李愛華，施曉波，黃 影

（滬東中華造船（集團）有限公司，上海 200129）

0 引 言

滬東中華造船（集團）公司為德國貝魯加航運公司建造的多用途重吊船，總長 168.68m，兩柱間長155.79m，機艙長度20.3m。該船入級德國GL船級社，掛德國旗（船旗國的相應規(guī)范為SBG）。機艙主要設備技術參數(shù)：主機1臺/船，功率9800kW，4沖程；發(fā)電機3臺/船，柴油機功率994kW，發(fā)電機功率850kW，4沖程，航行狀態(tài)時同時運行2臺；燃油鍋爐1臺，功率~1250kW；廢氣鍋爐1臺，功率~1000kW。

1 機艙通風量計算

機艙通風計算依據(jù)ISO8861-1998國際標準。

1.1 主機艙通風量

1.1.1 設計工況

外界環(huán)境溫度：+35℃，氣壓：101kPa，溫升TΔ：最大12.5K

空氣密度ρ：1.13kg/m3，空氣質量熱容C：1.01kJ/(kg·K)

1.1.2 燃燒所需空氣量[1]

式中：dpp ——主機最大連續(xù)輸出功率，kW；

1.1.3 設備散熱所需空氣量[1]

1.1.4 機艙所需總風量

因此該船機艙所需總風量約為 230200m3/h。選用兩個送風機用于機艙通風（每臺風機的風量116000m3/h），為滿足不同工況需求，采用雙速風機，考慮到機艙釋放 CO2后的排風需求，其中一臺風機采用可逆型式。

1.2 機艙內其他工作艙室通風量計算

除主機艙外，該船機艙還包括了一些其他的重要工作艙室，如：機修間、分油機室、電氣儲藏室等。機修間內因布置有焊接區(qū)域，因此該室通風需要獨立于機艙通風，采用的是機械抽風、機械送風的方式；其他艙室如分油機室采用的是機艙供風、機械排風的方式；而電氣儲藏室因布置有配電板，因此采用的是機械送風、自然排風的方式。

這些艙室的通風量計算見表1。

表1 工作艙室通風量計算

2 機艙通風系統(tǒng)設計

該機艙通風系統(tǒng)設計依據(jù)：GL（德國船級社）規(guī)范、SBG（德國當局規(guī)范）、LLC《國際載重線公約》以及SOLAS《國際海上人命安全公約》等。

2.1 通風方式的選擇

艙室的通風有以下幾種方式：機械送風機械排風方式、機械送風自然回風方式、自然送風機械排風方式、自然通風方式。根據(jù) ISO8861-1998國際標準要求，機艙通風在設計時需維持機艙稍微有正壓，通常正壓不超過50Pa，因此該船設計采用機械送風自然回風方式，以利于機艙正壓的建立。具體來說就是采用機艙首部機械送風、機艙尾部（煙囪棚）自然回風方式。

2.2 機艙主通風管路設計

考慮到機艙屬機械處所，其通風道在經(jīng)過其他艙室時需考慮防火問題。另外，考慮到機艙內電纜、水管油管等管線眾多，因此該船的機艙通風道主要采用的是結構風管型式，以滿足布置及防火需求，結構風管大小設計按風管內風速不超過12m/s設計。

該船機艙結構風管分風機室上部及風機室下部兩部分。因上部結構風管的布置位置在上層建筑的兩側，因此該風道截面的設計是將風速控制在 8m/s左右，以降低風道內噪音對上層建筑的影響，該部分風道的高度設計將在風口設計中談到，這里不再贅述。

在結構風道中，由于船體加強需要，風道內的甲板或艙壁上往往會有強結構，造成局部通風面積不夠，產生局部喉嚨口困局。如該船風機室的頂甲板上就有橫梁，為避開該橫梁，甲板結構開孔偏小，局部風速達20m/s，為解決這一問題，經(jīng)與船體專業(yè)協(xié)商，在滿足強度要求及不改變其他專業(yè)布置的情況下，將該結構風管根部（艉樓甲板上）艙壁由垂直改為傾斜，局部擴大面積，以降低風速使風道暢通，見1、2。

圖1 機艙通風橫剖面

圖2 機艙風機風閘布置安裝圖

風機室下部結構風道主要作用是將風送至機艙內各個場所。其目的如下[2]：提供主機、輔機和鍋爐等設備在運行時需要的燃燒用空氣；帶走機艙設備運行時散發(fā)的大量熱量；帶走機械設備如分油機和電焊區(qū)域散發(fā)的各種油氣等危險氣體及水蒸氣；給工作人員提供呼吸用的必要的新鮮空氣，為設備和工作人員提供優(yōu)良的工作環(huán)境。

因此需從總管上分出各支風管至上述位置，這些支風管大小須按風量風速設計，通過前面的風量計算，各主要設備所需的風量分別是：主機約100000m3/h；發(fā)電機約55000m3/h；鍋爐約27000m3/h；分油機室約15000m3/h；軸發(fā)約18000m3/h；其他約17000m3/h。將各支風管內的風速控制在8m/s左右，由于風量及計算出的風管尺寸較大，這些支風管均采用至少2mm的黑鐵皮制作，以滿足風管強度要求，避免風管強度不夠產生振動及噪聲。

