DP-3海工船舶動(dòng)力輔助系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

邵建練 何慧彬 賈蓉萍

（1. 上海佳豪船海工程研究設(shè)計(jì)有限公司 上海 201612；2. 上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司 上海200125）

引 言

近年來，隨著海洋開發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的多點(diǎn)錨泊定位系統(tǒng)已不能滿足深海定位作業(yè)的需求，因此越來越多的海洋工程船采用動(dòng)力定位系統(tǒng)，尤其是針對(duì)類似潛水支持船、大型起重船等對(duì)其作業(yè)情況下船舶定位要求極高的船舶，一套安全、可靠、具有足夠冗余度的動(dòng)力定位系統(tǒng)對(duì)其至關(guān)重要。

國(guó)際海事組織（IMO）根據(jù)動(dòng)力定位系統(tǒng)功能以及設(shè)備冗余度，將動(dòng)力定位系統(tǒng)分為三個(gè)等級(jí)：DP-1、DP-2、DP-3，從系統(tǒng)功能、冗余度及安全等方面要求來講，DP-3為最高級(jí)別要求，其具體定義 為：安裝有動(dòng)力定位系統(tǒng)的船舶，在出現(xiàn)單個(gè)故障（包括由于失火或進(jìn)水造成一個(gè)艙室的完全損失）后，可在規(guī)定的環(huán)境條件下，在規(guī)定的作業(yè)范圍內(nèi)自動(dòng)保持船舶的位置和首向［1］。

整個(gè)動(dòng)力定位系統(tǒng)主要包括：動(dòng)力系統(tǒng)（包括發(fā)電機(jī)、原動(dòng)機(jī)、配電板及電站管理系統(tǒng)等）、推進(jìn)器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（包括動(dòng)力定位控制系統(tǒng)、位置參照系統(tǒng)及傳感器等）。發(fā)電機(jī)、原動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器是動(dòng)力系統(tǒng)及推進(jìn)器系統(tǒng)的主要設(shè)備，也是船舶實(shí)現(xiàn)動(dòng)力定位的最直接的執(zhí)行設(shè)備。本文所述動(dòng)力輔助系統(tǒng)即是保證上述主要設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)的可靠性、安全性以及冗余性將直接影響船舶的定位能力。

1 動(dòng)力輔助系統(tǒng)組成

本文所述動(dòng)力輔助系統(tǒng)主要包括：

（1）燃油系統(tǒng)

系統(tǒng)包括服務(wù)于發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)的燃油供應(yīng)系統(tǒng)及內(nèi)部輸送系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)用油設(shè)備的持續(xù)正常供油。

（2）滑油系統(tǒng)

系統(tǒng)包括服務(wù)于發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)及推進(jìn)器的滑油系統(tǒng)，以保證上述設(shè)備工作時(shí)候正常潤(rùn)滑冷卻。

（3）冷卻水系統(tǒng)

系統(tǒng)包括服務(wù)于與動(dòng)力定位相關(guān)設(shè)備（諸如：發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器、變壓器等）的海水及淡水冷卻系統(tǒng)，以有效控制上述設(shè)備持續(xù)運(yùn)行期間的工作溫度。

（4）壓縮空氣系統(tǒng)

系統(tǒng)包括服務(wù)于發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)以及推進(jìn)器等設(shè)備的壓縮空氣系統(tǒng)，以提供發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)用氣及相關(guān)控制氣源的供給。

2 動(dòng)力輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

與常規(guī)船舶動(dòng)力輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，DP-3動(dòng)力定位船舶的動(dòng)力輔助系統(tǒng)除了滿足常規(guī)船舶的基礎(chǔ)要求以外，還需做到在出現(xiàn)單個(gè)故障（包括由于失火或進(jìn)水造成一個(gè)艙室的完全損失）后，不會(huì)因部分動(dòng)力輔助系統(tǒng)的失效，導(dǎo)致超過允許范圍的發(fā)電機(jī)或原動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器丟失，從而使船舶無(wú)法繼續(xù)在規(guī)定的環(huán)境條件下維持定位。因此，DP-3動(dòng)力定位船舶的動(dòng)力輔助系統(tǒng)需要進(jìn)行FMEA分析（故障模式分析），分析各種假定的單點(diǎn)故障情況下，是否會(huì)因?yàn)椴糠謩?dòng)力輔助系統(tǒng)的失效而導(dǎo)致船舶無(wú)法維持定位。

