海事系統(tǒng)首制電力推進(jìn)后甲板作業(yè)中型航標(biāo)船使用評估及優(yōu)化建議

李 濤，朱志紅，金奕新，程威濤（南海航海保障中心汕頭航標(biāo)處，廣東 汕頭515041）

一、引言

“海巡1717”輪由中船工業(yè)集團(tuán)708所整體設(shè)計，武昌船舶重工集團(tuán)有限公司承建，2018年6月18日開工建造，2019年6月25日正式列編。筆者作為監(jiān)造組成員和維護(hù)管理方，親歷了該船的建造、試航、列編、磨合、試用、保修和驗收等諸多環(huán)節(jié)，與該船型的設(shè)計、建設(shè)、承建、使用單位及設(shè)備供應(yīng)商等進(jìn)行了深入細(xì)致的技術(shù)探討，見證了該船船員從新船型適應(yīng)到配合默契的成長歷程?，F(xiàn)從使用管理者的角度，對兩年來該船的使用情況予以總結(jié)，分析存在的問題，并給出優(yōu)化建議。

圖1 “海巡1717”輪正橫圖

二、”海巡1717”輪概況及主要技術(shù)參數(shù)

“海巡1717”輪為海事系統(tǒng)1 200噸級電力推進(jìn)后甲板作業(yè)首制船，顛覆了傳統(tǒng)航標(biāo)船前甲板作業(yè)的設(shè)計理念。該船主要用于沿海港口航道燈浮標(biāo)等助航設(shè)施的設(shè)置、維護(hù)、航標(biāo)應(yīng)急反應(yīng)等航標(biāo)現(xiàn)場作業(yè)，同時可搭載相關(guān)設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急測量及溢油回收工作，其主要技術(shù)參數(shù)如下：

（一）船型

鋼質(zhì)、局部雙層底、連續(xù)甲板、全焊接結(jié)構(gòu)的中型航標(biāo)船，電力驅(qū)動，雙舵槳推進(jìn)，DP-1級動力定位，艏側(cè)推器，作業(yè)區(qū)域為后甲板，生活區(qū)布置在船舶前部。

（二）作業(yè)航區(qū)及技術(shù)指標(biāo)

遠(yuǎn)海航區(qū)、沿海作業(yè)，7級海況下安全航行，3級海況下安全作業(yè)。船舶總長62 m，型寬12 m，型深4.7 m，滿載吃水3.45 m，總噸1 070，凈噸321，滿載排水量1 370.3 t，設(shè)計航速不低于14 kn，經(jīng)濟航速下續(xù)航力約3000 n mile，自持力15d，額定船員24人，備員6人。

（三）主要動力裝置及設(shè)備

主機：YPKS500-4×2臺，1 000 kW/690 V。主柴油發(fā)電機組：9L16/24×3臺，800 kW/400 v/50Hz。停泊柴油發(fā)電機組：6C5A8.3-GM155×1臺，130 kW/400v/50 Hz。舵漿：NRP140×2套1 000 kW/φ1 750 mm。艏側(cè)推器：NFT110×1臺，280 kW/170 kN。

（四）航標(biāo)作業(yè)設(shè)備及作業(yè)能力

配置1臺12 t-15 m航標(biāo)起重吊機，1臺150 kN自排鏈臥式錨鏈絞車，2套液壓升降鯊魚鉗，2套重力翻轉(zhuǎn)式止鏈器和2臺15 kN液壓牽引絞車，滿足φ2.4 m和φ3.0 m航標(biāo)作業(yè)要求，航標(biāo)器材最大裝載量約60 t。

三、“海巡1717”輪使用情況

（一）后甲板作業(yè)設(shè)計提高作業(yè)效率和安全性。當(dāng)前，海上施工類船舶采用后甲板作業(yè)方式已比較廣泛，隨著航標(biāo)導(dǎo)航服務(wù)在海上鉆井平臺、海上風(fēng)電場、海上管道、海底光纜和海上資源勘探等海上活動領(lǐng)域的拓展，首制后甲板作業(yè)航標(biāo)船的開發(fā)，符合航海保障服務(wù)職能由近海向深海延伸的趨勢。采用后甲板作業(yè)方式，不僅使主甲板作業(yè)區(qū)域有更大的空間，而且整體船型外觀更加美觀、大氣。在船長一定的情況下，后甲板作業(yè)船相比前甲板作業(yè)船在航標(biāo)作業(yè)區(qū)域橫向、縱向均為直線型，不受船體線型變化的影響，作業(yè)區(qū)域更加開闊，對于提高航標(biāo)作業(yè)人員的作業(yè)安全和作業(yè)效率具有積極意義。

