張壽榮

(揚(yáng)州托尼船業(yè)有限公司，江蘇 揚(yáng)州225006)

7 000 t成品油船機(jī)艙艙底水和消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張壽榮

(揚(yáng)州托尼船業(yè)有限公司，江蘇 揚(yáng)州225006)

針對(duì)成品油船艙底水和消防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜等特點(diǎn)，以7 000 t成品油船為研究對(duì)象，介紹了機(jī)艙艙底、消防水管系設(shè)計(jì)方法，根據(jù)本船的入級(jí)規(guī)范，分析說明了艙底管系管徑取值、艙底泵、消防泵的選型等，最后介紹了本船的機(jī)艙艙底水管系布置特點(diǎn)。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行，該船艙底水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行良好。

成品油船；機(jī)艙；艙底水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 艙底水管路布置方式

艙底水系統(tǒng)是重要的保船系統(tǒng)，用來排除艙底水。它不僅要求船舶航行時(shí)，對(duì)密閉艙室內(nèi)所生成的艙底水能有效的排出，而且在緊急情況下，對(duì)水密艙室在有限進(jìn)水的情況下也能進(jìn)行有效排水。艙底水管路布置方式包括支管式、總管式、混合式。

⑴ 支管式。對(duì)各需要排水的艙室，從每個(gè)吸口引出支管，通過截止止回閥或截止止回閥箱，經(jīng)艙底水總管接到艙底泵。

(2)總管式。適用于設(shè)有管隧的大、中型船舶，即從各需要排水的艙室的吸口引出的支管通過截止止回閥接至管隧中的總管。該總管通至機(jī)艙內(nèi)的艙底水總管與艙底泵連接。

(3)混合式。介于上述2種方式之間，例如把需要排水的艙室分成2組或3組，由2 根或3 根分總管與艙底泵相連接。本文艙底水系統(tǒng)采用的是混合式艙底水管路布置。

2 主要量度及設(shè)計(jì)依據(jù)

2.1 船舶主要量度

本文研究的7 000 t級(jí)成品油船為尾機(jī)型，單機(jī)單槳船型一級(jí)成品油船，主要裝載汽油、航空煤油和重油等。船舶主要量度為：

總長(zhǎng)101.39 m；設(shè)計(jì)水線長(zhǎng)97.30 m；型寬19.05 m；型深10.50 m；設(shè)計(jì)吃水6.70 m；機(jī)艙長(zhǎng)度13.80 m；無限航區(qū)。

2.2 設(shè)計(jì)規(guī)則

本船輪機(jī)部分機(jī)艙艙底水及消防管系設(shè)計(jì)依據(jù)法國(guó)BV船級(jí)社《鋼質(zhì)海船入級(jí)規(guī)范》(簡(jiǎn)稱“BV規(guī)范”)C篇機(jī)械、系統(tǒng)和消防中第6節(jié)艙底排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》以及輪機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

3 機(jī)艙艙底水管徑和艙底泵的確定

3.1 艙底水總管內(nèi)徑d1

艙底水總管的內(nèi)徑按BV規(guī)范C篇6.3.1要求,必須大于或等于下式的計(jì)算值：

式中：L為該船船長(zhǎng)，L=97.30m；B為船寬，B=19.05m；D為型深，D=10.50m。

經(jīng)計(jì)算，d1=115.08m。

艙底水泵總管實(shí)取Φ140mm×5.0mm鍍鋅無縫鋼管。

3.2 機(jī)艙艙底水支管內(nèi)徑d2

按BV規(guī)范C篇6.3.1要求，艙底水支管的內(nèi)徑一般不應(yīng)小于50mm，軸隧艙底水管的內(nèi)徑一般不應(yīng)小于65mm。所有艙底水吸入口管路，在與艙底泵吸口連接之前，都不應(yīng)與其他管路有任何連接。

式中：L1為機(jī)艙長(zhǎng)度，L1=13.80m。

經(jīng)計(jì)算，d2=68.62mm。

艙底水支管實(shí)取Φ89mm×4.5mm鍍鋅無縫鋼管。

3.3 艙底泵設(shè)備選型

為了解決需排水的艙室離泵較遠(yuǎn)的問題，所有動(dòng)力艙底泵必須為自吸式或帶有可靠的自吸裝置。常用的自吸裝置為壓縮空氣噴射器、葉片式真空泵等，且都配備自動(dòng)控制裝置。在艙底水泵起動(dòng)時(shí)自吸裝置動(dòng)作，使吸入管路形成負(fù)壓，而一旦引水成功，自吸裝置即自動(dòng)停止工作。

