論鋁合金高速客船電氣設(shè)計要點

劉曉瓊

摘 要：十多年來，隨著船舶向著大型化、高速化、自動化和高新技術(shù)化方向發(fā)展，以及國內(nèi)外有關(guān)公約、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)有了新的變化，特別是節(jié)能減排己提升至船舶設(shè)計和營運管理重要地位。這對船舶電氣設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計提出了新的要求，特別是電力電子技術(shù)和微處理技術(shù)的發(fā)展，使船電技術(shù)進入了又一個新階段。

關(guān)鍵詞：設(shè)計要點;生產(chǎn)設(shè)計;法規(guī);工藝標(biāo)準(zhǔn)

隨著鋁合金高速客船的建造規(guī)模日益增長，對應(yīng)的設(shè)計水平也日趨提高，下面從兩方面介紹鋁合金高速客船的電氣設(shè)計要點。

一、方案階段設(shè)計要點

從取得船東方招標(biāo)方案開始，我們就需做一系列的認(rèn)證工作，首先是確定主要的電氣參數(shù)（如電制、電壓、頻率）。然后是電氣設(shè)備選型是否滿足規(guī)范要求。

設(shè)計人員拿到招標(biāo)文件后需認(rèn)證船上的主要的電氣參數(shù)，有一個招標(biāo)文件提到發(fā)電機主要參數(shù)是單相220V，頻率50HZ，容量由船廠核算選型，咋一看沒什么問題，但仔細(xì)看過標(biāo)書后，就會發(fā)現(xiàn)，船上空調(diào)制冷要求過高，要求十分鐘內(nèi)室溫由40度降至16度，那么空調(diào)主機功率相比常規(guī)增加一陪，加上機艙風(fēng)機功率、消防泵功率（是一艘消防救援船）、組合探照燈、照明、導(dǎo)航無線電設(shè)備功率一起，總功率接近60KW，對發(fā)電機選型時，電制為單相220V功率60KW左右的發(fā)電機幾乎沒有，滿足要求的只能是三相380V電制的發(fā)電機，船廠通過早期認(rèn)證并將發(fā)現(xiàn)的問題及時與船東溝通，修改了電制，才避免了設(shè)計失誤。

電氣設(shè)備選型認(rèn)證也很重要。在很多招標(biāo)文件中對某些設(shè)備指定了品牌型號，這些型號很可能是船東曾經(jīng)習(xí)慣使用過的產(chǎn)品，如果船廠銷售人員直接按招標(biāo)文件報價，很可能導(dǎo)致船廠極大損失，原因是，投標(biāo)文件中的設(shè)備很可能不滿足國內(nèi)規(guī)范要求，具體一點就是船用產(chǎn)品檢驗證書的要求，如在2020年的《船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則》（國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)）未問世之前，高速船部分航行設(shè)備需滿足2016年《船舶與海上設(shè)施法定檢驗規(guī)則》的修改通報，即陀螺羅經(jīng)的性能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足A.82（19）決議，雷達的性能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足A.820（19）決議或MSC.192（79）決議，夜視儀的性能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足MSC.94（72）決議等等。這些要求均需在船用產(chǎn)品檢驗證書中體現(xiàn)，而船東指定的產(chǎn)品可能是早期品牌型號沒有這些要求，價格也就便宜很多，要滿足這些檢驗要求的產(chǎn)品通常為國際高端品牌，價格昂貴，只有船廠在投標(biāo)前向船東提出疑議，才能避免后期的經(jīng)濟損失。

二、初步設(shè)計要點

船廠中標(biāo)后，就是初步設(shè)計了，設(shè)計要點為以下兩點：1.準(zhǔn)確估算全船電力負(fù)載;2.結(jié)合船體、輪機、內(nèi)裝三專業(yè)設(shè)計人員，對主要電氣設(shè)備定位布置。為什么重點考慮以上兩點，原因及設(shè)計工作下面介紹。

2.1準(zhǔn)確估算全船電力負(fù)載，對鋁合金高速客船航行時同時使用的電氣設(shè)備的負(fù)載量，做一份電子表格，最好是結(jié)合船東提供的數(shù)據(jù)，主要包括空調(diào)、服務(wù)臺用電設(shè)備、廚房設(shè)備、充電機、無線電導(dǎo)航設(shè)備、艙室照明、海淡水泵、公共廣播等設(shè)備的負(fù)載參數(shù)，在這里重點計算空調(diào)與機艙風(fēng)機的負(fù)載量，其中空調(diào)功率是可調(diào)整的，我們在建或己建的十余艘鋁合金高速客船上，空調(diào)的制冷與制熱量一定要算到足夠余量，保證全船的舒適度，如果全船空調(diào)加上其它負(fù)載的容量總和達到發(fā)電機總?cè)萘康?0%或以上了，就需要建議船東增大發(fā)電機的容量，不然等到建造后期，對于客船的舒適度達不到，而又沒有更好的辦法改進時，就會變成設(shè)計失誤。