為滿足上述要求，各大船級(jí)社對(duì)動(dòng)力輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本規(guī)范要求如下：

（1）中國(guó)船級(jí)社

不同DP分區(qū)動(dòng)力輔助系統(tǒng)管系不應(yīng)穿越同一個(gè)艙室，當(dāng)不可避免時(shí)，對(duì)應(yīng)管系應(yīng)采用A60通道隔離，這種方式僅適用于布置在非高度失火危險(xiǎn)區(qū)處所的管系。［2］

（2）美國(guó)船級(jí)社

不同DP分區(qū)動(dòng)力輔助系統(tǒng)管系應(yīng)相互隔離，如有聯(lián)通管應(yīng)在隔離艙壁兩端設(shè)隔離閥且常閉。［3］

（3）挪威船級(jí)社

不同DP分區(qū)動(dòng)力輔助系統(tǒng)管系應(yīng)相互隔離，如有聯(lián)通管應(yīng)在隔離艙壁兩端設(shè)隔離閥且常閉。［4］

從以上規(guī)范要求可知，各大船級(jí)社對(duì)動(dòng)力輔助系統(tǒng)規(guī)范要求主體基本一致，即要求各DP分區(qū)的動(dòng)力輔助系統(tǒng)應(yīng)完全獨(dú)立。

下文通過舉例的方式闡述DP-3動(dòng)力定位船舶動(dòng)力輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，在滿足DP-3動(dòng)力定位相關(guān)規(guī)范及FMEA分析（故障模式分析）要求的基礎(chǔ)上，同時(shí)提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。對(duì)于常規(guī)船舶對(duì)動(dòng)力輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用性要求本文不作贅述。

下頁(yè)圖1為某DP-3海洋工程船舶“DP區(qū)域劃分圖”。由該圖可知，本船包含4個(gè)DP分區(qū)。每個(gè)DP分區(qū)包括2臺(tái)推進(jìn)器及2臺(tái)主發(fā)電機(jī)組，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下頁(yè)表1所示。

本船為了滿足DP-3要求，根據(jù)動(dòng)力定位能力分析最大允許損失一個(gè)DP分區(qū)，因此對(duì)應(yīng)動(dòng)力輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則就是：在出現(xiàn)單個(gè)故障（包括由于失火或進(jìn)水造成一個(gè)艙室的完全損失）后，不會(huì)導(dǎo)致超出一個(gè)DP分區(qū)以上的動(dòng)力設(shè)備丟失（主要是對(duì)應(yīng)分區(qū)的主發(fā)電機(jī)組及推進(jìn)器）。根據(jù)該原則，下文對(duì)每個(gè)動(dòng)力輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行說明。

圖1 DP區(qū)域劃分圖

表1 各DP分區(qū)對(duì)應(yīng)設(shè)備

2.1 燃油系統(tǒng)

本船的燃油系統(tǒng)旨在服務(wù)于4個(gè)DP分區(qū)的總共8臺(tái)主發(fā)電機(jī)組，根據(jù)前文提到的各船級(jí)社的基本規(guī)范要求，各DP分區(qū)的燃油管系應(yīng)完全獨(dú)立，按照常規(guī)，該處的燃油管系主要指直接服務(wù)于主發(fā)電機(jī)組的燃油日用管系及凈化管系。

為保證每個(gè)DP分區(qū)燃油系統(tǒng)完全獨(dú)立，本船4個(gè)DP分區(qū)均設(shè)置一套如圖2所示的燃油日用及凈化系統(tǒng)服務(wù)對(duì)應(yīng)分區(qū)主發(fā)電機(jī)組，且各DP分區(qū)之間由A60級(jí)防火絕緣且水密的艙壁隔離，這樣即可滿足在出現(xiàn)單個(gè)故障（包括由于失火或進(jìn)水造成一個(gè)艙室的完全損失）后，最多只會(huì)導(dǎo)致一個(gè)DP分區(qū)燃油系統(tǒng)失效，最多丟失2臺(tái)主發(fā)電機(jī)組，船舶仍能保持定位。

圖2給出了典型的一個(gè)DP分區(qū)燃油日用及凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方案（方案2為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案），均可滿足本船DP-3入級(jí)規(guī)范要求及FMEA分析（故障模式分析）的基本要求。

圖2 燃油日用及凈化系統(tǒng)圖

方案2相對(duì)方案1的區(qū)別在于：

（1）每臺(tái)發(fā)電機(jī)通過獨(dú)立的柴油日用柜，并采用獨(dú)立的燃油供油管系供油至發(fā)電機(jī)，沒有共用的柴油日用柜及供油管系；