為使艙底水總管內(nèi)的水流速度不低于2m/s，可根據(jù)艙底水總管的內(nèi)徑計(jì)算出艙底泵的排量。每一艙底泵的排量應(yīng)不小于下式的計(jì)算值：

單臺(tái)Q=0.005 65d21=74.83m3/h

艙底泵的容量實(shí)取流量為80m3/h的自吸式離心泵為艙底總用泵。

3.4 艙底泵的數(shù)量選取

每艘船舶的動(dòng)力艙底泵數(shù)量，按照表1選取。

表1 動(dòng)力艙泵數(shù)量

本船選用2臺(tái)艙底總用泵，流量為80 m3/h ，揚(yáng)程為35 m。

4 消防管系系統(tǒng)

4.1 消防水槍

按《國(guó)內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》選用口徑d3為Φ19 mm水柱/水霧兩用型水槍。

4.2 消防泵總排量QF

4.3 消防泵的壓力P計(jì)算

(1)本船所有消防栓上應(yīng)維持的壓力P1=0.24 MPa。

(2)管路壓力損失P2=0.08 MPa。

(3)消防泵出口至最高消防栓垂直距離所需要壓力P3=0.24 MPa。

消防泵的壓力P=P1+P2+P3=0.56 MPa。

選用臥式自吸式消防水泵，流量100 m3/h，揚(yáng)程80 m；同時(shí)選用1臺(tái)泡沫水泵兼作消防泵使用，流量100 m3/h，揚(yáng)程80 m，滿足規(guī)范要求。

5 海水總管內(nèi)徑d4計(jì)算

Q=Q1+Q2+Q3

式中：Q為全船各海水泵的總排量，m3/h；Q1為艙底總用泵的排量，Q1=65 m3/h；Q2為消防總用泵的排量，Q2=100 m3/h；Q3為泡沫水泵的排量，Q3=100 m3/h。

經(jīng)計(jì)算，Q=265 m3/h。

按照《船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》輪機(jī)分冊(cè)第7篇第2章第7.2.2.1條規(guī)定，

式中：V為海水在海水總管內(nèi)的流速，V=2.0m/s。

經(jīng)計(jì)算，d4=216.4mm。

海水總管實(shí)取Φ219mm×7.0mm的鍍鋅無縫鋼管。

6 機(jī)艙艙底水管系的布置特點(diǎn)

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，繪制7 000t成品油船的機(jī)艙艙底、消防管系原理圖，如圖1所示。圖中，虛線為艙底管，實(shí)線為消防管。

機(jī)艙里的艙底水系統(tǒng)主要作用是負(fù)責(zé)將機(jī)艙里面的污水井和機(jī)艙中空艙的污水抽走。機(jī)艙結(jié)構(gòu)比較特殊，中間高兩邊低，所以只要有存水，它都會(huì)往機(jī)艙中最低的位置流淌。因此在機(jī)艙中后部(齒輪箱下凹坑處)設(shè)有2個(gè)污水井，左右各1個(gè)。同時(shí)在機(jī)艙也設(shè)有2個(gè)污水井，左右各1個(gè)，艙底水管系將這些污水抽走并排出舷外。

為了保證船舶安全，根據(jù)規(guī)范要求，設(shè)在機(jī)艙中的污水井一般都有2個(gè)出口，主要防止當(dāng)一個(gè)污水井的出口被雜質(zhì)堵住時(shí)，另一個(gè)可以繼續(xù)使用。右舷同樣如此，它是通過消防總用泵排出的。從圖中可以看出，艙底總用泵和消防總用泵是并聯(lián)排列的，這樣就可在一臺(tái)泵發(fā)生故障時(shí)，啟用另一臺(tái)泵，通常情況下只開一臺(tái)泵。

機(jī)艙日常工作時(shí)產(chǎn)生的一些泄油和水存放在艙底水存放艙，這些水不能直接排出舷外，需要通過艙底油水分離器的處理，處理后再經(jīng)過日用艙底泵后，當(dāng)靠岸時(shí)經(jīng)艙底水排岸接頭甲板排放。

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圖1 7 000 t成品油船機(jī)艙艙底水和消防管系原理圖

2013-12-25

張壽榮(1964-)，男，助理工程師，從事輪機(jī)技術(shù)和項(xiàng)目管理工作。

U674.13

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