王永光

摘要：隨著船舶加工與制造技術要求不斷提高，船舶機艙通風成為人們關注的重要問題，其影響著船舶制造質(zhì)量。本文分析船舶機艙通風，針對船舶機械式通風系統(tǒng)在設計和制造過程中暴露出來的問題，提出了具體的原因分析和改進措施，旨在提供設計參考和運用，以改善船舶機艙通風設計狀況。

關鍵詞：船舶；機械式通風；設計制造；改進對策

機艙通風設計和計算是船舶設計中比較重要的一環(huán)，風量計算是風機選型和各區(qū)域風量分配的基礎，計算應確?？傦L量充足以滿足所有設備散熱和燃燒的需求。系統(tǒng)設計中應各附件選型合理，滿足船級社和國際公約的要求，管路及附件采用合理的風速使系統(tǒng)管路阻力與風機能力相匹配，必要時應進行阻力計算。系統(tǒng)設計應保證達到設計風量并能通過現(xiàn)場風量測試，通過調(diào)節(jié)裝置使各區(qū)域的風量達到設計值。筆者根據(jù)多年來船舶機艙通風系統(tǒng)修改的經(jīng)驗，提出了在生產(chǎn)設計階段改進的問題。

一、船舶機艙通風系統(tǒng)概述

船舶正在朝著超大噸位、超強動力性能和多功能模塊化的方向發(fā)展，以噸位為例，當前的遠洋油輪已經(jīng)達到了十萬噸甚至是數(shù)十萬噸的級別，這對于造船技術和管理技術是一個巨大的考驗；在動力性能上，超大噸位的船舶仍然可以保持幾十節(jié)的航行速度，在保障其他功能區(qū)的空間的同時，提升動力效率是其中的關鍵；功能模塊上隨著LNG船、油輪等等功能性明顯的特型船舶的出現(xiàn)，以及對于超長時間航行對后勤保障的要求等等，這一切都離不開一個有效的通風系統(tǒng)的保障，首先是要保障在高溫、極寒等極端天氣下，船員的生活需要，保障他們的空氣流動和艙體保溫；對于動力系統(tǒng)來說，合適的通風系統(tǒng)設計能夠及時為動力系統(tǒng)散熱、降低運行風險；其三是船舶運輸中的許多產(chǎn)品對于船艙溫度尤其敏感，這時候就需要一個能夠進行自動化控制的通風系統(tǒng)來保障每一個區(qū)域的通風換氣。

二、 船舶機械式通風系統(tǒng)的問題研究及改進對策

當前在船舶中通風系統(tǒng)大多采用機械式的設計方案，一方面是由于高自動化程度的通風系統(tǒng)在設計難度和運行穩(wěn)定性上還需要進一步的發(fā)展，與此同時也是基于在實際制造過程中，機械式的通風系統(tǒng)成本更低、且能夠在系統(tǒng)維護管理和性能升級上發(fā)揮更大的作用。

1. 機械式通風系統(tǒng)設計及其問題研究

通風系統(tǒng)遍布在船舶船體中的各個區(qū)域，涉及到了船舶推進動力系統(tǒng)、生活服務區(qū)、倉儲區(qū)和特殊功能區(qū)等等，從設計流程上來講，通風系統(tǒng)的設計應該是和船舶設計同步的，根據(jù)現(xiàn)有的船舶整體構造，在船艙內(nèi)部進行通風管道的預留和型號設計、通風柵欄截面設計、通風口高度設計和鼓風機布置等。

設計的核心問題是要確定在各個區(qū)域內(nèi)的通風量需求和通風系統(tǒng)的實際送風量。對于推進動力區(qū)域的通風量設計主要是根據(jù)船舶配置的動力總成的總功率和工作特性，計算出在不同運行轉速和動力負荷下，動力系統(tǒng)的總吸氣量，同時根據(jù)發(fā)動機等散熱裝置在單位時間內(nèi)的產(chǎn)熱量，基于傳熱學和空氣熱傳播等專業(yè)知識，計算出要保障動力區(qū)內(nèi)溫度平衡所需要的進風量和進風速度。總吸氣量包括以下幾個方面：主發(fā)動機在額定工況下消耗的標準空氣量、柴油機等附屬動力系統(tǒng)的空氣消耗量、鍋爐燃燒所需的空氣量等，再根據(jù)通風系統(tǒng)在流通過程中的實際損耗值，乘以一個保險系數(shù)就是動力系統(tǒng)的進風量；生活區(qū)和功能區(qū)的通風保障，要充分考慮氣候環(huán)境的變化、突發(fā)狀況的緊急處理等，做到一定的通風富余。整個通風量計算方法如上，在根據(jù)具體的船艙結構進行通風管道網(wǎng)絡的鋪排。

