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28 000 t極地多用途船防凍對策

2018-06-14 01:24:44,,,
船海工程 2018年3期
關鍵詞:電加熱極地航行

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(南通中遠川崎船舶工程有限公司,江蘇 南通 226005)

北極航道通航情況復雜多變,高寒低溫天氣會給極地航行帶來極大的危險性及不確定性。例如,當外界溫度極低時,壓載艙內壓載水表面結冰,導致壓排載時艙室受過大的正負壓而損壞結構;居住區(qū)的空調通風和供暖系統(tǒng)不能維持舒適的居住環(huán)境;應急發(fā)電機不能順利啟動;甲板機械設備不能正常操作;海底門被冰堵住導致船上多個系統(tǒng)、設備無法正常使用,以及逃生通道由于被冰雪覆蓋而影響通行等,對船舶及船員的安全威脅巨大,甚至造成嚴重后果。故考慮對極地環(huán)境下的防凍對策進行研究,以保證極地航行的安全性。

1 船型簡介

相對三大主流船型來說,多用途船貨物雜、批量小,屬于中小船型,船型適貨廣泛,市場應對靈活,是未來極地船發(fā)展的主要船型之一。28 000 t極地多用途船為南通中遠川崎順應極地航行發(fā)展需求,自主研發(fā)的一款適合于極地航行的多用途船,冰級PC-6,并且滿足DNV規(guī)范中Winterized Cold船級符號,設計溫度為-25 ℃,主要技術參數(shù)及特點見表1。

2 極地多用途船防凍對策

目前國內外已應用及正在研究的防凍方法較多,例如,過電流密度法、微波法、激光法等技術已在輸電線、公路、航空航天等領域有所應用,而對于船舶領域,特別在國內,由于航行于極地寒冷區(qū)域的船舶數(shù)量較少,船舶防凍方法研究不深入,主要還是以傳統(tǒng)防凍方法為主。結合DNV規(guī)范要求及船廠實際,對28 000 t極地多用途船管路系統(tǒng)、艙室、居住區(qū)、設備及通道進行防凍分析,以確定相應區(qū)域的防凍對策。

表1 極地多用途船技術參數(shù)及特點

2.1 管路系統(tǒng)

船上各類管路眾多,其中液體介質主要有水(海水及淡水)和油類;氣體介質主要為壓縮空氣和二氧化碳。對于介質為液體的管路系統(tǒng),主要可以通過加熱伴管及放殘法等方法,氣體管路則可以通過干燥法以達到防凍目的。

加熱伴管型方法分為蒸汽加熱及電加熱,分別是依靠蒸汽加熱管及加熱電纜來加熱“目標管路”及“管路內介質”,再通過保溫材料將加熱伴管及管路包裹,以降低熱量流失速率。蒸汽加熱法的優(yōu)點是加熱能力強,但后期維護不便。電加熱法的優(yōu)點是節(jié)約能源,適合復雜管路伴熱,控溫更精準,但考慮到油類管路的易燃性,電加熱法不適用于油類管路系統(tǒng)。對于保溫材料的選取取決于管路的布置位置:對于布置在暴露區(qū)劃的管路,由于環(huán)境濕度大,一般選用硅酸鹽作為保溫材料,該材料耐水性較好,具有更好的保溫效果;對于布置在室內區(qū)劃的管路,濕度較小,一般選用玻璃纖維作為保溫材料,該種材料耐水性較差,但更為經(jīng)濟。蒸汽加熱管及電加熱布置見圖1、2。

放殘法是在目標管路的最低點設置小管徑的放殘點,適用于間斷性存在液體的管路,非常經(jīng)濟,但需要人員在相關管路使用后進行放殘操作。干燥氣體法采用吸附式干燥劑,以降低氣體壓力露點,適用區(qū)域有限,常用吸附劑有活性氧化鋁、分子篩和硅膠等。

