備、管路及其附件的布置，又要確保人員通行安全。

柴油發(fā)電機安裝后，為了便于活塞拆檢，一般需要制作一個檢修平臺。設(shè)計該平臺時，首先要考慮平臺的高度，既不能妨礙柴油發(fā)電機曲拐箱門的開啟，平臺上方又要留有一定的空間，便于人員工作。其次，由于船舶一般配置2臺或3臺柴油發(fā)電機，它們之間的通道較窄，所以設(shè)計檢修平臺時，寬度要適中，滿足工作人員施工即可。另外，平臺要安裝安全扶手及欄桿，確保施工安全；平臺通常布置較高，需安裝直梯，直梯不能影響柴油發(fā)電機和周圍閥件的操作。

現(xiàn)代內(nèi)燃機動力的船舶中，輔助蒸汽鍋爐（簡稱輔鍋爐）是不可缺少的設(shè)備。大型散貨船通常布置1臺輔鍋爐和1臺廢氣鍋爐，或者1臺組合鍋爐；由于油船所需蒸汽量較大，一般配置2臺輔鍋爐。輔鍋爐尺寸較大，本體上的附件布置較高，不便于人員操作管理和檢修，因此，需要在鍋爐安裝后布置操作及檢修平臺。由于輔鍋爐距離船體結(jié)構(gòu)較遠(yuǎn)，四周設(shè)備較少，管路布置較復(fù)雜，檢修平臺安裝時無法生根在船體結(jié)構(gòu)上，而且高度較高，因此為了保證平臺穩(wěn)定性，其設(shè)計尺寸一般比較大。具體平臺設(shè)計要考慮以下幾點：第一，平臺下方空間要求足夠?qū)挸ǎ阌谌藛T行走及操作管理。而平臺上方與頂部管路之間的空間要滿足人員通行、操作和檢修。第二，由于平臺尺寸較大，為了不影響機艙整體布置和環(huán)境美觀，避免與周圍管路相碰，需要將平臺沿鍋爐外形進(jìn)行設(shè)計，但平臺與鍋爐之間的間隙不能過大，一般約為100 mm左右。對于圓筒形鍋爐，平臺需制作成環(huán)形圍繞鍋爐安裝；對于方形鍋爐，平臺需制作成方形圍繞鍋爐進(jìn)行安裝。第三，由于平臺較高，需安裝直梯和欄桿，保證人員通行安全。第四，鍋爐設(shè)有人孔，以便對筒體、筒汽、水筒等進(jìn)行內(nèi)部檢查和清洗，平臺支腿不能影響人孔的出入及鍋爐本體閥件的操作。第五，充分利用鍋爐周圍的鐵舾件。如果鍋爐旁邊有通向上一層甲板的斜梯，可以將檢修平臺與斜梯做成一個整體，簡化平臺設(shè)計。

其他船舶大型設(shè)備（如生活污水處理裝置、壓載水處理濾器、主空氣瓶等）操作及檢修平臺的設(shè)計與布置，要充分考慮設(shè)備自身的功能、外形尺寸和周圍設(shè)備、系統(tǒng)管路及附件的布置，充分利用四周船體結(jié)構(gòu)、地板架等環(huán)境因素，合理進(jìn)行設(shè)計與布置。

2.2 機艙底層設(shè)備的操作及檢修平臺布置

船舶機艙底層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，船體線性變化較大，除主機以外其他設(shè)備的安裝位置都受到限制，尤其對于機艙空間較小的船舶影響更大。為了合理利用底層空間，需要將部分設(shè)備布置在機艙的左右舷側(cè)。由于舷側(cè)坡度較大，人員無法站立，因此需要增加操作平臺。設(shè)計平臺時，平臺支腿應(yīng)生根在船體結(jié)構(gòu)或其他鐵舾件上面，不能直接焊接在船體外板上。平臺可設(shè)置直梯，也可以根據(jù)船體線型安裝踏步。船舶舷側(cè)短管一般安裝在機艙底層左右舷，由于有高度要求，因此閥門的開閉比較困難。為了人員便于操作管理，并且能夠迅速到達(dá)舷側(cè)短管處，所設(shè)計的操作平臺要盡量寬敞，使人員操作空間足夠大，可用斜梯代替直梯，使其坡度變緩，同時配置欄桿、扶手及安全鉸鏈，確保人員施工安全。

在機艙底層艉軸及中間軸承處，是整個船體線型收縮最大的地方。艉軸上方一般設(shè)有逃生通道，下方設(shè)有污水井，側(cè)面還有應(yīng)急海底門，船體結(jié)構(gòu)加強的尺寸較大，空間極小，因此設(shè)備及管路布置非常困難。在這種情況下，對艉軸及中間軸承的檢修平臺設(shè)計提出了更高的要求，即平臺的布置不能影響艉軸的正常運轉(zhuǎn)，不能與軸系連接螺栓發(fā)生干涉；平臺的布置不能影響污水井的正常工作，不能影響艉軸下方布置的管路系統(tǒng)中的閥件和濾器的操作；由于該檢修平臺布置在艉軸下方，平時人員較少通行，因此為了人員安全，需要設(shè)置必要的安全防護措施，如欄桿、安全鉸鏈等，或者在檢修平臺的上方再設(shè)置一個便于人員行走且可開啟的平臺，該平臺應(yīng)高于艉軸，并與機艙底層鋪設(shè)的地板架相連。