2.2主要電氣設(shè)備定位布置，主要的電氣設(shè)備是指主配電板、充放電板、分配電板及駕控臺設(shè)備。布置這些設(shè)備時一定要與船體、輪機、內(nèi)裝三專業(yè)設(shè)計人員一起討論定位。

主配電板定位，通常主配板安裝于底甲板機艙，對于部分高速客船，為便于船東操作，將主配電板安裝于主甲板艉部的配電間，而配電間的一部分還被上駕駛甲板的樓梯占用了一部分，這樣主配電板的安裝空間需要船體設(shè)計師預(yù)留出來，船體可通過改變樓梯的傾斜度來滿足配電板安裝尺寸，如果主配電板安裝于底甲板機艙，電氣需與輪機專業(yè)協(xié)商，盡量要避開輪機的齒輪箱、通風(fēng)管道、主付機排煙管、消防管道等等，如果專業(yè)間不溝通，就會造成電氣設(shè)備與輪機管道沖突，電氣設(shè)備布置空間不足的尷尬場面。

充放電板與分配電板的定位，臨時應(yīng)急充放電板、無線電充放電板，分配電板它們均安裝于駕駛室或客艙服務(wù)臺或配餐間等位置，它們的定位需要提前與內(nèi)裝設(shè)計人員溝通，內(nèi)裝會根據(jù)配電板的尺寸做柜子及加強安裝壁，如果不及時提前溝通，待到后期安裝這些設(shè)備時，就會造成結(jié)構(gòu)不強，布置不美觀的局面。

駕控臺設(shè)備定位，電氣設(shè)計人員需要提早從供應(yīng)商獲取設(shè)備的外觀及開孔尺寸，將所有需要布置于駕控臺的設(shè)備，按一比一的比例畫出來并按常規(guī)操船位布置于駕控臺，然后與內(nèi)裝設(shè)計人員討論，為了能布置這些設(shè)備，內(nèi)裝可能需要調(diào)整個駕控臺的造型，如果不提前拿到設(shè)備尺寸，也不與內(nèi)裝溝通布置，結(jié)果很可能是駕控臺布置不下應(yīng)布置的設(shè)備，需要修修補補，從而導(dǎo)致駕控臺不美觀，增加返工成本。

三、生產(chǎn)設(shè)計要點

鋁合金高速客船的優(yōu)點是質(zhì)量輕、航速高、工藝精。達到航速高不僅僅是因為配備了高端的進口推進主機，還有一個重要的原因是設(shè)備的安裝工藝精湛。但這些施工工藝精華只有少數(shù)人掌握，并且還比較分散，我們需要把這些施工工藝做成一系列的標(biāo)準(zhǔn)，整理成冊，然后規(guī)范生產(chǎn)，指導(dǎo)生產(chǎn)，讓施工人員有圖可依，提高工作效率。船舶的施工工藝有很多，但是結(jié)合實際問題通過示意圖表示出來卻不多，下面介紹兩種生產(chǎn)設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)工藝。

3.1特殊的電纜托架安裝標(biāo)準(zhǔn)工藝之一如下圖

3.2用P形夾固定電纜的標(biāo)準(zhǔn)工藝

在某些艙室天花艙壁上，電纜敷設(shè)較少不便走扁鋁的情況下，可采用P型夾固定電纜，直接用鉚釘將其固定在船體的結(jié)構(gòu)上，為便于P型夾的安裝，每個電纜支撐的距離不能大于300毫米，除非P型夾完全夾住電纜，不易松動，否則需要用電纜扎帶將電纜捆扎到P型夾上，根據(jù)電纜的數(shù)量而定，盡可能地選用小型P型夾，用5-6個鉚釘將P型夾具固定到結(jié)構(gòu)上。

類似上述工藝標(biāo)準(zhǔn)還有很多種，如電裝件標(biāo)準(zhǔn)、大型設(shè)備基座標(biāo)準(zhǔn)、中小型設(shè)備基座標(biāo)準(zhǔn)、電氣設(shè)備安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)、電纜敷設(shè)工藝標(biāo)準(zhǔn)等等，標(biāo)準(zhǔn)多了，施工便簡單了，效率就提高了，無論船廠人員怎么流動，施工都不會受太大的影響。

結(jié)束語：以上介紹只是建造鋁合金高速客船設(shè)計要點的一部分，為推進我們國家船舶建造技術(shù)的提高，希望越來越多的設(shè)計人員能夠多學(xué)習(xí)國內(nèi)外的先進造船技術(shù)，總結(jié)造船精華，為國家的船舶行業(yè)出一份力。

參考文獻

[1] 《船舶設(shè)計實用手冊 》電氣分冊

[2] 《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)范》2016年修改通報