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        4 200 DWT海上皮帶自卸船貨艙排水系統(tǒng)設(shè)計

        2015-06-05 09:45:21徐志堅
        江蘇船舶 2015年5期
        關(guān)鍵詞:船舶規(guī)范設(shè)置

        徐志堅

        (浙江方圓造船有限公司,浙江 臺州 317000)

        ?

        4 200 DWT海上皮帶自卸船貨艙排水系統(tǒng)設(shè)計

        徐志堅

        (浙江方圓造船有限公司,浙江 臺州 317000)

        由于皮帶自卸船的貨艙進(jìn)水對船舶安全造成影響,為了提高海上皮帶自卸船的安全性、實(shí)用性,根據(jù)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》、《海上自卸運(yùn)沙船檢驗(yàn)暫行規(guī)定》以及船舶實(shí)際運(yùn)行需要,設(shè)計了4 200 DWT海上皮帶自卸船貨艙排水系統(tǒng)。首先通過計算確定了該船排水泵流量,其次根據(jù)規(guī)范和考慮到安全性對排水系統(tǒng)控制進(jìn)行有效設(shè)置和合理布置,從而滿足了各方的需求,并得到了船級社的檢驗(yàn)和用戶的認(rèn)可。

        海上皮帶自卸船;貨艙;排水系統(tǒng)

        0 引言

        皮帶自卸船主要用于煤炭、沙料、石子、玉米、谷物、礦砂等顆粒狀、小塊狀物料的運(yùn)輸和裝卸。這一船型主要解決了散料卸貨時對專有碼頭的要求,同時解決了部分地區(qū)碼頭設(shè)施不足的問題,方便了貨物的快速裝卸。皮帶自卸船不僅能實(shí)現(xiàn)船對碼頭的作業(yè),并且能實(shí)現(xiàn)船對船的作業(yè),減少了中間環(huán)節(jié),縮短了作業(yè)時間,降低了物流成本。但是,該船型一直存在貨艙進(jìn)水問題。當(dāng)貨艙進(jìn)水后,大量的水將會經(jīng)過貨艙底非水密式卸料斗門進(jìn)入皮帶艙,存積在底部前后左右自由流動,對船舶安全產(chǎn)生重大影響。因此,在設(shè)計階段就需要對進(jìn)入皮帶艙的水的監(jiān)控和排出問題進(jìn)行考慮和解決。

        1 工作原理及主要量度

        1.1 工作原理

        4 200 DWT海上皮帶自卸船為鋼質(zhì)、方尾、球鼻艏船型,采用雙機(jī)、雙槳、雙舵驅(qū)動,配有貨物自卸系統(tǒng)和側(cè)移式艙口蓋。輸送帶在卸貨時,前端的輸送帶從艙內(nèi)收藏位置被拉出,由船內(nèi)伸出船首外;然后啟動皮帶輸送系統(tǒng),進(jìn)行卸貨;卸貨完成后,待航行時前端的輸送帶收入艙內(nèi),首樓前端輸送帶出入口設(shè)有液壓啟閉的風(fēng)雨密門。皮帶自卸船總布置圖如圖1所示。

        1.2 主要量度

        本船入中國船級社,沿海航區(qū)。本船配有2臺主機(jī),單機(jī)額定功率為720kW,額定轉(zhuǎn)速為750r/min,其中1臺主機(jī)驅(qū)動軸帶發(fā)電機(jī),用于貨艙皮帶自卸系統(tǒng)。2臺主發(fā)電機(jī)用于船舶航行。

        主要量度為:

        總長

        93.887 m

        水線長

        91.385 m

        垂線間長

        90.00 m

        型寬

        16.80 m

        型深

        6.00 m

        設(shè)計吃水

        4.60 m

        總噸

        2 996

        載重量

        ~4 200 t

        2 自卸船貨艙排水系統(tǒng)設(shè)計

        2.1 排水泵流量

        貨艙排水泵流量根據(jù)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》和《海上自卸運(yùn)沙船檢驗(yàn)暫行規(guī)范》要求分別進(jìn)行計算。為了滿足其要求,本船取最大值。

        (1)根據(jù)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》第3分冊第4節(jié)計算。

        按艙底水總管內(nèi)徑計算每一艙底泵排量:Q1=5.66d12×10-3

        按貨艙艙底管內(nèi)徑計算貨艙排水泵排量:Q2=5.66d22×10-3

        式中:L為垂線間長,L=90 m;l為貨艙長度,l=68.9 m;B為船寬,B=16.8 m;D為型深,D=6 m。

        經(jīng)計算,d1=101.1 mm,d2=110.2 mm,Q1=57.9 m3/h,Q2=68.7 m3/h。

        根據(jù)規(guī)范規(guī)定:“在任何情況下,艙底水總管的內(nèi)徑應(yīng)不小于最大艙底水支管的內(nèi)徑”,所以貨艙排水泵最小流量確定為68.7 m3/h。

