李占宇

（大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

應(yīng)急響應(yīng)救援船（emergency response and rescue vessel）主要負(fù)責(zé)海上油田安全的巡邏及落水人員的救助，兼顧平臺(tái)淡水、燃油、鉆井水、作業(yè)設(shè)備的運(yùn)輸及人員的接送。加裝回收油模塊后，其可用于海面平臺(tái)及油船的溢油回收。

大連中遠(yuǎn)海運(yùn)重工建造的62 m應(yīng)急響應(yīng)救援船為1艘配置雙機(jī)雙槳、3臺(tái)主發(fā)電機(jī)、2臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)，通過齒輪箱長(zhǎng)軸距帶動(dòng)2套可調(diào)距槳、2臺(tái)管道式側(cè)推、1臺(tái)可伸縮全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器的船舶。該船總長(zhǎng)62 m，型寬15.5 m，型深6 m，載重量1 500 t，航速13 kn，入ABS船級(jí)社，配備DP動(dòng)力定位系統(tǒng)，可同時(shí)救助300人，且滿足英國(guó)油氣工業(yè)協(xié)會(huì)、荷蘭油氣協(xié)會(huì)、丹麥海事局等特種船專用規(guī)范。

以本船為例，針對(duì)其他特種船在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備的不同點(diǎn)進(jìn)行介紹與分析，從而展現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)救援船電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的獨(dú)特之處。

1 船籍符號(hào)及特殊的規(guī)范要求

典型的船級(jí)社入級(jí)符號(hào)如下：

Class notation：ABS A1 (E) Offshore Support Vessel；Safety Standby Service GR B-(300)；SPS；AMS； ACCU；HAB (WB)；DPS-1；ENVIRO；GP；UWILD。

1）+A1：表示船舶滿足ABS船體結(jié)構(gòu)規(guī)范要求，并在ABS的檢測(cè)下建造。

2）Offshore Support Vessel：表示船舶主要設(shè)計(jì)用于海洋工程支持服務(wù)，并滿足ABS鋼船規(guī)范相關(guān)章節(jié)的要求，同時(shí)滿足ABS“海洋工程支持船建造與入級(jí)指引”中的相關(guān)條款。

3）Safety Standby Service GR B-(300)：表示船舶滿足OSV PART5 Chapter7要求救助人數(shù)小于等于300人。

4）SPS：表示船舶滿足 ABS OSV PART 5 Chapter 1，Section 2 Special Purpose要求。

5）+AMS：表示船舶的設(shè)備及其系統(tǒng)滿足ABS相關(guān)規(guī)范并需在ABS的檢測(cè)下制造與安裝。

6）+ACCU：表示船舶的主推進(jìn)系統(tǒng)可以在橋樓以及機(jī)艙集控室或鄰近機(jī)艙的控制室被控制與操縱，并在ABS檢測(cè)下進(jìn)行安裝與測(cè)試。

7）+DPS-1：表示船舶滿足ABS動(dòng)力定位1級(jí)要求，并在ABS檢測(cè)下進(jìn)行安裝與測(cè)試。

8）ENVIRO：表示船舶滿足MARPOL73/78第I章、第II章、第IV章、第V章、第VI章的相關(guān)環(huán)保的要求。

9）HAB(WB)：表示船舶艙室的噪音、振動(dòng)、照度等滿足 ABS“工作船人員舒適性指引”的最低要求。

10）UWILD：表示船舶滿足ABS水下檢驗(yàn)規(guī)范要求。

11）OSR-C2：表示船舶滿足ABS OSV PART 5 Chapter 6要求。

其中OSV規(guī)范、SPS、+ACCU、+DPS-1需在電氣設(shè)計(jì)過程中受到較多的關(guān)注。舒適度船籍符號(hào)HAB（WB）中的照度要求，在對(duì)燈具數(shù)量、光源選取、布置等的要求較高。如果海航試驗(yàn)時(shí)照度測(cè)試不符合要求，會(huì)影響HAB船籍符號(hào)的獲取。

此外，英國(guó)近海操作者協(xié)會(huì)（United Kingdom Offshore Operators Association，UKOOA）出版的“Emergency Response & Rescue Vessel Survey Guidelines”為關(guān)于應(yīng)急響應(yīng)救援船最重要的規(guī)范，尤其針對(duì)在北海工作的應(yīng)急響應(yīng)救援船。應(yīng)急響應(yīng)救援船模型如圖1所示。

2 推進(jìn)系統(tǒng)

2.1 推進(jìn)方案選取

關(guān)于推進(jìn)操縱性的要求，在UKOOA-ERRV 2.3 Propulsion and Manoeuvrability中提及：ERRVs should be capable in calm conditions of a speed of at least 10 knots and should, as a minimum, be equipped with one of the following propulsion configurations.[1]譯文意為：應(yīng)急響應(yīng)救援船的航速應(yīng)不小于10 kn且滿足下列任一條件。

圖1 應(yīng)急響應(yīng)救援船模型

1）A 360 degree azimuth bow thruster unit and either single screw propulsion with reversing gearbox or variable pitch control propeller. The bow thruster unit should be capable of producing an ahead speed of 4 knots and should be independent of the main engine for its source of power.