（2）每個(gè)柴油日用柜通過獨(dú)立的分油機(jī)及沉淀油柜補(bǔ)油。

方案2設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于：在出現(xiàn)非整艙損失的單個(gè)故障后（比如某段管路破損及某臺(tái)分油機(jī)損壞等情況），僅會(huì)導(dǎo)致一個(gè)DP分區(qū)內(nèi)的1臺(tái)發(fā)電機(jī)組損失，只有在由于失火或進(jìn)水導(dǎo)致的整個(gè)艙室損失的情況下才會(huì)導(dǎo)致一個(gè)DP分區(qū)內(nèi)的整個(gè)燃油系統(tǒng)丟失，從而同時(shí)損失兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組。方案2的設(shè)計(jì)能大大提高在常規(guī)單點(diǎn)故障（非失火或進(jìn)水導(dǎo)致的整艙損失）下燃油日用及凈化系統(tǒng)的可靠性，從而能夠有效提升船舶動(dòng)力定位的安全性。

此外，即使各大船級(jí)社對(duì)燃油系統(tǒng)關(guān)注的重點(diǎn)在于直接服務(wù)于發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)的燃油系統(tǒng)（如圖2所示），但出于實(shí)際使用情況考慮，還應(yīng)考慮到在出現(xiàn)單個(gè)故障（包括由于失火或進(jìn)水造成一個(gè)艙室的完全損失）情況下，除故障區(qū)域外的其他DP區(qū)域的柴油沉淀艙是否能持續(xù)補(bǔ)油從而保證剩余發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)的持續(xù)運(yùn)行，如不能，需要證明單個(gè)故障后剩余DP區(qū)域內(nèi)的柴油沉淀艙及日用艙的艙柜總?cè)莘e能夠滿足船舶故障后安全退出DP操作所需時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行，以保證船舶安全。但實(shí)際設(shè)計(jì)過程，很難知道具體的安全退出動(dòng)力定位操作所需時(shí)間，為此，燃油輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最好能夠滿足在單個(gè)故障情況下為除故障區(qū)域以外的其他DP區(qū)域內(nèi)的柴油沉淀艙持續(xù)補(bǔ)油。如圖3所示，整個(gè)燃油輸送管系設(shè)計(jì)為環(huán)形總管，并在每個(gè)DP區(qū)域之間的隔離艙壁上兩端設(shè)置隔離閥。在某個(gè)DP區(qū)域出現(xiàn)故障（如失火或者浸水）的情況下，可以通過設(shè)置在隔離艙壁兩端的隔離閥隔斷故障DP區(qū)域，從而保證其他DP區(qū)域可實(shí)現(xiàn)持續(xù)補(bǔ)油。

圖3 燃油輸送系統(tǒng)圖

由以上分析說明可知，對(duì)于DP-3動(dòng)力定位船舶，除滿足DP-3入籍規(guī)范要求及FMEA分析基本要求外，燃油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于：

（1）就單個(gè)DP分區(qū)的燃油系統(tǒng)，不應(yīng)僅僅考慮滿足基本規(guī)范要求，同時(shí)應(yīng)該盡可能保證每臺(tái)發(fā)電機(jī)或原動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，更大地提高船舶動(dòng)力定位的安全性及可靠性；

（2）燃油輸送系統(tǒng)也應(yīng)合理考慮冗余設(shè)計(jì)，以便故障后其他安全DP區(qū)域?qū)崿F(xiàn)持續(xù)補(bǔ)油。

2.2 滑油系統(tǒng)

常規(guī)來說，所有發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器的內(nèi)部滑油系統(tǒng)基本都是各自獨(dú)立，且依據(jù)各設(shè)備商廠家標(biāo)準(zhǔn)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，均能滿足上述規(guī)范要求［5］。對(duì)于發(fā)電機(jī)組的滑油系統(tǒng)除了設(shè)備內(nèi)部潤(rùn)滑以外，還涉及外部滑油的凈化。

圖4給出了典型的一個(gè)DP分區(qū)滑油凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方案（方案2為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案），均可滿足本船DP-3入籍規(guī)范要求及FMEA分析（故障模式分析）的基本要求。