（二）推進(jìn)系統(tǒng)采用全電力推進(jìn)，體現(xiàn)了“綠色環(huán)?！焙汀熬G色船舶”的理念。動力系統(tǒng)的備份較好，運行管理方便。日常運行中可根據(jù)不同的運行工況合理調(diào)配運行的柴油機臺數(shù)，減少柴油機長時間處于低負(fù)荷運行的情況，使柴油機運行在較佳的工況下，燃油消耗少，機槳性能匹配合適、船舶操縱靈活、機動性強，倒車時主發(fā)電柴油機能耗利用率高、船舶轉(zhuǎn)彎回轉(zhuǎn)速度快。在港口、狹窄航道以及海上維護(hù)航標(biāo)作業(yè)時，船舶能準(zhǔn)確、迅速地定位靠泊航標(biāo)，增加海上航標(biāo)作業(yè)安全系數(shù)，提高工作效率。

（三）航標(biāo)作業(yè)設(shè)備齊全，選型相對合理。配備動力定位控制系統(tǒng)，通過艏側(cè)推和艉部主推進(jìn)器可實現(xiàn)船舶自動定位，滿足航標(biāo)定點敷設(shè)作業(yè)和船舶低速定向航行的要求，極大地提高了航標(biāo)拋設(shè)精度，降低了航標(biāo)作業(yè)時操船的勞動強度和難度，顯著提高了船舶操縱性能。配備液壓錨鏈絞車、液壓升降鯊魚鉗等，改變了傳統(tǒng)的作業(yè)方式，實現(xiàn)甲板航標(biāo)作業(yè)機械化，極大地減輕了航標(biāo)作業(yè)人員的勞動強度，提高了工作效率和安全性。

通過統(tǒng)計“海巡1717”輪2年運行數(shù)據(jù)（見表1），得出船舶綜合油耗約為0.33 t/h。作為大中型航標(biāo)布置和維護(hù)的重要裝備，其提升了沿海航海保障能力，為促進(jìn)航運經(jīng)濟發(fā)展、保障船舶航行安全做出了積極貢獻(xiàn)。

表1 “海巡1717”輪運行情況（截至2021年6月30日）

圖2 “海巡1717”輪總布置圖

四、存在問題與改進(jìn)建議

國內(nèi)自主設(shè)計后甲板作業(yè)船舶均為甲板作業(yè)區(qū)域留出較大的空間，對甲板作業(yè)設(shè)備、機艙機電設(shè)備位置均有合理的布置（如圖3、圖4）。借鑒后甲板作業(yè)船舶的成功案例，針對實際使用運行情況及反饋，該船型在航標(biāo)作業(yè)施工領(lǐng)域大有可為。為了進(jìn)一步完善新型船舶功能，提升航標(biāo)作業(yè)效能，將使用過程中出現(xiàn)的問題及相關(guān)建議進(jìn)行梳理，為該船型日后改進(jìn)、完善提供參考。

圖3 國內(nèi)后甲板作業(yè)某海工船舶總布置圖

圖4 國內(nèi)后甲板作業(yè)某大型浮標(biāo)船總布置圖

（一）船型設(shè)計方面

當(dāng)進(jìn)行起錨作業(yè)時，船舶駕駛員無法看見錨是否起升到位，與現(xiàn)今海上施工作業(yè)類船型相比，船體線型有待優(yōu)化。

建議：優(yōu)化船頭船體線型，在兼顧拋錨、起錨時方便駕駛員判斷錨的位置且滿足航標(biāo)作業(yè)需求的前提下，艏部水線采用直線型，平順過渡到船舯適當(dāng)部位，避免發(fā)生突肩。艉部的設(shè)計以減小航行粘壓阻力為主，綜合考慮艉部去流段的長度和去流角的大小，避免產(chǎn)生過大的界層分離，從而減小粘壓阻力。合理的線型設(shè)計，可使船舶獲得較好的阻力性能和耐波性能，提高船舶航速。

（二）總體布置方面

1. 航標(biāo)堆放及航標(biāo)作業(yè)區(qū)位于0#—37#肋位，實際海上吊檢、吊換航標(biāo)作業(yè)區(qū)域位于15#—35#肋位。生活區(qū)域及船頭位于37#—97#肋位。可見，作為后甲板作業(yè)航標(biāo)船，主甲板常用的航標(biāo)作業(yè)區(qū)域僅為船長的12米左右，因此，甲板作業(yè)區(qū)域面積利用率有待進(jìn)一步挖掘。

建議：將船舶生活區(qū)向船頭前移5—8個肋位，同時減小駕駛室前部平臺面積（“海巡1717”輪駕駛室前部平臺位于66#—78#肋位，而僅僅在平臺兩舷側(cè)放置6臺救生筏，整個船舶甲板面積的利用率不高），進(jìn)一步拓寬后甲板作業(yè)區(qū)域。

2. 救助艇布置于駕駛室后駕控臺側(cè)下方，煙囪從后駕控臺兩側(cè)伸出，在航標(biāo)作業(yè)時，對視線有較大影響。

建議：將煙囪煙管走向從駕駛室中部適當(dāng)位置穿出，救助艇置于生活區(qū)船舷側(cè)適當(dāng)位置。這樣可以真正實現(xiàn)全景駕駛室，無論船舶航行或者作業(yè)時，船舶駕駛員的視線均不受任何影響。