2.3 送風管路上風口設計

該船送風口采用的是不可調節(jié)的線網(wǎng)式風柵形式，主要考慮到該型風柵有效通風面積大，若采用傳統(tǒng)的槽式結構通風柵，有效通風面積小，同樣數(shù)量的風柵后者出風口風速較大，若為降低風速而增多風柵，則又不經(jīng)濟。

因此，共用59個通風柵，將機艙內的送風口風速控制在6m/s以下，達到了SBG要求。

2.4 發(fā)電機室通風系統(tǒng)設計

該船機艙布置較特殊：其發(fā)電機室采用獨立艙室布置（雖在機艙區(qū)域內，卻又獨立于主機艙），該布置系SBG的特殊要求，主要考慮到機艙噪聲問題。

雖是獨立艙室，但因其仍在機艙內，因此其送風與主機艙通風作為整體一起考慮，采用在機艙主送風管路上開支管的形式，與其他船舶類同。

然而，該室的回風問題確需特別考慮。原來考慮的方案是將該室的回風直接排至大氣，但因布置受限，該回風通道只能是在主甲板上，回風百葉窗開孔下口距主甲板僅900mm，根據(jù)LLC規(guī)范要求，該種布置方案中百葉窗采用可閉形式。但是該方案沒有得到SBG認可，因為根據(jù)SBG規(guī)范，百葉窗只接受帶蓋形式，不接受無蓋但百葉可關閉形式。但船又無法將該回風百葉窗升至距主甲板4500mm高度，因此最終該室的回風只能回到主機艙內，由煙囪排至大氣。為盡可能地降低主機艙內噪聲，設計采用回風消音箱的形式。該室通風量大，約需55000m3/h回風量，因此采用了3個回風消音箱，風口風速控制在4m/s左右，得到了船東認可，滿足各規(guī)范要求。

2.5 分油機室通風系統(tǒng)設計

根據(jù) GL規(guī)范，該室的通風要求是防止該室內混合油氣進入機艙。因此該艙室采用機械送風機械排風方式，機械送風即從主機艙的風管上開支管，排風則采用單獨的機械排風方式，根據(jù) GL規(guī)范，該送風管上安裝均有防火風閘。

需要特別指出的是，SBG對該室的通風氣流組織有特殊的要求：該室內的送/排風管需盡量錯開布置，防止送回風口太靠近而造成通風“短路”。因此，該室的排風管布置在靠船舯的主要發(fā)熱設備（主機燃油供油單元）的上方，而從主機艙通風管來的送風管則布置在該室的舷側方向（見圖3）。

2.6 機艙進/出風口

機艙風機室上部結構風管主要用于安裝送風百葉窗，其高度設計需滿足LLC規(guī)范[3]：位置1，要求百葉窗開孔下口距主甲板4500mm以上；位置2，要求百葉窗開孔下口距主甲板2300mm以上。

根據(jù)LLC規(guī)范，上述范圍內的百葉窗可采用無門固定百葉形式，該船設計共用6個無門固定百葉窗分別向兩個風機供風。

根據(jù)風油遙切的需要，煙囪百葉窗要求可閉。因此煙囪上的回風百葉窗采用無門但百葉可關閉的形式，綜合風速、SBG對于百葉窗（風閘）葉片數(shù)量等考慮，設計采用4個大小為1950mm×1350mm的氣動百葉窗，并在駕駛室能控制其開閉，控制原理見圖4。

2.7 機艙風機可閉風閘

該船的機艙風機室空間非常有限，截面尺寸為 2100mm×2100mm，甚至采用了開人孔方式解決風機吊入后螺栓連接問題。高度方向也非常有限，除去風道、風機、風機基座高度以及合攏管高度后，供可閉風閘的安裝高度僅400mm（見圖2），因此只能采用多葉片、氣動控制形式（控制原理見圖4）。

2.8 機艙風機風閘及煙囪百葉窗

根據(jù)GL要求，機艙通風用的可閉百葉窗及風閘須有兩種控制方式：手動操作及從駕駛室或防火控制站遙控。因此本通風系統(tǒng)上的煙囪百葉窗、機艙風機上的風閘及分油機室風管上的防火風閘等均設計成氣動形式，氣源為壓縮空氣，來自“應急速關閥空氣系統(tǒng)”，工作壓力為0.5~0.7MPa，供氣時保持開啟狀態(tài)，斷氣時關閉。駕駛臺可顯示開關狀態(tài)并能遙控啟/閉。在機艙釋放 CO2的情況下能在駕駛室迅速切斷機艙內的通風系統(tǒng)?？刂圃硪妶D4。

圖3 分油機室管路布置

圖4 氣動風閘和百葉窗氣動控制原理

3 結 語

該系統(tǒng)最終通過了系泊試驗，并在航行實驗階段運行良好。但是，由于受空間限制，該船機艙風機的布置圍井偏小，如布置位置允許，應該給風機盡可能大的空間，以利于改善通風效果。

[1] ISO 886101998. 機艙通風要求及計算[S].

[2] 船舶設計實用手冊（輪機分冊）[M]. 1999.

[3] LLC，國際載重線公約[S].