圖4 滑油凈化系統(tǒng)圖

方案2相對(duì)方案1的區(qū)別在于：?jiǎn)蝹€(gè)DP分區(qū)內(nèi)的2臺(tái)發(fā)電機(jī)組采用獨(dú)立的滑油分油機(jī)及凈化管系。方案2設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于：在出現(xiàn)非整艙損失的單個(gè)故障后（比如某段管路破損及某臺(tái)分油機(jī)損壞等情況），僅會(huì)導(dǎo)致一個(gè)DP分區(qū)內(nèi)的1臺(tái)發(fā)電機(jī)組損失，只有在由于失火或進(jìn)水導(dǎo)致的整個(gè)艙室損失的情況下才會(huì)導(dǎo)致一個(gè)DP分區(qū)內(nèi)的整個(gè)滑油凈化系統(tǒng)丟失，同時(shí)損失2臺(tái)發(fā)電機(jī)組。方案2的設(shè)計(jì)能大大提高在常規(guī)單點(diǎn)故障下（非失火或進(jìn)水導(dǎo)致的整艙損失）滑油系統(tǒng)的可靠性，從而能夠有效提升船舶動(dòng)力定位的安全性。

由以上分析說明可知，對(duì)于DP-3動(dòng)力定位船舶，除滿足DP-3入級(jí)規(guī)范要求及FMEA分析基本要求外，滑油系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于：就單個(gè)DP分區(qū)內(nèi)，各設(shè)備除內(nèi)部滑油系統(tǒng)獨(dú)立以外，設(shè)備正常使用需要用到的外圍滑油系統(tǒng)（如滑油凈化系統(tǒng)）最好也完全獨(dú)立，可更大的提高船舶動(dòng)力定位的安全性及可靠性。

2.3 冷卻水系統(tǒng)

一般來說，DP相關(guān)的冷卻系統(tǒng)主要包括推進(jìn)器冷卻水系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)冷卻水系統(tǒng)。

圖5給出了典型的一個(gè)DP分區(qū)發(fā)電機(jī)組冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方案（方案2為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案），均可滿足本船DP-3入級(jí)規(guī)范要求及FMEA分析（故障模式分析）的基本要求。

圖5 發(fā)電機(jī)組冷卻水系統(tǒng)圖

方案2相對(duì)方案1的區(qū)別在于：?jiǎn)蝹€(gè)DP分區(qū)內(nèi)的2臺(tái)發(fā)電機(jī)組采用獨(dú)立的海、淡水冷卻系統(tǒng)，而且兩個(gè)系統(tǒng)之間的泵組仍然通過跨接管聯(lián)通并在聯(lián)通管上設(shè)置隔離閥。方案2設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于：在DP模式下，2臺(tái)發(fā)電機(jī)組冷卻水泵聯(lián)通管上隔離閥關(guān)閉，在出現(xiàn)非整艙損失的單個(gè)故障后（如某段管路破損等情況），僅會(huì)導(dǎo)致一個(gè)DP分區(qū)內(nèi)的1臺(tái)發(fā)電機(jī)組損失，只有在由于失火或進(jìn)水導(dǎo)致的整個(gè)艙室損失的情況下才會(huì)導(dǎo)致一個(gè)DP分區(qū)內(nèi)的整個(gè)冷卻水系統(tǒng)丟失，同時(shí)損失2臺(tái)發(fā)電機(jī)組。方案2的設(shè)計(jì)能大大提高在常規(guī)單點(diǎn)故障（非失火或進(jìn)水導(dǎo)致的整艙損失）下冷卻水系統(tǒng)的可靠性，從而能夠有效提升船舶動(dòng)力定位的安全性。

