船舶起浮配載水塢內(nèi)排放工裝選型及應(yīng)用

莊廣傾 堵壬臣 閆立

（廣船國(guó)際總裝部）

0 前言

對(duì)于船舶建造起浮過(guò)程中所加的數(shù)千噸甚至上萬(wàn)噸配載水排放，傳統(tǒng)方法是采取潛水泵抽水，存在效率低、周期長(zhǎng)、抽水值守人工消耗大、對(duì)動(dòng)能要求高等缺點(diǎn)?，F(xiàn)擬利用配載水存在的巨大水壓，在船上臨時(shí)工藝孔安裝泄放閥、利用水壓重力式放水，并不斷改良泄放工裝，從而起到快速放水、縮短船塢周期、節(jié)能減排、降本增效的目的。過(guò)程中得出放水閥選型公式，并在現(xiàn)場(chǎng)給予驗(yàn)證，以指導(dǎo)后續(xù)船選型工作。

1 傳統(tǒng)水泵抽水方法不足

傳統(tǒng)方法一般采用清水隊(duì)最大功率潛水泵，見(jiàn)圖1（型號(hào)QY40-38-7.5）流量 40M3/h,揚(yáng)程38 米，功率7.5KW，同時(shí)布置2 臺(tái)。結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)有效功率為75%，布泵、收泵 兩人各半個(gè)工，抽水過(guò)程兩人值守，每次排水時(shí)間5～7 天。

2 新方法的選用及分析

擬采用合適的放水工裝24 小時(shí)連續(xù)放水（排水方案見(jiàn)圖2），實(shí)現(xiàn)縮短排水周期；放水過(guò)程實(shí)現(xiàn)不耗電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的，同時(shí)擺脫船上動(dòng)能恢復(fù)的限制，坐墩后即可開(kāi)展工作；同時(shí)充分利用船廠現(xiàn)有資源，不增加額外工裝費(fèi)用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)核驗(yàn)得出泄水選型公式，以指導(dǎo)后續(xù)船型放水選型工作。

3 工裝對(duì)比選型與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 泄放閥選型

某30.8 萬(wàn)載重噸散貨船半船采取5#貨艙加配載水方法：共加5#貨艙加水7616 噸壓載水，艙內(nèi)吃水6.69 米，引用公式 T= △/Q= △/9155πr2 H0.5 ，對(duì)直徑100MM 及150MM 流量進(jìn)行分析：

排水流速與水柱高成曲線關(guān)系：V2=2gH，單位時(shí)間流量與管徑關(guān)系：Q=SV=πr2V，水柱高與存量水成曲線關(guān)系：Ht=(△-Qt)/S ，為了減少曲線關(guān)系，采取簡(jiǎn)化計(jì)算公式，不考慮過(guò)程中的摩擦因素，僅考慮影響流量最大的水柱高度及閥件半徑，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證公式實(shí)用性：流速V 取0.33H 時(shí)的流速：

V=（2×g×0.33×H）0.5=（0.66gH）0.5=2.543H0.5

故：Q=SV=2.543πr2 H0.5

T=△/Q=△/3600πr2（0.66gH）0.5

T=△/Q=△/9155πr2 H0.5

上面公式：△：壓載水水量，單位：M3

泄放閥半徑，單位：M

H：壓載水水高，單位：M

T：排水時(shí)間，單位：小時(shí)

①：直徑100MM 泄放閥排水時(shí)間：

T100=7616/9155×3.14×0.052×6.690.5=40.97小時(shí)折合1.70 天。

②： 直徑 150MM 泄放閥排水時(shí)間：T150=7616/9155×3.14×0.0752 ×6.690.5=18.21 小時(shí)折合0.76 天。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)要求，結(jié)合船塢生產(chǎn)需求決定采取直徑150MM 泄放閥排水方案。

3.2 工裝制作及密性檢驗(yàn)

按設(shè)計(jì)草圖制作工裝（見(jiàn)下圖3），在閥出水口加裝直徑150 的彎形鋼管，減少水流對(duì)船體的沖擊力，同時(shí)使用軟管駁接到外板工藝孔處，過(guò)程充分利用產(chǎn)品船現(xiàn)工藝孔布置及現(xiàn)有的閑置材料，不增加額外的工裝費(fèi)用。

制作完成后對(duì)焊縫外觀檢查合格后進(jìn)行沖水試驗(yàn)，壓力不小于0.24MPa，持續(xù)時(shí)間不小于15min。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

該船半船坐墩后，打開(kāi)泄放閥，開(kāi)始通宵放水（放水情況見(jiàn)圖4），共用時(shí)18.5 小時(shí)。比公式核算的18.21 小時(shí)多出0.29 小時(shí)，但基本達(dá)到預(yù)期目的，之后同型船又起浮作業(yè)兩次，都重復(fù)利用了之前制作好的放水工裝

表1 兩種方法能效對(duì)比表（3 次合計(jì)）

圖1 潛水泵

圖2 排水方案草圖

圖3 排水工裝現(xiàn)場(chǎng)制作

第二起浮，加注壓載水12068 噸，水深10.12米。放水時(shí)間23.47 小時(shí)，第三次起浮加注壓載水17282 噸，水深14.22 米，放水時(shí)間28.38 小時(shí)。三次放水都取得了明顯的縮短時(shí)間，節(jié)能減排效果。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)排水情況

4 節(jié)能減排及效益分析

4.1 傳統(tǒng)水泵抽水式能耗分析

某30.8 萬(wàn)散貨船半船起浮，排水時(shí)間：7616/(40×2×0.75)=126.9 小時(shí)，24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)約消耗5.5天，運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)班：126.9/8=15.86 工班，消耗電能：126.9×7.5×2=1903.5Kwh，值守定額：126.9×2×20=5076元，布泵、收泵定額：2×4×2×20=320 元（固定），人工費(fèi)用合計(jì)：5076+320=5396 元

同樣可以核算出第二次若采用潛水泵排水時(shí)間=201 小時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)班=25 工班，消耗電能=3015Kwh，工人定額=8360 元 ；第三次起浮排水時(shí)間=288 小時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)班=36 工班，消耗電能=4320Kwh，工人定額=11550 元，能效對(duì)比見(jiàn)表1。

4.2 驗(yàn)證了選型公式的基本適用：

T=△/Q= △/9155πr2 H0.5

上面公式：△：壓載水水量，單位M3

r:泄放閥半徑，單位M

H：壓載水水高，單位M

T：排水時(shí)間，單位H

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)三次半船起浮驗(yàn)證，基本驗(yàn)證了泄放閥選型公式的適用性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)縮短放水時(shí)間84.92%，節(jié)約電能9613Kwh，節(jié)約人工成本25262 元，實(shí)現(xiàn)了高效放水的及節(jié)能減排的目的，減少了船塢周期，有效促進(jìn)快速搭載。接下來(lái)繼續(xù)在其他型船使用工裝放水，同時(shí)在放水過(guò)程中加密監(jiān)控點(diǎn)，定時(shí)記錄水位，持續(xù)改進(jìn)排水管，讓工時(shí)核算更加準(zhǔn)確，放水作業(yè)更加安全可靠。