淺談船舶機(jī)艙液貨艙柜透氣管路和集氣筒設(shè)計與布置

姜宏松

摘 要：隨著國際航運(yùn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)的造船業(yè)也隨之發(fā)展了起來。近幾年，我國也逐漸發(fā)展成造船大國之一。本文重點介紹了船舶機(jī)艙液貨艙柜透氣管和集氣筒（透氣管匯集在一起形成的一段管路）的設(shè)計和安裝。本人在船舶建造監(jiān)理過程中，發(fā)現(xiàn)個別船舶機(jī)艙液貨艙柜透氣管和集氣筒的設(shè)計和安裝存在幾點問題。如集氣筒的臥式結(jié)構(gòu)設(shè)計，分析了集氣筒的臥式設(shè)計和立式設(shè)計的優(yōu)缺點;船舶機(jī)艙液貨艙柜透氣管的安裝設(shè)計，考慮管路安裝方向時，沒有考慮透氣產(chǎn)生的積液阻塞問題。本文對船舶機(jī)艙液貨艙柜透氣管路、集氣筒設(shè)計和安裝布置有幫助指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：立式集氣筒;臥式集氣筒;透氣管;放殘管;積液阻塞

中圖分類號：U664.83? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）03-0107-03

近年來，本人在新船監(jiān)造過程中，發(fā)現(xiàn)了一些機(jī)艙液貨艙柜透氣管集氣筒和透氣管路布置方面存在的設(shè)計和施工問題。本文從新船輪機(jī)監(jiān)理師監(jiān)造的角度淺談一下這方面的理論和實際應(yīng)用，以供參考。

1機(jī)艙液貨艙柜透氣管路的作用、布置、尺寸的規(guī)范要求

艙柜透氣管路的作用是平衡艙柜內(nèi)部的壓力。

《國際海上人命安全公約》要求，液貨艙的透氣系統(tǒng)應(yīng)完全區(qū)別于船舶其它艙室的空氣管。凡液貨艙甲板上能散發(fā)出可燃蒸汽的開口，其布置和部位應(yīng)使可燃蒸汽進(jìn)入含有火源的圍蔽處所或聚集在可能構(gòu)成著火危險的機(jī)械和設(shè)備附近的可能性減至最低。為了達(dá)到該目的，機(jī)艙各油水柜的透氣管末端都集中延伸至機(jī)艙外，多數(shù)布置在煙囪后部油霧箱內(nèi)部。

《鋼制海船入級規(guī)范》要求，頂板的長度或?qū)挾炔恍∮?m的艙柜，應(yīng)設(shè)2根或多根空氣管（該空氣管也叫透氣管，下面內(nèi)容一樣道理），其間距應(yīng)適當(dāng);如特殊情況無法布置，則在確保有效透氣的情況下可以接受1根空氣管。如倉頂頂部形狀特殊或不規(guī)則時，則空氣管的數(shù)目和位置應(yīng)根據(jù)實際情況來決定;日用燃油艙柜、沉淀艙柜及滑油艙柜的空氣管的安裝與布置應(yīng)即使在空氣管破損時也不致飛濺海水和雨水進(jìn)入的危險;空氣管的布置，應(yīng)在任一個艙柜破倉浸水后，不致使海水通過空氣總管進(jìn)入位于其他水密艙室內(nèi)的艙柜;燃油和貨油艙柜空氣管的開口端，應(yīng)位于開闊甲板上不致因溢油或油氣而產(chǎn)生危險的處所;燃油和貨油艙柜的空氣管的管端，應(yīng)裝設(shè)耐腐蝕和便于更換的金屬防火網(wǎng);空氣管管端金屬網(wǎng)的凈通流面積，應(yīng)不小于對該空氣管所要求的橫截面積;對于能用船內(nèi)泵或岸泵通過注入總管罐裝的所有艙柜，每一個艙柜的空氣管的總橫截面積，應(yīng)比各自注入管的有效橫截面積至少大25%。任何情況下，上述艙柜空氣管的內(nèi)徑應(yīng)不小于50mm。當(dāng)多個艙柜公用一根空氣管時，則共用空氣管的橫截面積至少應(yīng)為其中兩個艙柜中所需最大空氣管橫截面積之和;如艙柜裝有本節(jié)規(guī)定的溢流管時，則空氣管橫截面積至少應(yīng)為該艙柜注入管橫截面積的20%。當(dāng)裝有本節(jié)規(guī)定溢流管的幾個艙柜共用一根空氣管時，則該空氣管的橫截面積，至少應(yīng)為獨(dú)立艙柜中兩根最大注入管橫截面積之和的20%。