推進(jìn)器的冷卻水系統(tǒng)原則上是各DP分區(qū)的冷卻水系統(tǒng)相互獨(dú)立即可，也就是說只要屬于同一個(gè)DP分區(qū)的推進(jìn)器可以共用一套冷卻水系統(tǒng)（包括海水及淡水冷卻系統(tǒng)）。但一般來說，同一個(gè)DP分區(qū)的推進(jìn)器都相距較遠(yuǎn)，因?yàn)橹挥羞@樣才能讓事故后損失的推力不會(huì)集中在船體某一區(qū)域，這樣分組對(duì)事故后船舶的DP能力是有很大提高的。也正因此，使得同一DP分區(qū)推進(jìn)器采用一套冷卻水系統(tǒng)變得困難，這樣會(huì)使冷卻水管路跨越整船且不可避免需要設(shè)置管弄用于避免上述冷卻水管穿過其他DP分區(qū)，而且同樣會(huì)有上述發(fā)電機(jī)冷卻水系統(tǒng)方案1的問題，即在出現(xiàn)非整艙損失的單個(gè)故障后（比如某段管路破損等情況），會(huì)導(dǎo)致同一DP分區(qū)的所有推進(jìn)器都損失。因此，作為優(yōu)化方案，建議同一DP分區(qū)的各推進(jìn)器冷卻水系統(tǒng)也完全獨(dú)立，尤其是淡水冷卻水系統(tǒng)，各推進(jìn)器的淡水冷卻水系統(tǒng)可以布置在對(duì)應(yīng)推進(jìn)器艙。而由于海水箱往往僅在每個(gè)DP分區(qū)的機(jī)艙附近設(shè)置，很難每個(gè)推進(jìn)器設(shè)置一對(duì)海水箱，因此，同一DP分區(qū)的各推進(jìn)器的海水冷卻泵可集中布置于對(duì)應(yīng)DP分區(qū)的機(jī)艙內(nèi)，海水冷卻管路按照?qǐng)D7各DP分區(qū)控制空氣管路的布置方法布置。

其他DP相關(guān)設(shè)備的冷卻水一般根據(jù)布置位置由就近的發(fā)電機(jī)組淡水冷卻系統(tǒng)或推進(jìn)器淡水冷卻系統(tǒng)提供，如各推進(jìn)器的變頻器、變壓器及變頻器室空調(diào)等冷卻水一般由對(duì)應(yīng)推進(jìn)器淡水冷卻水系統(tǒng)提供。各DP分區(qū)的日用變壓器、配電板間空調(diào)等冷卻水一般由對(duì)應(yīng)分區(qū)的發(fā)電機(jī)淡水冷卻系統(tǒng)提供。

由以上分析說明可知，對(duì)于DP-3動(dòng)力定位船舶，除滿足DP-3入級(jí)規(guī)范要求及FMEA分析基本要求外，冷卻水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于：就單個(gè)DP分區(qū)內(nèi)，發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)（含其附屬設(shè)備）、推進(jìn)器的冷卻水系統(tǒng)最好完全獨(dú)立，尤其是淡水冷卻系統(tǒng)由于管路復(fù)雜、服務(wù)的冷卻設(shè)備較多，出現(xiàn)管路泄漏、油污染、積氣等情況的可能性較大。因此，單個(gè)DP分區(qū)內(nèi)各關(guān)鍵設(shè)備淡水冷卻系統(tǒng)建議完全獨(dú)立，更大地提高船舶動(dòng)力定位的安全性及可靠性。

2.4 壓縮空氣系統(tǒng)

壓縮空氣系統(tǒng)主要用于發(fā)電機(jī)組或原動(dòng)機(jī)起動(dòng)用，以及相關(guān)設(shè)備控制氣源供給。因此，常規(guī)整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)分為：起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)以及控制壓縮空氣系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)。

下頁(yè)圖6給出了本船起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方案（方案2為優(yōu)化設(shè)計(jì)方案）。需要注意的是：?jiǎn)吸c(diǎn)故障后，船舶是否仍然具備動(dòng)力定位能力是基于在線運(yùn)行的推進(jìn)器和發(fā)電機(jī)組分析的，即單點(diǎn)故障后重新起動(dòng)并投入運(yùn)行的推進(jìn)器或發(fā)電機(jī)組不會(huì)被當(dāng)做對(duì)船舶動(dòng)力定位能力有貢獻(xiàn)?；谏鲜鲈?，用于起動(dòng)發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)一般在進(jìn)行FMEA（故障模式分析）時(shí)不會(huì)被特別關(guān)注，僅會(huì)作為次級(jí)系統(tǒng)提供一些建議要求，但前提是起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)僅用于發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)，不用于發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)候的控制氣源供應(yīng)。圖6中的兩個(gè)起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案都能滿足本船DP-3入籍規(guī)范要求及FMEA分析（故障模式分析）的基本要求。