本船按照管路位置可劃分為船體區(qū)劃管路系統(tǒng)、居住區(qū)區(qū)劃管路系統(tǒng),以及機艙區(qū)劃管路系統(tǒng),其中居住區(qū)和機艙管路皆處于室內溫暖區(qū)劃,故該區(qū)域未額外設置防凍對策。而對于船體區(qū)劃內的壓載管路、污水管路、燃油管路、消防管路、壓縮空氣管路、清水/飲用水管路、甲板排水管路及液壓油管路等系統(tǒng),在考慮其布置位置、介質內容及各防凍方法的使用特點后,各管路系統(tǒng)的防凍對策匯總見表2。

2.2 艙室

主要對液艙及機械處所進行防凍對策分析。對于液艙,蒸汽加熱法為常規(guī)加熱手段,適用于大面積范圍的防凍保溫,而電加熱法也可以實現(xiàn)加熱液體的效果,但如液體量大,加熱功率消耗極大,影響發(fā)電機選型。對于機械處所,屬于人員經(jīng)常走動處所,由于蒸汽加熱裝置外部無隔熱材,極有可能造成人員燙傷。電加熱法則更為安全,通過電加熱器實現(xiàn)加熱,可以自動控制,安裝更為便利,后期維修方便。

表2 管路系統(tǒng)防凍對策表

本船邊壓載艙及艏艉尖艙部分位于水線以上,需考慮防凍對策,通過對比需增加的蒸汽消耗量及電功率耗量并考慮實際布置相關因素后,確定采用蒸汽加熱法,蒸汽主管路及蒸汽回路布置于甲板下通道,支管由甲板下通道貫穿至壓載艙底部,布置時需要將加熱管延伸至水線下,見圖3。側推間、舵機房等機械處所采用電加熱器加熱。液艙及機械處所的防凍對策匯總見表3。

2.3 居住區(qū)

將各層居住甲板均設計成全封閉型式,在考慮居住區(qū)室溫計算時,根據(jù)DNV規(guī)范,環(huán)境溫度設為-45 ℃(低于外界設計溫度20 ℃),室內溫度需要達到至少+18 ℃,室內外溫差達到63 ℃。由于溫差太大,如果依照通常的設計,采用一級溫度加熱,不能達到設計的要求,故考慮采用預加熱和再加熱兩次蒸汽加熱的方式。先通過預加熱器將新風溫度從-45 ℃加熱到-15 ℃,與回風混合成-2 ℃的混合空氣,再通過再加熱器將-2 ℃的混合空氣加熱到38 ℃,經(jīng)過風管供應到各個房間,以使各個房間的溫度達到+18 ℃,原理見圖4。

表3 液艙及機械處所防凍對策表

航海甲板駕駛室設計成全封閉型式,兩翼向舷側延伸并超出,保證能夠通過兩翼觀察舷側冰情和系泊情況。駕駛室均配備電加熱玻璃窗,同時從中央空調系統(tǒng)引出風管,連接至駕駛室窗戶上方的布風器上,通過布風器向窗戶提供熱風,以達到防冰、除霧效果。此外駕駛室窗戶均提供雨刮器、熱水及壓縮空氣沖洗管路,雙重確保極地航行時駕駛室窗戶上的積冰可以快速融解并排除,保證駕駛室的視野無障礙。

2.4 設備

船用設備是保障船舶性能及人員安全的基礎,為保證在極地航行時各設備能夠在寒冷氣溫下正常運作,確保船員在各種突發(fā)事件時的人身安全,本節(jié)對海底門、錨/系泊設備、救生設備、透氣管頭、暴露區(qū)劃門及航海設備等進行防凍對策分析。防凍方法主要為加熱法及封閉保護法。加熱法從各設備的特點及布置等方面考慮,可以分為蒸汽加熱、電加熱器、加熱電纜等,甲板上錨/系泊設備及救生設備(救生艇、救生筏、救助艇等)可采用封閉保護法,即將其布置于遮蔽的船體結構內,避免直接暴露于冰雪、海水飛濺的環(huán)境中,同時也給操作人員提供適宜的工作環(huán)境,必要的開口由加熱帆布罩覆蓋。船上各設備防凍對策匯總如表4,救生設備防凍布置見圖5。