在船舶建造中，船廠在布置液貨艙柜透氣管路時，為了減少管系的數(shù)量，采取液貨分類集中布置、左右分開的方式。把機(jī)艙的液貨艙柜透氣管路按照艙柜內(nèi)液體種類分為幾類，相同性質(zhì)的透氣管路做在一起，形成一個集氣筒。數(shù)個集氣筒再分別由單獨(dú)的透氣管引到煙囪后部的油霧箱內(nèi)部。對有氣壓的艙柜透氣管應(yīng)單獨(dú)分別直接通往煙囪后部的油霧箱內(nèi)部。

2機(jī)艙液貨艙柜透氣管路和集氣筒型式布置合理性分析

2.1集氣筒的型式及布置的選擇

在船舶機(jī)艙，相同性質(zhì)的液貨艙柜的透氣管端部做在一起，形成一個集氣筒。在船上，集氣筒的布置一般有兩種形式，分別為立式和臥式（見圖1和圖2）。

在實際應(yīng)用中，筆者認(rèn)為應(yīng)把集氣筒做成立式，不宜做成臥式，原因分析如下：

從臥式集氣筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及圖紙（見圖3）可以知道，透氣管進(jìn)入集氣筒內(nèi)部時，透氣管端部會伸入集氣筒內(nèi)壁一部分，一般為 10～15cm（長度根據(jù)集氣筒的直徑實際情況確定）。在新造船舶上，有的生產(chǎn)設(shè)計人員把臥式集氣筒設(shè)計為船舶前后方向布置，而且把臥式集氣筒的放殘管布置在集氣筒的艏部，進(jìn)入臥式集氣筒內(nèi)部的透氣管管徑也不同，管徑大的管路設(shè)在透氣筒的中間（見圖4）。

在船舶上工作的海員都知道，船舶航向一般都是艉傾。如果把集氣筒設(shè)計成臥式，而且把臥式集氣筒的放殘管布置在集氣筒的艏部，由于長時間的積累，在臥式集氣筒的艉部位置會形成殘油或殘水，臥式集氣筒的船頭方向的放殘管的功能會受到影響，放殘功能可能失去作用，甚至出現(xiàn)個別透氣管成為其它柜的泄放管。即使把臥式集氣筒在船舶左右方向布置，如上所述的集氣筒的形式和布置也會對集氣筒的作用效果造成不同程度的影響。

而對于立式集氣筒，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和臥式集氣筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相似，它的放殘管設(shè)計在集氣筒的下部。如果把立式集氣筒的下面的端部做成法蘭式，可以定期拆開檢查、清潔，效果會更好。由立式集氣筒的結(jié)構(gòu)特點可知，這樣設(shè)計避免了集氣筒內(nèi)部存在殘油或殘水的現(xiàn)象，放殘也比較通暢，各個相連的艙柜之間只要性質(zhì)相似，互相影響的現(xiàn)象也會最大限度的避免。立式集氣筒的作用效果比臥式集氣筒有很大的提高。為此，本人建議，在實船使用立式集氣筒為佳。如果因為布置空間受限必須采用臥式，那么泄放管設(shè)計位置、不同管徑的透氣管排列及其透氣管在集氣筒內(nèi)的延伸高度均應(yīng)該合理，并且集氣筒應(yīng)設(shè)計成有一定斜度布置，放殘管也應(yīng)設(shè)計在集氣筒較低一端的下側(cè)面位置，集氣筒較低一端的端部也最好做成帶法蘭的端蓋，便于定期地拆開端蓋進(jìn)行檢查和清潔。船舶監(jiān)理師驗收時應(yīng)重點關(guān)注。

2.2集氣筒透氣管的分類

相同性質(zhì)的艙柜的透氣管做在一起，形成一個集氣筒。在現(xiàn)實的船舶建造中，工程師們習(xí)慣把“相同性質(zhì)”理解為相同物質(zhì)，如重燃油、柴油、滑油、水等。筆者認(rèn)為，應(yīng)該也把液貨艙柜的內(nèi)部壓力差考慮進(jìn)去。如四沖程機(jī)發(fā)電機(jī)的油底殼的透氣管路，主機(jī)的滑油循環(huán)艙的透氣管路應(yīng)分別單獨(dú)通到煙囪后部油霧箱內(nèi)部。

在新船監(jiān)造過程中，發(fā)現(xiàn)如下案例。如設(shè)計工程師把船舶主機(jī)（低速二沖程機(jī)）的主機(jī)滑油循環(huán)艙和主機(jī)的氣缸油儲存柜、主機(jī)滑油儲存柜、輔機(jī)滑油儲存柜透氣管做在一個集氣筒上，然后再自該集氣筒引透氣管到煙囪后部的油霧箱內(nèi)部。筆者覺得這種設(shè)計不合理，原因分析如下：