2.3 其他設(shè)備的操作及檢修平臺布置

除了上述兩種操作及檢修平臺的布置外，機艙內(nèi)其他設(shè)備、處所等平臺也有相應(yīng)的布置要求。

機艙分油機室內(nèi)設(shè)有分油機、主輔機供油單元等燃滑油凈化系統(tǒng)、燃滑油供油系統(tǒng)設(shè)備，分油機室內(nèi)一般與燃油沉淀艙、燃油日用艙相連。管路系統(tǒng)中的溫控閥等閥件在布置時，為了避免與燃油沉淀艙、日用艙的人孔及閥門相碰，安裝位置都比較高，人員操作不便。布置操作平臺時，要保證燃油各艙人孔處的進(jìn)出通暢，不能影響艙柜閥門等附件的操作，不能影響分油機室內(nèi)通道的暢通。

船舶艙柜（如燃油艙、滑油艙等）一般與船體結(jié)構(gòu)形成一個整體，其特點是容積大、高度高、其上的高位報警等浮球的安裝高度較高，檢修不便；液位計長度較長，安裝后人員無法觀察液位的指示位置；個別頂部空艙的人孔位置較高，人員無法進(jìn)出，等等。布置檢修平臺時，首先要考慮平臺的安裝時間，對于生根在油艙艙壁上的檢修平臺，應(yīng)該在分段或總組階段進(jìn)行安裝，避免后期安裝時破壞艙室內(nèi)油漆。第二，如果不得已必須在艙室涂裝或者艙室加油料之后進(jìn)行安裝，則檢修平臺絕不能生根在艙壁上，要考慮利用周圍船體結(jié)構(gòu)或者其他舾裝件進(jìn)行生根。第三，檢修平臺設(shè)計時，不能妨礙艙壁附件的操作、檢修和人孔的進(jìn)出，并配有必要的安全防護措施。

大型船舶的主機行車尺寸較大，位于機艙頂部區(qū)域，橫跨在主機上方。主機行車的上方布滿各個系統(tǒng)管路，空間狹??；下方為主機拆缸檢修空間，因此主機行車檢修平臺很難生根在船體結(jié)構(gòu)上。為了解決這一問題，首先，當(dāng)需要對主機行車兩側(cè)軌道進(jìn)行檢修時，可在軌道旁懸空布置檢修平臺，平臺可生根在機艙頂部甲板或主機行車吊梁的支撐立柱上，然后在檢修平臺和下方機艙甲板之間安裝直梯。檢修平臺必須采取安全防護措施，靠舷側(cè)方向的平臺采用欄桿防護，靠主機行車一側(cè)的平臺采用可拆式欄桿或可拆式安全鉸鏈，便于人員到達(dá)主機行車頂部。其次，當(dāng)需要對主機行車中間的軌道小車（包括主機拆檢用吊鉤及其電機）進(jìn)行維修時，由于該小車處于主機行車中間，并且是可移動的，因此無法安裝可生根于船體結(jié)構(gòu)的檢修平臺。在這種情況下，可以設(shè)計一個與軌道小車連成一體并隨其移動的檢修平臺，也可以同主機行車制造廠家協(xié)商，代為設(shè)計并安裝。需要注意的是：軌道小車上檢修平臺的尺寸不能過大，從而影響主機拆檢；由于主機排煙管布置時，距離主機行車較近，檢修平臺隨主機行車移動時，其移動空間不能與排煙管相互干涉。

2.4 機艙通道處的設(shè)備操作及檢修平臺布置

布置設(shè)備操作及檢修平臺時，不可避免的要占用機艙內(nèi)通道。在設(shè)計平臺時，需注意以下幾點：

第一，不能占用消防通道。根據(jù)SOLAS公約相關(guān)要求，要為船員提供充分和隨時可用的脫險通道，且滅火設(shè)備隨時可用。因此，平臺設(shè)計要充分考慮這些制約因素，保證滿足上述要求。

第二，盡量避免占用機艙主通道。首先，通向主機、柴油發(fā)電機、鍋爐等大型設(shè)備的通道要保證寬敞，該處的設(shè)備檢修平臺要盡量做到結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用空間，方便人員行走。其次，主通道處的上下斜梯口，盡量避免布置平臺。最后，通向逃生通道口處的主通道附近不要設(shè)置檢修平臺。

第三，平臺設(shè)計所用材料應(yīng)為鋼或與鋼具有等效性能的任何不燃材料。

2.5 設(shè)備操作及檢修平臺涂漆處理

設(shè)備操作及檢修平臺一般在制作時涂車間底漆。車間底漆是一種臨時保養(yǎng)性的底漆，在正式涂裝時，它可以除去，也可以保留，這主要取決于正式涂裝時車間底漆涂層本身的完好性。待上船安裝后，再根據(jù)機艙舾裝件涂裝工藝要求，按照所處環(huán)境的涂漆標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補涂，保證與周圍舾裝件涂漆一致。

