劉澤吉，滕洪達，顏運濤

（大連中遠船務工程有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

在完成SHEARER牲畜船項目的續(xù)建工作后，大連中遠船務又相繼參與了一艘擴建和一艘改裝項目的經(jīng)營報價。根據(jù)目前手頭收集的資料來看，牲畜船是一種特點非常鮮明的船型，不論是從系統(tǒng)設計還是設備配置方面都有一些特別之處。

牲畜船除了本身的構造特點鮮明外，其艙底、壓載系統(tǒng)也有其特殊之處；同時為了滿足AMSA的要求，該船型還需要配置一些特有的系統(tǒng)和設備。除此之外，從安全角度考慮，牲畜船對安裝在飼料艙內(nèi)的設備還需要注意防爆等要求。本文就如下幾個方面闡述其特點：1）AMSA 發(fā)電機的配置；2）牲畜區(qū)供水系統(tǒng)；3）飼料系統(tǒng)；4）污水系統(tǒng)。

首先，各項目類型及主要參數(shù)介紹如下：

1）續(xù)建項目 SHEARER船，總圍欄面積為23 500 m2，所有圍欄區(qū)域既可用來運輸牛也可以用來運輸羊，當運輸不同牲畜時有效圍欄面積稍微有差異，具體如表1和表2所示。運輸牛時的有效圍欄面積為23 473.85 m2；運輸羊時的有效圍欄面積為23 584.25 m2。

1）擴建項目：船東擬增加圍欄面積，原圍欄面積為：8 000 m2；

2）改裝項目：擬由汽車運輸船改建為牲畜船，改建后的圍欄面積為23 898 m2；其中16 113 m2既可用作牛的圍欄區(qū)域，也可用作羊的圍欄區(qū)域；另外還有7 785 m2只能用作羊的圍欄區(qū)域（表3和表4）。

1 AMSA發(fā)電機的配置

根據(jù)AMSA Order 43 Schedule 4.2.1[1]的要求：牲畜船的主電源系統(tǒng)，除了滿足SOLAS對主電源系統(tǒng)的要求外，還需要具備給牲畜區(qū)提供電源的能力。同時還要求配置第二電源系統(tǒng)，且兩套電源系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)應該互相獨立，其目的是不會因為單點故障而導致兩套電源系統(tǒng)同時失效。

表1 運輸牛時的可用圍欄面積

表2 運輸羊時的可用圍欄面積

表3 改裝項圍欄面積(1)

表4 改裝項圍欄面積(2)

以下分別為各項目電源系統(tǒng)的配置：

1）SHEARER項目：2臺AMSA發(fā)電機（MAN 7L21/31）布置在艉尖艙上方，通過空艙與機艙區(qū)域的主電源系統(tǒng)隔離。主電源系統(tǒng)包括 4臺發(fā)電機（MAN 8L21/31），AMSA發(fā)電機兩臺，具體布置見圖2。

圖2 主電源系統(tǒng)布置圖

2）擴建項目：為雙機雙槳配置，左右各布置1個相互隔離的機艙。每1個機艙內(nèi)包含1臺主機、1臺軸帶發(fā)電機及1臺發(fā)電機。該項目由于缺少發(fā)電機的參數(shù)，不能對其電源系統(tǒng)作進一步的分析，但是其動力系統(tǒng)的配置、機艙的布置提供了一種新的思路（見圖3）。

3）改裝項目：因該項目為改裝項目，原船發(fā)電機的容量不能滿足新增加牲畜區(qū)的耗電量要求，故主電源系統(tǒng)又增加了2臺發(fā)電機（MAN 7L21/31）。由于機艙空間有限，主電源系統(tǒng)增加的發(fā)電機布置在機艙前部的新發(fā)電機室，而2臺AMSA發(fā)電機（MAN 7L21/31）則布置在艉部的AMSA發(fā)電機室，具體布置見圖4。

圖3 擴建項目機艙布置圖

圖4 改裝項目布置圖

在AMSA order 43中，除了要求AMSA發(fā)電機及其輔助系統(tǒng)與主電源系統(tǒng)隔離外，對其輔助系統(tǒng)還有一些具體的要求，如：

1）第二電源原動機的啟動系統(tǒng)由1個獨立的動力源來提供動力。該動力源可以在30 min內(nèi)將啟動系統(tǒng)充滿[1]；在SHEARER項目中，在AMSA發(fā)電機室配置了一臺應急空壓機和一個空氣瓶，用來滿足AMSA發(fā)電機的啟動要求。

2）在主電源區(qū)域由于著火或其他原因受損而不能提供電源的情況下，第二電源及其輔助系統(tǒng)可以為牲畜區(qū)域提供3天的電源供應[1]；上述項目的做法是在 AMSA發(fā)電機室布置獨立于主電源區(qū)域的燃油艙，燃油艙的倉容滿足3天使用要求。