在當前的機械式通風系統(tǒng)設計中主要存在的問題就是通風系統(tǒng)難以面對復雜多變的極端情況，往往導致通風系統(tǒng)極大的浪費或者在關鍵時刻造成損失。船舶運行中往往會出現(xiàn)極端的氣候狀況、運行故障、設備故障甚至是安全事故，通風系統(tǒng)的設計要充分考慮這些極端情況的出現(xiàn)，要避免在船舶出現(xiàn)上述情況而導致局部通風系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，整個船艙的通風系統(tǒng)難以正常運行的現(xiàn)象出現(xiàn)，這需要在實際設計中加入一定的自動化控制模塊，在危急情況出現(xiàn)時，自動進入預案設計的通風系統(tǒng)構造，保障通風系統(tǒng)在極端情況下的正常運行。

2. 機械式通風系統(tǒng)制造及其問題研究

通風系統(tǒng)的制造主要包括兩個方面，其一是零部件的加工、其二是零部件的裝配，機械式通風系統(tǒng)主要的零部件有通風管道、風扇系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)、閥門系統(tǒng)和鼓風機等，這些零部件構成了通風系統(tǒng)的流通網(wǎng)絡和控制節(jié)點，管道是機械式通風系統(tǒng)的主要通道，為了防止通風管道出現(xiàn)腐蝕、堵塞和破壞，要選用適合于船舶運行環(huán)境的特殊材料進行加工，這既需要管道材料生產(chǎn)方進行大量的實地試驗，在控制成本的前提下，選擇合適的新型材料和復合材料，也需要在管道形狀設計和管道系統(tǒng)組成上進行針對性的研究；風扇系統(tǒng)能夠對管道內(nèi)的空氣風速進行實時的調(diào)節(jié)，通過順時針和逆時針的風扇作業(yè)，可以實現(xiàn)管道進風速度的調(diào)節(jié)，以滿足不同船艙的通風需求；閥門系統(tǒng)是進行通風開閉和風量控制的關鍵，也是在危急情況下進行通風系統(tǒng)的整體調(diào)節(jié)的關鍵，也是在當前機械式通風系統(tǒng)制造中難度最大的一個環(huán)節(jié)。在零部件組裝上，由于通風系統(tǒng)往往是在船體的角落進行安裝，一經(jīng)安裝就很難進行大規(guī)模的維修更換，因此對其安裝質(zhì)量的要求極高，這其中最為重要的就是管道密封性、閥門精度調(diào)節(jié)和泵送系統(tǒng)安置上，要確保每一項參數(shù)準確無誤，才能在實際的工作中準確的進行通風操作。

三、結語

隨著社會的進步，經(jīng)濟的進一步發(fā)展，船舶運輸行業(yè)也會迎來新的發(fā)展，伴隨著船舶運輸領域的不斷廣闊，船舶的危險性也是在不斷的提高，這些都給船舶的安全設計提出了更高的要求?？偠灾?，當前在機械式通風系統(tǒng)制造上主要面臨的困難還是國產(chǎn)化的問題，由于通風系統(tǒng)的關鍵性作用，對于其結構穩(wěn)定性、材料耐受性和關鍵零部件的穩(wěn)定性要求極高，以管道為例，一旦管道在規(guī)定時間以內(nèi)發(fā)生損壞，就會打破船舶的大修周期，給船舶運營增加了成本，精準耐用的閥門系統(tǒng)是整個機械式通風系統(tǒng)的樞紐，也是核心技術的關鍵體現(xiàn)，泵送系統(tǒng)能夠在極端情況下發(fā)揮救命的關鍵作用，以上這些零部件在大型船舶和特型船舶上大都是國外產(chǎn)品壟斷的現(xiàn)狀，這一方面反映出我國在這些基礎領域的研發(fā)力度和投入力度的不夠，在另一方面也提醒我們在這些領域我國的造船業(yè)還大有可為，通過與國外先進水平和先進技術的合作交流，加快我國船舶通風系統(tǒng)關鍵零部件技術的發(fā)展進程，積極促進科研院校在這一領域的研發(fā)力度，實現(xiàn)產(chǎn)學研一體化的進行提高，是解決這一問題最佳的方案和長遠舉措。

參考文獻：

[1]顧巍，王本龍，機械通風降溫效果的數(shù)值評估[J]，糧食儲藏，2016（5）.

[2]繆云仙，張言才，柴油機船舶機艙通風量計算方法探討[J]，江蘇船舶，2015（2）.

[3]劉志軍，紀卓，尚林焰.基于貝葉斯網(wǎng)絡的船舶機艙火災風險分析[J].中國造船.2010（3）.

（作者單位：大連中遠海運重工有限公司）