（譯文：配置1臺(tái)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器和連接齒輪箱的單推進(jìn)槳或可調(diào)距槳，其全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器可在不依靠主機(jī)供能的情況下，艏向提供4 kn的航速。）

2）Twin screw propulsion and bow thruster such that the ERRV is capable in calm conditions of 4 knots in the ahead direction with one main propulsion unit out of action.

（譯文：配備雙螺旋槳推進(jìn)和艏部推進(jìn)器的應(yīng)急響應(yīng)救援船，當(dāng)1臺(tái)主推進(jìn)失效時(shí)，只使用另1臺(tái)主推進(jìn)裝置能保證風(fēng)平浪靜時(shí)艏向具備4 kn的航速。）

3）Equivalent main propulsion and manoeuvring systems providing similar levels of redundancy and manoeuvring capabilities.

（譯文：配置具備冗余操縱能力的主推進(jìn)及其操縱系統(tǒng)。）

因UKOOA要求需滿足3種方案中的任一種，結(jié)合規(guī)格書中對(duì)雙機(jī)雙槳的要求，本船采用 2）方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。同樣ABS規(guī)范5-7-3/1 of OSV Rules也有類似的要求。

2.2 推進(jìn)電力單線圖

62 m應(yīng)急響應(yīng)救援船主配電板共配置4段母排，分別為：A&B排、C排、D排。3臺(tái)主發(fā)電機(jī)（3×425 kW）對(duì)A&B母排進(jìn)行供電，A&B母排中間加設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，掛載 1臺(tái)艉部管道式側(cè)推（400 kW）；C排由左舷軸帶發(fā)電機(jī)（700 kW）供電，掛載1臺(tái)艏部管道式側(cè)推（400 kW）；D排由右舷軸帶發(fā)電機(jī)供電（700 kW），掛載艏部全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器（500 kW），以對(duì)應(yīng)航行、進(jìn)出港、停泊、DP、DP全船水霧救援等工況?；灸芤宰罱?jīng)濟(jì)的形式滿足規(guī)格書及規(guī)范要求。其電力單線圖如圖2所示。

圖2 典型ERRV電力單線圖

設(shè)計(jì)時(shí)需注意，在航行工況下，可單獨(dú)使用 1臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)給全船供電，由于軸發(fā)需要進(jìn)行勵(lì)磁及控制包括輔助泵組的起動(dòng)，這些負(fù)載均需主發(fā)電機(jī)對(duì)其供電，軸帶發(fā)電機(jī)只有在勵(lì)磁建立、主機(jī)軸達(dá)到恒轉(zhuǎn)速時(shí)，軸帶發(fā)電機(jī)才能真正對(duì)船舶電網(wǎng)進(jìn)行供電，這些在配電設(shè)計(jì)時(shí)需給予考慮。

此外，在實(shí)船應(yīng)用中，船舶守護(hù)平臺(tái)時(shí)由于水深原因不能進(jìn)行錨泊定位，則需使用動(dòng)力定位系統(tǒng)。但當(dāng)海況相對(duì)較好的時(shí)候，同時(shí)起動(dòng)3臺(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，可開啟全船推進(jìn)器進(jìn)行動(dòng)力定位，長(zhǎng)期使用此方法對(duì)設(shè)備消耗較大，可考慮在海況較好時(shí)，讓船舶無動(dòng)力放漂，只開啟1臺(tái)主發(fā)電機(jī)對(duì)全船進(jìn)行供電，并對(duì)剩余功率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器進(jìn)行實(shí)時(shí)功率限制，在平臺(tái)無動(dòng)力漂移到距離守護(hù)目標(biāo)較遠(yuǎn)時(shí)，僅使用1臺(tái)全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器，使其在低航速下航行（如4 kn的速度），控制船舶回到守護(hù)區(qū)域，且?guī)椭么将@得較高的使用效率及經(jīng)濟(jì)效益。通常，該工況/功能易被排除在常用設(shè)計(jì)工況之外，但該功能對(duì)于船東用船有著極好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也是一種有效節(jié)能的方式，增加了船舶的續(xù)航能力，變相減輕了維護(hù)維修的工作量。因此，該功能設(shè)計(jì)是我們需要考慮的。

3 特殊電氣系統(tǒng)及設(shè)備

根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)救援船的特殊要求，總結(jié)分析以下電氣系統(tǒng)和設(shè)備，分析其技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可方便設(shè)備廠家對(duì)其進(jìn)行選擇，且能更好地服務(wù)設(shè)計(jì)與采購人員。

3.1 人員落水呼叫系統(tǒng)（MOB）

根據(jù)UKOOA-ERRV 5.6 Man Overboard Alarms中要求：

A bridge operated "Man Overboard" alarm should be installed which is clearly audible throughout the ERRV and is separate and distinct from all other alarms.In areas of high ambient noise levels, audible alarms may be supplemented by visual alarms.