方案2相對(duì)方案1的區(qū)別在于：在每個(gè)DP分區(qū)均設(shè)有獨(dú)立的起動(dòng)空壓機(jī)實(shí)現(xiàn)持續(xù)供氣。方案2設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于：在DP模式下，起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)各聯(lián)通管上的隔離閥需保持關(guān)閉以避免單個(gè)DP區(qū)域壓縮空氣管泄漏而導(dǎo)致其他DP區(qū)域壓縮空氣同樣泄漏。在隔離閥關(guān)閉的情況下，方案2可實(shí)現(xiàn)各DP區(qū)域起動(dòng)壓縮空氣持續(xù)供氣，即使該起動(dòng)空氣同時(shí)用于對(duì)應(yīng)DP區(qū)域發(fā)電機(jī)組控制空氣的供給，方案2仍然能夠滿足相關(guān)規(guī)范及動(dòng)力定位要求，而方案1能夠滿足要求的前提是該壓縮空氣系統(tǒng)僅用于發(fā)電機(jī)組起動(dòng)。

圖6 起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)圖

圖7 控制壓縮空氣系統(tǒng)圖

圖7為本船控制壓縮空氣系統(tǒng)圖，由于控制空氣一般可視為持續(xù)消耗用氣，而且一般是設(shè)備正常運(yùn)行所必須。因此，由該圖可知本船每個(gè)DP分區(qū)均設(shè)有各自獨(dú)立的空壓機(jī)，并且空氣瓶可實(shí)現(xiàn)各DP分區(qū)控制空氣的持續(xù)供給，而對(duì)于穿過不同DP分區(qū)的控制空氣管路采用A60絕緣通道隔離。

圖7設(shè)計(jì)方案是比較理想的，完全實(shí)現(xiàn)了各DP分區(qū)控制壓縮空氣獨(dú)立的設(shè)計(jì)理念。

但是控制壓縮空氣系統(tǒng)需要負(fù)責(zé)向全船設(shè)備提供控制壓縮空氣，管路走向復(fù)雜，某些處所很難做A60絕緣通道隔離不同DP分區(qū)控制壓縮空氣管路，對(duì)于這類情況可以考慮為每臺(tái)DP相關(guān)設(shè)備（主要是發(fā)電機(jī)組及推進(jìn)器）單獨(dú)設(shè)置一臺(tái)空氣瓶并與對(duì)應(yīng)服務(wù)的設(shè)備布置在一起，不同設(shè)備的上述空氣瓶可來自同一氣源補(bǔ)氣。這樣的話即使在故障情況下氣源丟失，也能保證每個(gè)設(shè)備有自己獨(dú)立的氣瓶供氣，從而可以不需要 為不同DP分區(qū)的供氣管路做A60絕緣通道隔離，但是這樣做的前提是：每個(gè)設(shè)備配置的獨(dú)立氣瓶應(yīng)有足夠容量，至少保證船舶安全退出動(dòng)力定位操作所需時(shí)間內(nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)備的持續(xù)供氣。這類設(shè)計(jì)方案是個(gè)別案例，具體需以船級(jí)社及FMEA（故障模式分析）第三方要求為準(zhǔn)。

由以上分析說明可知，對(duì)于DP-3動(dòng)力定位船舶，起動(dòng)壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于需確認(rèn)該系統(tǒng)是否同時(shí)用于向動(dòng)力設(shè)備提供控制空氣。如是的話，則各DP分區(qū)需實(shí)現(xiàn)獨(dú)立供氣并持續(xù)供氣，反之則可不考慮滿足冗余要求。

控制壓縮空氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于：

（1）每個(gè)DP分區(qū)控制壓縮空氣系統(tǒng)應(yīng)完全獨(dú)立。如果有不同DP分區(qū)管路穿越同一處所，那么必須相應(yīng)控制壓縮空氣管系采用A60結(jié)構(gòu)通道隔離。

（2）若實(shí)在無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制壓縮空氣完全隔離，可考慮為DP相關(guān)且需用氣的設(shè)備單獨(dú)各配置一個(gè)控制空氣瓶，并與對(duì)應(yīng)設(shè)備布置在一起。這樣即使氣源丟失，各設(shè)備還有自身控制空氣瓶可用于故障后安全退出動(dòng)力定位作業(yè)。

3 結(jié) 語(yǔ)

動(dòng)力定位系統(tǒng)是目前大多海洋工程作業(yè)所必須應(yīng)用的技術(shù)，該系統(tǒng)的安全冗余度直接決定海洋工程作業(yè)安全。DP-3海洋工程船舶動(dòng)力輔助系統(tǒng)直接服務(wù)于發(fā)電機(jī)或原動(dòng)機(jī)、推進(jìn)器，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)不應(yīng)僅滿足基本規(guī)范要求，應(yīng)在規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合各船實(shí)際情況，選擇更為安全、可靠的設(shè)計(jì)方案。