在Order 43中，還有關于主電源與第二電源的切換以及第二電源供電系統(tǒng)等方面的要求，在設計過程中都需要考慮遵守。

2 牲畜區(qū)供水系統(tǒng)

牲畜船牲畜區(qū)供水系統(tǒng)的設計主要涉及到兩個方面：一是造水機及淡水艙的配置；二是牲畜區(qū)供水系統(tǒng)的設計。下面結合AMSA Order 43的相關要求及上述各項目的資料，就這兩方面進行介紹。

造水機的造水量及淡水艙的倉容由牲畜區(qū)的淡水消耗量決定。在AMSA Order 43 Schedule 4.7.1中規(guī)定[1]：“為了取得ACCL的認可，船上應急淡水儲備需要滿足36 l/d/m2（牛）和6 l/d/head（羊）的要求。如果船上水艙儲備的淡水可以滿足3天的用量，那么造水機可以不要求主電源和第二電源同時供電?！?/p>

1）SHEARER項目：根據(jù)該項目圍欄面積及上述規(guī)定中淡水消耗量進行計算，單日最大淡水消耗量為845 t；而該項目造水機和淡水艙的艙容如表3所示。

表3 SHEARER項目造水機和淡水艙的艙容

根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以看出，該項目配置的造水機的造水量滿足牲畜區(qū)的消耗，且淡水艙儲存的淡水足夠3天的用量。

根據(jù)該項目的規(guī)格書，其牲畜區(qū)供水系統(tǒng)由泵、壓力水柜及牲畜區(qū)的淡水分配管路組成。壓力水柜和水泵在艏部和艉部分別布置了一套，分別向淡水分配管路供水，其容量分別如下：

艏部：1個3 m3的壓力水柜布置在生活區(qū)設備室，為之服務的2臺25 m3/h的淡水泵布置在其下面的飼料輸送系統(tǒng)設備室內(nèi)。

艉部：由布置在機艙的1個3 m3的壓力水柜及2臺40 m3/h的淡水泵組成。

淡水泵的啟停由壓力水柜的液位自動控制。假設壓力水柜在不補水的情況下的有效淡水容積為2 m3，如單獨由艏部的壓力水柜供水，那么約每隔3 min左右2臺淡水泵需同時啟動給壓力水柜補水約8.5 min，啟停頻繁且工作時間長，可能會影響泵的使用壽命。

2）擴建項目：根據(jù)其改裝前的圍欄面積為8 000 m2，計算得到其單日最大淡水消耗量為288 t；資料上僅有其造水機造水量的參數(shù)，具體如表4所示。其造水機的造水量滿足單日最大淡水消耗量。

表4 擴建項目造水機造水量參數(shù)

3）改裝項目：根據(jù)改裝后的圍欄面積，可計算得到單日最大淡水消耗量約為714 t；根據(jù)其規(guī)格書的描述，改裝后需要配置1臺多級蒸發(fā)式造水機和3臺反滲透造水機為牲畜區(qū)淡水系統(tǒng)服務，并增加淡水艙的數(shù)量，改裝后淡水艙的容積及造水機的具體參數(shù)如表5所示。

表5 改裝后淡水艙的容積及造水機的參數(shù)

該項目造水機的總造水量略小于日最大淡水消耗量，而淡水艙的容積能滿足3天的淡水消耗量。雖然規(guī)范中沒有強制要求造水機的造水量必須大于消耗量，但是考慮到如果航程過長，淡水艙內(nèi)的淡水完全消耗后，會出現(xiàn)供應不足的問題，因此上述設計在極端情況下還是存在隱患。

該改裝項目的牲畜區(qū)供水系統(tǒng)配置了3臺淡水泵，泵持續(xù)工作，為牲畜區(qū)淡水管路提供淡水。其中1臺主泵布置在新造水機室，另1臺備用泵布置在飼料艙，泵的排量為30 m3/h，滿足AMSA在布置方面的要求。

關于牲畜區(qū)供水系統(tǒng)，除了滿足功能性的要求外，如淡水泵的數(shù)量、造水機和淡水泵的供電設計及防止淡水被回水污染等要求，在AMSA Order 43中都有明確規(guī)定，在設計時需要遵守。

3 飼料系統(tǒng)

根據(jù)AMSA Order 43 Schedule 4.7.5.1，飼料的消耗量可根據(jù)如下標準進行計算：5.7 kg/m2（牛圍欄面積）或4.8 kg/m2（羊圍欄面積）。而飼料系統(tǒng)就是給牲畜區(qū)提供日常消耗的飼料及飼料裝卸載的系統(tǒng)，因此其系統(tǒng)的設計能力需要滿足上述要求。