        圖1 皮帶自卸船總布置圖

        (2)根據(jù)海事局《海上自卸運(yùn)沙船檢驗(yàn)暫行規(guī)定》規(guī)定:“應(yīng)設(shè)置至少2臺自吸式排水泵,排水泵應(yīng)為機(jī)艙艙底泵之外專門設(shè)置的,每臺泵排量應(yīng)不小于假定進(jìn)水量(假定進(jìn)水量=貨艙口面積×100 mm/h)。排水泵應(yīng)盡可能采用泥漿泵,以提高排水的可靠性”。

        排量=貨艙口面積×100 mm/h。

        貨艙口長62 m,寬8 m,貨艙口面積=496 m2。

        經(jīng)計算,排量=49.6 m3/h。

        (3)考慮到惡劣環(huán)境時可能會引起皮帶艙大量進(jìn)水,需加大貨艙專用排水泵流量,進(jìn)一步確保船舶安全。

        綜合以上因素,本船設(shè)貨艙專用排水泵2臺,其型式為船用臥式自吸離心泵,型號100CWZ-18,排量100 m3/h,壓力0.21 MPa,電機(jī)功率11 kW,滿足規(guī)范及使用要求。

        2.2 排水系統(tǒng)控制

        根據(jù)《海上自卸運(yùn)沙船檢驗(yàn)暫行規(guī)定》設(shè)置:“至少有1臺排水泵應(yīng)在貨艙積水超過艙底100 mm時,能自動啟動;應(yīng)設(shè)置貨艙液位報警裝置,在貨艙積水超過艙底100 mm時,應(yīng)能在駕駛室和機(jī)艙自動聲光報警”,排水系統(tǒng)控制設(shè)置如下:

        (1)皮帶艙底部內(nèi)底板上100 mm處安裝高位報警器。

        (2)此高位報警器高位時能在機(jī)艙、駕駛室自動聲光報警。

        (3)此高位報警器高位時1號貨艙專用排水泵自動啟動。

        2.3 排水系統(tǒng)布置

        考慮到貨艙與機(jī)艙為2個相鄰的獨(dú)立處所,且為本船最大的2個獨(dú)立空間,最大限度避免貨艙艙底水進(jìn)入機(jī)艙,從而影響船舶及船舶設(shè)備的安全。貨艙排水系統(tǒng)布置要點(diǎn)為:

        (1)貨艙專用排水泵布置在貨艙內(nèi),電機(jī)布置在機(jī)艙,中間采用隔艙傳動裝置。

        (2)貨艙專用排水泵吸口管及閥布置在貨艙內(nèi),吸口閥通過隔艙傳動操縱頭,可以在機(jī)艙操縱。另外,考慮到有1臺泵需自啟動,且泵吸口截止止回閥安裝方向有要求,應(yīng)選用直角型隔艙傳動操縱頭,以滿足安裝和使用的要求。

        (3)貨艙專用排水泵排出管不經(jīng)過機(jī)艙。

        (4)皮帶艙艙底排水阱應(yīng)向下延伸,且阱底距龍骨的垂直距離最小不得小于500 mm。

        (5)應(yīng)設(shè)置由柴油機(jī)驅(qū)動的應(yīng)急消防泵兼貨艙應(yīng)急疏排水泵。

        貨艙排水管系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

        2.4 其他方面

        (1)考慮到貨艙艙底水來自貨艙,將會帶來貨艙的顆粒狀物料,對于本船將會含有大量泥沙,所以貨艙排水泵材質(zhì)需采用耐磨材料。

        (2)考慮到皮帶作業(yè)過程中,將會有部分物料散落在皮帶艙內(nèi),如不及時清除,堆積起來后,將會與皮帶摩擦,影響皮帶的運(yùn)行和壽命。為了便于清除,把皮帶艙底部設(shè)計成流水溝的形式,且在皮帶艙內(nèi)設(shè)置沖洗管。這種設(shè)計便于利用消防水將物料沖洗清除。

        3 結(jié)語

        通過貨艙排水系統(tǒng)的設(shè)計確保了海上皮帶自卸船的安全性,且本系統(tǒng)從海船規(guī)范、海事局對海上自卸船暫行規(guī)定以及船舶實(shí)際運(yùn)行需要等3個方面考量,從而滿足了各方的需求,并得到了船級社的檢驗(yàn)和用戶的認(rèn)可。

        圖2 貨艙排水管系統(tǒng)示意圖

        參考方獻(xiàn):

        [1] 中國船級社.鋼質(zhì)海船入級規(guī)范[M].北京:人民交通出版社,2012.

        2015-03-16

        徐志堅(1981—),男,工程師,從事輪機(jī)設(shè)計。

        U664.83+3

        A

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