主機(jī)滑油循環(huán)艙在主機(jī)的正下部，它的作用為：在主機(jī)的運(yùn)行中，收集主機(jī)滑油。主機(jī)（低速二沖程機(jī)）的滑油運(yùn)行路線一般為：主機(jī)滑油循環(huán)艙→主機(jī)滑油泵→滑油冷卻器→滑油自清濾器→主機(jī)本體→主機(jī)滑油循環(huán)艙。主機(jī)系統(tǒng)滑油的作用為：潤滑主機(jī)的運(yùn)動部件和冷卻活塞等。經(jīng)分析可知，在主機(jī)滑油的運(yùn)行環(huán)節(jié)中，主機(jī)滑油循環(huán)艙內(nèi)部的滑油溫度較高。在主機(jī)運(yùn)行中，主機(jī)滑油分油機(jī)一般同時運(yùn)行。主機(jī)滑油分油機(jī)分離滑油的運(yùn)行路線為： 主機(jī)滑油循環(huán)艙→主機(jī)滑油分油機(jī)供給泵→主機(jī)滑油分油機(jī)加熱器→主機(jī)滑油分油機(jī)→主機(jī)滑油循環(huán)艙。主機(jī)滑油分油機(jī)滑油分離溫度一般在 85℃左右。因此，主機(jī)滑油循環(huán)艙內(nèi)部的狀況為：滑油溫度較高，有油霧，和滑油儲存柜比較時，該處氣壓較高。當(dāng)把主機(jī)的滑油循環(huán)艙和主機(jī)的氣缸油儲存柜、主機(jī)滑油儲存柜、輔機(jī)滑油儲存柜透氣管做在一個集氣筒上時，滑油循環(huán)艙和其它滑油儲存存在壓差，會對其他滑油儲存柜造成影響，時間久了，有可能會對其他滑油儲存柜內(nèi)部的新滑油造成污染。個人認(rèn)為，應(yīng)對“主機(jī)滑油循環(huán)艙和主機(jī)的氣缸油儲存柜、主機(jī)滑油儲存柜、輔機(jī)滑油儲存柜透氣管做在一個集氣筒上”設(shè)計進(jìn)行整改，應(yīng)為“主機(jī)滑油循環(huán)艙透氣管單獨(dú)直接延伸到煙囪后部油霧箱內(nèi)部。主機(jī)的氣缸油儲存柜、主機(jī)滑油儲存柜、輔機(jī)滑油儲存柜透氣管做在一個集氣筒上，在該集氣筒引透氣管到煙囪后部油霧箱內(nèi)部。如果現(xiàn)場條件允許，最好把主機(jī)滑油儲存柜、輔機(jī)滑油儲存柜透氣管做在一個集氣筒上，把幾個主機(jī)的氣缸油儲存柜透氣管做在一個集氣筒上，然后再分別自各自集氣筒引透氣管到煙囪后部油霧箱內(nèi)部?！?/p>

3集氣筒和油霧箱放殘管路的布置

集氣筒和油霧箱放殘管路的作用是把集氣筒和油霧箱內(nèi)部的殘水或殘油收集到機(jī)艙底層的專門收集柜內(nèi)。各個集氣筒和油霧箱的放殘管布置時應(yīng)有一定的傾斜度，防止積水或積油，甚至阻塞（見圖5）。

在新船監(jiān)造過程中，發(fā)現(xiàn)有些船舶水平布置放殘管時，放殘管沒有向放殘方向有一定的斜度（放殘口方向管路位置高，放殘方向管路位置低），而是設(shè)計成水平的，甚至有的把放殘管向放殘相反方向一定斜度布置（見圖5）。這樣的設(shè)計會造成該放殘管路的阻塞，使其失去放殘的作用。筆者也發(fā)現(xiàn)集氣筒和其下部的放殘管經(jīng)常被做成一體，放殘管直接和集氣筒焊在一起，油霧箱和其下部的放殘管經(jīng)常被做成一體，放殘管直接和油霧箱焊在一起（見圖5），這樣的設(shè)計不便于日后船員對放殘管路的清通保養(yǎng)。如果把集氣筒和油霧箱的下部和放殘管采用法蘭連接，并且在放殘管管路拐彎處加裝法蘭連接，會為日后船員對管路清通保養(yǎng)提供很大的幫助。

4結(jié)語

設(shè)計和現(xiàn)場布置船舶機(jī)艙液貨艙柜透氣管和集氣筒時，不但應(yīng)遵守船舶規(guī)范要求，而且也應(yīng)該考慮船舶現(xiàn)場實際情況。根據(jù)船舶現(xiàn)場實際情況，合理設(shè)計和布置船舶機(jī)艙液貨艙柜透氣管和集氣筒，使其實現(xiàn)各自功能。