（譯文：應(yīng)急響應(yīng)救援船應(yīng)配備可在橋樓控制的人員落水報(bào)警系統(tǒng)，該報(bào)警要覆蓋全船，其音調(diào)要區(qū)別于其它系統(tǒng)報(bào)警，在環(huán)境噪音較高的區(qū)域，對(duì)該報(bào)警提供可視報(bào)警作為補(bǔ)充。）

通常需在駕駛室、艏樓甲板、主甲板救援區(qū)域設(shè)置MOB按鈕，集成到PAGA系統(tǒng)，設(shè)定專用的音調(diào)用于人員落水報(bào)警，并以最小的成本實(shí)現(xiàn)該功能。

3.2 直升機(jī)場(chǎng)燈標(biāo)（Helicopter Beacon）

由于應(yīng)急響應(yīng)救援船設(shè)計(jì)了直升機(jī)懸停區(qū)域（Helicopter Winching），根據(jù)ABS船級(jí)社OSV規(guī)范5-7-6/3 ， “Radio and Communications Equipment：Helicopter beacon”[2]，用于發(fā)送信號(hào)控制直升機(jī)起降[3]。

引用Transport Canada TP4414E中描述如下：Where a helicopter beacon is fitted for ship-indentification purposes, it should show white flashes transmitting the International Morse Code letter H.

（譯文：配置白色閃爍直升機(jī)場(chǎng)燈標(biāo)用于船舶識(shí)別目的，其閃爍信號(hào)為國(guó)際莫氏代碼字母H。）

注意其不同于直升機(jī)平臺(tái)的邊界燈、狀態(tài)燈和H型燈，這是專門為懸停的直升機(jī)提供的船舶識(shí)別信號(hào)。

3.3 對(duì)講系統(tǒng)

根據(jù)UKOOA-ERRV 6.4 ERRV Internal Communications中要求：

"In addition, a fixed, talk-back intercommunication system should be provided between the bridge, the rescue zone and the FRC launching stations."

（譯文：補(bǔ)充要求，配備1套固定安裝的對(duì)講系統(tǒng)，用于橋樓、救援區(qū)域、快速救生艇釋放區(qū)域的內(nèi)部通信。）

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需給予充分考慮，該對(duì)講系統(tǒng)與普通船舶對(duì)講系統(tǒng)相似。

3.4 無線電信標(biāo)和航空甚高頻

根據(jù)UKOOA-ERRV 6.5 Airband Radios and DF Systems中要求：

“a) A Direction Finding (DF), receive only, facility on 121.5 MHz to assist the ERRV to locate a ditched helicopter by homing on to the emergency locator beacon.The use of 121.5 MHz will only be approved as part of a DF facility.”

（譯文：1套能接收121.5 MHz的無線電信標(biāo)接收裝置用于輔助信標(biāo)燈供直升機(jī)返航，121.5 MHz在無線電信標(biāo)的工作頻段內(nèi)。）

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需配備無線電信標(biāo)系統(tǒng)，用于引導(dǎo)直升機(jī)起降。

“ERRVs provided with an aeronautical station to maintain communication with helicopters must have such stations approved by the Civil Aviation Authority.”

（譯文：應(yīng)急響應(yīng)救援船配置的用于與直升機(jī)保持通訊的高頻電臺(tái)需經(jīng)過民航組織認(rèn)可。）

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需配備航空甚高頻系統(tǒng)，用于直升機(jī)通訊，為獨(dú)立于船舶甚高頻（very high frequency,VHF）之外的專用甚高頻。

3.5 工作艇和快速救生艇用無線電設(shè)備

根據(jù)UKOOA-ERRV 6.2 FRC Radio Communications及6.3 DC Radio Communications中對(duì)于快速救生艇（FRC）和工作艇的VHF通訊設(shè)備可集成在艇上，不單獨(dú)設(shè)計(jì)其系統(tǒng)。

3.6 手術(shù)無影燈

根據(jù)UKOOA-ERRV 5.18.2 Treatment Area Outfitting中要求：

“a) high luminance illumination with especial note taken of lighting directly above the treatment table. ”

（譯文：在手術(shù)臺(tái)上配備高亮度的專業(yè)燈具。）

系統(tǒng)設(shè)計(jì)采購時(shí)，需配置專業(yè)的醫(yī)用無影燈。

4 結(jié)論

根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)救援船的甲板及載荷能力可知，除滿足基本功能外，也可增加模塊實(shí)現(xiàn)其多功能化，如平臺(tái)供應(yīng)、水下機(jī)器人模塊、溢油回收等，電氣設(shè)計(jì)勢(shì)必要考慮發(fā)電機(jī)的容量及供電、控制、監(jiān)測(cè)報(bào)警接口的預(yù)留，以滿足船東在海工作業(yè)中的特種需求，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

未來，海洋資源必將進(jìn)一步被人類開發(fā)，相關(guān)法律法規(guī)必然會(huì)對(duì)其安全性有更高的要求。應(yīng)急響應(yīng)救援船作為安全作業(yè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，勢(shì)必會(huì)愈加受到重視，相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也會(huì)有新的要求。立足現(xiàn)有技術(shù)對(duì)未來應(yīng)急響應(yīng)救援船的設(shè)計(jì)做出基礎(chǔ)分析，可為未來的船舶設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。