3. 航標(biāo)插孔靠近船舶左舷，吊機吊臂擱架布置于右舷作業(yè)區(qū)前部，實際作業(yè)過程中，當(dāng)采用右舷設(shè)備進(jìn)行航標(biāo)作業(yè)時，航標(biāo)插孔和吊臂擱架對航標(biāo)作業(yè)有較大的影響，右舷航標(biāo)作業(yè)設(shè)備基本處于閑置狀態(tài)，不利于左、右舷作業(yè)設(shè)備交替使用。

建議：將航標(biāo)插孔布置于甲板船舯適當(dāng)位置，有利于左、右舷作業(yè)設(shè)備交替使用，提高航標(biāo)作業(yè)效率。并將吊機安裝位置適當(dāng)后移，吊臂擱架置于船艉適當(dāng)位置，并將擱架設(shè)計為活動式底座（使用吊機時擱架可以放倒，吊機閑置時擱架可以立起來放置吊臂）。這樣可以進(jìn)一步優(yōu)化航標(biāo)堆放、作業(yè)區(qū)域。

4. 機艙部分設(shè)備（如推進(jìn)電機變壓器、淡水壓力水柜、海水壓力水柜）布置位置對機艙通道以及日常設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)有較大影響，部分油艙、水艙的測深孔、透氣孔對甲板作業(yè)區(qū)域航標(biāo)堆放、航標(biāo)作業(yè)有較大影響。

建議：將機艙整體前移，同時優(yōu)化主要設(shè)備安裝位置，并對油艙、水艙布置優(yōu)化。將機艙的測深孔、透氣孔、通風(fēng)筒等從前甲板合適位置穿出，后機艙穿出甲板的管系以及后甲板的部分設(shè)施布置在吊機基座附近，更大程度提高后甲板作業(yè)面積利用率。

5. 機艙未設(shè)置用于機電設(shè)備備件以及船舶物料存放的艙室，而航標(biāo)器材艙作為存放沉石和航標(biāo)器材的艙室，在實際使用中，大部分航標(biāo)器材均由航標(biāo)站管理，航標(biāo)器材艙基本處于閑置狀態(tài)。

建議：為了更加規(guī)范管理船舶備品、備件、物料等，建議優(yōu)化機艙整體布局，設(shè)計專門用于存放船舶機電設(shè)備備件、物料的倉庫。

（三）設(shè)備選型方面

1. 錨鏈絞車體積過大，占用甲板作業(yè)區(qū)域過多，且當(dāng)錨鏈絞車?yán)疱^鏈、鯊魚鉗制動錨鏈時，即使絞車自動排鏈擺臂在左、右極限位置移動，錨鏈仍然很難對準(zhǔn)鯊魚鉗鉗口，需要人工對準(zhǔn)。

建議：優(yōu)化錨鏈絞車選型，采用功能對等、體積相對較小的絞車，使航標(biāo)作業(yè)區(qū)域更加寬敞。

2. 空調(diào)系統(tǒng)采用間接式冷卻水冷卻方式，由于南方氣候原因，室內(nèi)外溫差較大。冷媒水管系的隔熱層只要存在一點空隙，便會產(chǎn)生較多的冷凝水，對管系周邊的設(shè)備設(shè)施均會造成影響。

建議：將間接式冷卻水冷式空調(diào)改為直接冷卻風(fēng)冷式空調(diào)。

3. 船員艙室均采用封閉式窗戶，自然通風(fēng)采用2臺立式空調(diào)。日常艙室通風(fēng)依靠空調(diào)長時間運行來維持，不利于節(jié)能降耗。

建議：在滿足規(guī)范的前提下，將船員艙室窗戶改為可開關(guān)式，日?？纱蜷_窗戶自然通風(fēng)，不僅能減小能耗，自然通風(fēng)也更加舒適。

4. 2臺變頻器水冷卻系統(tǒng)與3臺主發(fā)電柴油機低溫冷卻水共用1個溫控閥，而溫控閥的自動調(diào)節(jié)范圍是為了滿足柴油機運行在最佳工況的溫度。當(dāng)高負(fù)荷運行時，溫控閥調(diào)節(jié)的溫度無法滿足冷卻變頻器電器元件的最佳溫度，經(jīng)常因變頻器內(nèi)部冷卻水溫度高報警。

建議：增加1個溫控閥用于變頻器內(nèi)部冷卻水溫度調(diào)節(jié)，將3臺主發(fā)電柴油機冷卻低溫淡水溫控閥與2臺變頻器內(nèi)部冷卻水單獨控制。

五、結(jié)語

經(jīng)過2年多來的磨合、改進(jìn)，“海巡1717”輪已成為主力作業(yè)船，達(dá)到了新船型開發(fā)的預(yù)期目標(biāo)。但作為首制船，不可避免的存在各種問題，需要使用管理者在實踐中不斷發(fā)掘、思考、改進(jìn)、驗證，提出優(yōu)化建議，為該船型的完善升級提供一手資料，進(jìn)一步提升船舶性能，提高作業(yè)效率，降低能耗和維護(hù)保養(yǎng)難度，使其更貼合現(xiàn)場作業(yè)需求，提供更優(yōu)質(zhì)的航海保障服務(wù)。