3 設(shè)備操作及檢修平臺設(shè)計優(yōu)化

機艙設(shè)備的操作及檢修平臺，作為整個機艙舾裝件的一部分，從設(shè)計、制作到安裝，必須符合船舶設(shè)計規(guī)格書及相關(guān)法律法規(guī)的要求，同時還要做到降低造船成本、美化機艙環(huán)境。

3.1 設(shè)計一體化，降低船舶制造成本

操作及檢修平臺的設(shè)計，不但要求實用，還要考慮制造成本，即以最小成本實現(xiàn)利益最大化。對于同一設(shè)備的不同部位需要增加平臺時，可以根據(jù)設(shè)備自身的功能和周圍環(huán)境情況，盡可能將平臺做成一個整體，高度不要過高，能實現(xiàn)正常操作即可。對于相鄰的兩臺設(shè)備都需要增加平臺時，只需要制作一個平臺來滿足其操作或檢修要求即可。例如，兩臺主空氣瓶需要安裝開閥用操作平臺，可在它們中間制作一個平臺，這樣既滿足使用要求，又節(jié)約成本；安裝鍋爐檢修平臺時，廢氣鍋爐下煙箱的檢修人孔一般在鍋爐頂部附近，此時鍋爐檢修平臺就可以額外增加直達(dá)該檢修人孔這一功能，從而省去了再制作一個平臺的成本。

3.2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)約材料采購成本

機艙設(shè)備的操作及檢修平臺，一般不作為船舶詳細(xì)設(shè)計的內(nèi)容，它既可以在船舶建造前的生產(chǎn)設(shè)計圖紙中設(shè)計，也可以在船舶建造過程中或者航海試驗結(jié)束后的掃尾問題中進(jìn)行設(shè)計并安裝。因此，平臺設(shè)計所用材料應(yīng)盡量與其他舾裝件一致，便于材料統(tǒng)一采購。如機艙底層鋪設(shè)的地板架材料采用角鋼（75 mm×75 mm×8 mm）加花紋鋼板（厚度5 mm，扁豆型），則制作操作及檢修平臺的材料也要與其相同。而在機艙圍壁內(nèi)的地板架采用鋼格柵，則平臺也應(yīng)盡量采用該材料。

3.3 設(shè)計藝術(shù)化，加強機艙環(huán)境美化

隨著現(xiàn)代船舶業(yè)的發(fā)展，對船員工作環(huán)境的要求也越來越高。操作及檢修平臺作為機艙內(nèi)不可或缺的特殊舾裝件，如果設(shè)計不夠完善，無法與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，必將影響機艙的整體美觀。因此，平臺設(shè)計不僅要求實用，更要像對待“藝術(shù)品”一樣，精心打磨、完善細(xì)節(jié)，提高造船舾裝設(shè)計的質(zhì)量。

機艙設(shè)備操作及檢修平臺的設(shè)計與布置，是機艙舾裝設(shè)計的重要組成部分。因此，應(yīng)提高操作及檢修平臺的設(shè)計質(zhì)量，做到設(shè)計合理、節(jié)約成本、外形美觀和正確布置，達(dá)到為機艙設(shè)備的操作管理和檢修提供便利、保證船舶安全航行的目的。

[1]刁有明,錢自行,韓凌志,等.近海拖網(wǎng)漁船機艙布置實例[J].大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報,2009(S1):218-219.

[2]于曉靜,謝君陽,闞國強.64 000DWT散貨船機艙管系放樣設(shè)計研究[J].船舶設(shè)計通訊,2014(2):87-91+96.

[3]陳勇.某油船機泵艙布置設(shè)計[J].福建農(nóng)機,2014(3):18-22.

[4]王坤.雙燃料船舶柴油機選型及機艙布置可行性分析[D].大連:大連理工大學(xué),2013.

［責(zé)任編輯：劉月］

Analysis on Ship Engine Room Equipment's Operation and Maintenance Platform Arrangement

XING Jingjun,HUANG Xingshang
(Bohai Shipbuilding Heavy Industry Co.,Ltd,Huludao 125004,China)

Ship engine room equipment is the source of ship power and the guarantee of safe navigation.In order to meet the requirement of ship engine room equipment's operation and maintenance,according to the basic principle of equipment layout,the reasonable arrangement of the corresponding operation and maintenance platform can improve the design quality of operation and maintenance platform,and realize the reasonable design, cost saving,beautiful appearance and correct arrangement,which provides convenience for engine room equipment's operation management and maintenance to ensure the safe navigation.

ship engine room;operation and maintenance platform;design optimization

U663.82

A

2095-5928（2017）01-54-05

10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2017.01.014

2016-10-17

邢敬鈞（1980-），男，遼寧葫蘆島人，工程師，學(xué)士，研究方向：熱能與動力工程。黃興尚（1982-），男，遼寧營口人，工程師，學(xué)士，研究方向：輪機工程。