在AMSA Order 43 Schedule 4.7.8中要求，與1983年7月1日以后建造的牲畜船，其飼料需要至少分別儲存在2個飼料艙內(nèi)。

表6 飼料艙配置

1）SHEARER項目：根據(jù)圍欄面積計算得到的飼料消耗量為133.8 t/d；飼料艙配置見表6。根據(jù)該項目規(guī)格書，其飼料輸送系統(tǒng)的設計能力為：用于給牲畜區(qū)提供飼料時的能力為 50 t/h；從岸上向船上裝貨時的能力為150 t/h，滿足AMSA的相關要求。

2）改裝項目：根據(jù)其圍欄面積計算得到的飼料消耗量約為130 t/d；該船配置了兩個飼料艙，總裝載能力為2 520 t。

飼料系統(tǒng)的裝載能力：從岸上向船上的裝載能力為200 t/h；給牲畜區(qū)分配飼料的能力為30 t/h。

4 牲畜區(qū)污水系統(tǒng)

根據(jù)IMO決議MEPC 115 (51)，牲畜區(qū)排放作為生活污水的一種，其排放需要滿足MARPOL公約的要求[2]。因此，牲畜區(qū)污水系統(tǒng)一般設計如下：在排放限制區(qū)內(nèi)，牲畜船一般配置污水艙用來儲存未經(jīng)處理的生活污水；在排放限制區(qū)外，牲畜區(qū)的生活污水經(jīng)過污水泵直接排舷外。

污水艙艙容的計算，按照 AMSA Order 43 Schedule 4.6.6中規(guī)定：“牲畜區(qū)排泄物的量根據(jù)每天在禁止排放水域期間運行最長時間內(nèi)飼料和飲用水消耗量來計算?！?/p>

當在排放限制區(qū)外進行污水直接排舷外，需要滿足相關規(guī)范的要求，即船舶需在4 N·m以上速度以合適的速率進行排放[3]。

關于牲畜區(qū)污水系統(tǒng)，SHEARER項目和改裝項目配置分別如下：

1）SHEARER項目

（1）污水艙

配置2個污水艙，可兼用做海水艙，其總倉容為764.4 m3。按照AMSA的規(guī)定計算得到的污水排放量為978.8 t/d≈40.79 t/h；

（2）污水泵的配置

深井泵：50 m3/h，3臺，用于儲存艙和輸送艙排舷外。

深井泵：120 m3/h，10臺，用于牲畜區(qū)污水井排舷外。

噴射泵：5 m3/h，12臺，用于牲畜區(qū)污水井排舷外。

（3）按照MEPC 157 (55)計算得到的最大排舷外速率：

2）改裝項目

（1）污水艙

配置2個污水艙，可兼用做海水艙，其總倉容為1 200 m3。按照AMSA的規(guī)定計算得到的污水排放量為843 t/d=35.125 t/h。

（2）污水泵的配置

尿液泵：60 m3/h，8臺，其中2臺用于排舷外。

噴射泵：48 m3/h，6臺，用于牲畜區(qū)污水井排舷外。

（3）按照MEPC 157 (55)計算得到的最大排舷外速率：

從上述數(shù)據(jù)可以看出，以上2個項目用于污水排舷外的泵，數(shù)量均在1個以上，且排量均大于按照MEPC 157 (55)計算得到的排放速率，其中用于排舷外泵中還有噴射泵。因此，在進行船上的牲畜區(qū)污水排放管理時，需要合理組織，以規(guī)范允許的合理速率進行排放。

5 其他

除了上面介紹的幾個系統(tǒng)外，牲畜船還有一些特點，如：

1）根據(jù)AMSA Section 18的要求，牲畜船上必須配置適用于所裝載牲畜的宰殺設備；

2）壓載系統(tǒng)的設計；因牲畜船本身配置的壓載艙較少，且還需要儲備大量的淡水，因此牲畜船可以用淡水來壓載，僅配置少量的海水壓載艙，以及小排量的壓載泵和壓載水處理裝置。

除此以外，牲畜船上的其他系統(tǒng)，如消防系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、燃/滑油系統(tǒng)等，由于其結構和布置上的特點，與常規(guī)運輸船相比也有很多不同之處，也需要研究總結。

6 結論

通過上述對牲畜船的總結和介紹，起到資料積累的作用，供同行參考。

由于資料缺少和研究還待深入，目前仍不夠系統(tǒng)和全面。希望能拋磚引玉，共同對牲畜船進行更為深入的研究。

[1]AMSA. Marine Order 43 (Cargo and Cargo Handling —Livestock) 2006[S]. 2013.

[2]IMO. MEPC.115(51)[S]. 2004.

[3]IMO. MEPC.157(55)[S]. 2006.