表4 設備防凍對策表

船舶海底門是船舶海水的吸入口,與之相連的是海水吸入總管,供船上各系統(tǒng)用,如:消防、冷卻、壓載等。一旦海底門被冰塊堵塞,將影響各海水系統(tǒng)的工作,嚴重時可能會造成船舶停機、人員傷亡。針對極地航行船,考慮保溫防凍要求后,設計低位海底門見圖6。海底門箱體分為冰箱及海水分隔間兩部分,海水經(jīng)過海底門吸口進入冰箱,可以通過吸口附近的蒸汽接管及過濾板過濾或融化部分浮冰。進入箱體的浮冰由于密度較小,漂浮于冰箱上部,形成冰水分界層,冰箱上部設有蒸汽盤管用來加速浮冰融化。冰箱下部的水經(jīng)過過濾器后由冷卻海水泵抽送至船上各系統(tǒng),殘余的體積相對較大的碎冰將被進一步過濾掉。船用設備使用過的海水具有一定溫度,可通過排放管支管再次回流至冰箱及海水分隔間,利用其余溫來加速融化海底門箱體內剩余浮冰或碎冰。

2.5 通道

由于外界氣溫極低,極地航行船通道表面極有可能被冰雪覆蓋,從而影響人員通行。本節(jié)對船上逃生通道、設備操作通道、登輪點至救生設備通道及集結站等進行了防凍對策分析,可以選擇電加熱法或封閉保護法。電加熱法即在通道下方預埋加熱伴管并鋪設保溫材料,見圖7,以確保一條寬度為700 mm的無冰通道供通行。由于居住區(qū)各層甲板均設計為封閉結構,故居住區(qū)內各層逃生通道及集結站可選用封閉保護法,同時逃生通道下方采用上述電加熱法以確保表面無冰。各通道的防凍對策匯總如表5。登輪點至居住區(qū)通行通道見圖8。

表5 通道防凍對策

3 結論

由于目前國內極地航行船的設計仍處于起步階段,適用在極地船舶的防凍方法仍是以傳統(tǒng)的蒸汽加熱、電加熱等方法為主,隨著科技的不斷發(fā)展,也出現(xiàn)了例如納米超憎水涂層、記憶合金技術等利用材料本身的特性進行防凍的新型防凍除冰技術,但是否能夠實際應用于船舶上還有待驗證,故更高性能、高效率、綠色環(huán)保型的新型防凍技術仍是未來研究的主要方向。

目前Polar Code已于2017年1月1日正式生效實施,對極地航行船舶的安全及環(huán)保都提出了相應的要求,但極區(qū)環(huán)境復雜惡劣,船舶的安全航行仍存在著許多未知的困難。相信隨著極地航行次數(shù)的日益增多及航行經(jīng)驗的日益累積,極地相關規(guī)范也會更加全面完善,要求更加具體明確,為極地航行船的設計、建造及安全航行將提供更有力的保障。

[1] DNV:Rules for classification of ships[S], 2013.

[2] 陸煊,崔玫,草洪波,等.船舶防凍除冰技術現(xiàn)狀與發(fā)展[J].船海工程,2016(2):37-39.

[3] 米毛毛,陳冬.冬季低溫下船舶建造防凍方案設計研究[J].科技與創(chuàng)新,2016(3):100.

[4] 李振鳴.船舶低溫航行風險研究[D].大連:大連理工大學,2015.

[5] 陸昌榮.航行于寒冷地區(qū)的船舶設計中應注意的問題[J].船舶設計通訊,2001(3-4):26-29.

[6] 許章榮.淺談冰區(qū)航行[G].氣象海洋環(huán)境與船舶航行安全論文集,2010:269-271.

[7] 劉建偉,周婭,黃祖欽,等.高壓輸電線路除冰技術綜述[J].機械設計與制造,2012(5):285-287.

[8] 韓志斌.中國道路融冰除雪技術發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢[J].公路與汽運,2013(6):142-145.

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