多用途船甲板加裝固定橇塊單元方案

孫 華，邢世陽，王國(guó)學(xué)，郝全亮，韓坤良

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司 勝利油田分公司 海洋石油船舶中心，山東 煙臺(tái) 265700；2.煙臺(tái)順捷海上安全技術(shù)咨詢開發(fā)有限公司，山東 煙臺(tái) 264000)

0 引 言

海洋平臺(tái)對(duì)石油磺酸鹽和活性劑的需求愈來愈大，通常采用在陸地進(jìn)行罐體灌裝，吊裝至船舶甲板，在船舶到達(dá)海洋平臺(tái)后將罐體吊裝至海洋平臺(tái)進(jìn)行灌裝使用。這種方式周轉(zhuǎn)期長(zhǎng)，不利于客戶需求，因此考慮在多用途船甲板上加裝固定橇塊單元，減少周轉(zhuǎn)期，加快運(yùn)輸效率。

1 船型參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)有服役船舶的種類和海洋平臺(tái)對(duì)貨物需求的數(shù)量及周期，綜合各種因素考慮，最終選用三用拖船為改造目標(biāo)船型。三用拖船參數(shù)如表1所示。

表1 三用拖船參數(shù)

2 橇塊單元參數(shù)

橇塊單元通過自身的提升泵進(jìn)行液體貨物的導(dǎo)入和輸出。橇塊單元參數(shù)如表2所示。

3 技術(shù)難點(diǎn)

3.1 橇塊單元安裝位置

橇塊單元罐體主要裝載石油磺酸鹽和活性劑，其危化屬性暫無法確定，需要按照危化品進(jìn)行事先考慮，因此安裝橇塊單元的船舶須具有危險(xiǎn)品適裝證書，且安裝位置應(yīng)在船舶危險(xiǎn)品裝載區(qū)域內(nèi)。根據(jù)危險(xiǎn)品適裝證書，將橇塊單元裝載區(qū)域劃定在甲板FR8～FR32內(nèi)，如圖1所示。

3.2 甲板強(qiáng)度計(jì)算

橇塊單元罐體整體質(zhì)量較大，甲板能否在單位面積內(nèi)承受需要進(jìn)行有限元模型計(jì)算。根據(jù)文獻(xiàn)[1]～文獻(xiàn)[4]的相關(guān)要求，對(duì)船舶甲板區(qū)域進(jìn)行建模。主體結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型一般應(yīng)取兩相鄰橫艙壁間艙段結(jié)構(gòu)，通過有限元建立計(jì)算模型，x方向取FR6～FR37區(qū)域，y方向?yàn)檎麄€(gè)船寬方向，垂向向下延伸2 650 mm，高度至甲板下平臺(tái)。為確保計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠性，考慮1.25倍的安全因數(shù)。船舶強(qiáng)度計(jì)算所需要的貨物載荷確定更為關(guān)鍵，同時(shí)需要考慮船舶橫向和縱向的加速度及船舶橫搖周期，這些數(shù)據(jù)需要在船舶穩(wěn)性計(jì)算書中選取。計(jì)算軟件為MSC.Ratran/Nastran。甲板強(qiáng)度計(jì)算模型如圖2所示。甲板強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果如表3所示。

圖2 甲板強(qiáng)度計(jì)算模型

表3 甲板強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果

3.3 船舶穩(wěn)性要求

該型船的完整穩(wěn)性應(yīng)滿足交通運(yùn)輸部海事局的相關(guān)要求[5]和國(guó)際海事組織(IMO)的相關(guān)要求[6]。計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢?/p>

(1)裝載工況

裝載工況如表4所示。

表4 裝載工況

(2)浮態(tài)參數(shù)

浮態(tài)參數(shù)如表5所示。

表5 浮態(tài)參數(shù)

(3)穩(wěn)性特征

穩(wěn)性特征如表6所示。

表6 穩(wěn)性特征

3.4 電力負(fù)荷要求

由于在甲板裝貨區(qū)域增加橇塊單元電氣設(shè)備，因此應(yīng)重新計(jì)算船舶電力負(fù)荷是否滿足法規(guī)要求。根據(jù)貨物運(yùn)載情況，分別對(duì)航行狀態(tài)、靠離平臺(tái)狀態(tài)、作業(yè)狀態(tài)(通過橇塊單元輸送泵進(jìn)行作業(yè))和停泊狀態(tài)進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算，在計(jì)算過程中主要考慮甲板新增電氣設(shè)備對(duì)船舶電力負(fù)荷的影響。電力負(fù)荷計(jì)算(甲板新增電氣設(shè)備)如表7所示。電力負(fù)荷計(jì)算(計(jì)算結(jié)果)如表8所示。由計(jì)算結(jié)果可知：該型船原有發(fā)電機(jī)功率可滿足要求。

表7 電力負(fù)荷計(jì)算(甲板新增電氣設(shè)備)

表8 電力負(fù)荷計(jì)算(計(jì)算結(jié)果)

4 防爆要求

裝載液體無法確定是否屬于危險(xiǎn)品，但從船舶運(yùn)輸安全本身考慮，要求在危險(xiǎn)品裝載區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備進(jìn)行防爆處理，因此橇塊上的電氣設(shè)備(包括提升泵組的電機(jī)、電氣控制柜開關(guān)、液位傳感器等)均應(yīng)滿足相應(yīng)的防爆要求，裝載區(qū)域內(nèi)的所有通氣孔(管)均應(yīng)安裝防火網(wǎng)，船舶主機(jī)、輔機(jī)和鍋爐等排煙管均應(yīng)加裝火星熄滅器或防火網(wǎng)等設(shè)施，防止產(chǎn)生危險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)，避免安全事故。

5 結(jié) 語

在多用途船甲板上加裝固定橇塊單元，一方面應(yīng)考慮合理布置橇塊單元底座，與甲板下結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，滿足船體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，另一方面應(yīng)考慮橇塊單元安裝在危險(xiǎn)品裝載區(qū)域內(nèi)對(duì)電氣設(shè)備的防爆要求，這樣，針對(duì)不同的裝載工況，不僅可滿足貨物的裝載需求，而且可滿足船舶的穩(wěn)性、安全和電力負(fù)荷的要求。