吳賀

（中遠(yuǎn)海運(yùn)工程物流有限公司，遼寧大連116000）

0 引言

在對相關(guān)甲板駁船進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，可用船舶配置的配載儀或者通過船舶型線圖或型值表結(jié)合船舶裝載手冊和其他船舶圖紙，利用相關(guān)軟件建立船舶外輪廓模型和艙室模型，在確保船舶靜水力數(shù)據(jù)等正確的前提下，進(jìn)行滾裝模擬計(jì)算。滾裝計(jì)算過程可以按照規(guī)范要求分步驟進(jìn)行。首先定義滾裝作業(yè)等級(jí)，然后針對相關(guān)等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估計(jì)算，包括可調(diào)節(jié)的壓載艙容量、壓載泵送能力和SPMT 等驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能力是否足夠，還需要額外考慮滾裝上船作業(yè)過程中相關(guān)應(yīng)急情況及最低處置措施。

1 滾裝作業(yè)等級(jí)

根據(jù)滾裝碼頭情況（碼頭標(biāo)高、水文潮汐條件、前沿護(hù)舷和纜樁情況）、船舶吃水情況及天氣限制情況，定義滾裝上船的作業(yè)等級(jí)見表1。

表1 滾裝上船作業(yè)等級(jí)表

（1）如果需要壓載以補(bǔ)償潮汐變化，則潮差范圍定義為顯著。應(yīng)適當(dāng)考慮由于環(huán)境影響造成水位差異的可能性，如果這樣的影響在作業(yè)期間是顯著的，那么即使天文潮汐的變化被定義為零，表1 的潮汐范圍通常也應(yīng)視為顯著。對于船舶擱淺滾裝作業(yè)，如果為了使地面受力保持在可接受的范圍內(nèi)，需要進(jìn)行壓載，則表1 中的潮汐范圍應(yīng)定義為顯著的。（2）如果壓載系統(tǒng)不能補(bǔ)償一個(gè)完整的潮汐周期，則作業(yè)應(yīng)定義為潮汐限制。（3）如果天氣限制適用，則滾裝上船作業(yè)應(yīng)歸類為天氣限制作業(yè)。

2 壓載艙容量要求

在整個(gè)操作過程中（包括計(jì)劃和應(yīng)急狀態(tài)），壓載艙容量應(yīng)該滿足以下要求，使船舶一直保持需要的浮態(tài)，詳見表2。

表2 續(xù)表

表2 滾裝上船壓載艙容量要求

操作過程中船舶需要一直保持尾甲板與碼頭面水平的浮態(tài)[1]。當(dāng)碼頭前沿區(qū)域不能承受壓載的時(shí)候，還需要至少保持尾甲板高出碼頭面5～10cm，計(jì)算可取10cm。設(shè)碼頭標(biāo)高為H,船舶型深為D，潮汐高度為h，船舶吃水為Da,則Da=D+h-H-0.1(m)。

3 壓載泵送能力要求

在整個(gè)操作過程中（包括計(jì)劃和應(yīng)急狀態(tài)），壓載泵送能力應(yīng)該滿足以下要求使船舶一直保持需要的浮態(tài)，且壓載泵容量（流量）應(yīng)根據(jù)公布的泵性能曲線考慮最大揚(yáng)程操作和管道損失，見表3。

表3 滾裝上船壓載泵送能力要求

（1）正常操作時(shí)100% 的泵送能力是按計(jì)劃速度轉(zhuǎn)移負(fù)載所需的能力。如果針對此工況降低負(fù)載轉(zhuǎn)移速度，那么通過詳細(xì)計(jì)算得到的泵送能力也可以被接受為“100%”，且應(yīng)適當(dāng)考慮作業(yè)持續(xù)時(shí)間增產(chǎn)生的影響。（2）潮汐補(bǔ)償時(shí)100%的泵送能力是補(bǔ)償最大預(yù)期潮汐變化率所需要的泵送能力。（3）泵系統(tǒng)包括由于任何部件的單一故障而停止運(yùn)行的泵。（4）在修改的壓載程序中也要體現(xiàn)X%的儲(chǔ)備艙容。對于作業(yè)等級(jí)2 級(jí)和作業(yè)等級(jí)3 級(jí)操作，應(yīng)編制相關(guān)文件驗(yàn)證壓載系統(tǒng)有能力在一個(gè)完整的潮汐循環(huán)中對負(fù)荷轉(zhuǎn)移到任何位置都可以進(jìn)行漲落補(bǔ)償，且要考慮到作業(yè)時(shí)間延遲后產(chǎn)生的潮差增加[2]。

4 對備用泵的要求

其一，應(yīng)在計(jì)劃使用的位置安裝和測試備用泵，以便用來做備份。

其二，對于需要在駁船周圍移動(dòng)的泵，作為備用泵的一部分容量，應(yīng)易于運(yùn)輸，且在負(fù)荷轉(zhuǎn)移的所有階段，都應(yīng)有無障礙通道用于移動(dòng)泵。

其三，對于可能在運(yùn)行期間更換的泵，應(yīng)處于需要最少更換時(shí)間的位置。需要的備用泵數(shù)量應(yīng)謹(jǐn)慎評(píng)估，更換時(shí)間應(yīng)記錄在案。

其四，應(yīng)建立壓載控制監(jiān)控系統(tǒng)，包括備用系統(tǒng)。當(dāng)需要在遠(yuǎn)離控制中心的地方手動(dòng)操作泵時(shí)，應(yīng)建立通信系統(tǒng)。

5 應(yīng)急和備份措施

在滾裝模擬時(shí)，還需要考慮相關(guān)的應(yīng)急情況，如表4所示。

表4 滾裝上船作業(yè)過程中相關(guān)應(yīng)急情況及最低處置措施

6 實(shí)例和應(yīng)用

FPSO 某上部模塊采用某ZC 級(jí)甲板駁船運(yùn)輸，總長（LOA）133m，型寬（B）32m,型深（D）7.6m，設(shè)計(jì)吃水（d）5.3m，載重量為12000t。船上裝有兩個(gè)主泵，每個(gè)泵的流量是900m3/h。裝運(yùn)模塊重量為2100t，車貨總重為2465t。碼頭標(biāo)高6m，水深11.5m，實(shí)際駁船和碼頭相對位置如圖1所示。

圖1 駁船和碼頭相對位置及吃水情況

參考以上規(guī)范和船舶結(jié)構(gòu)吃水情況，首先確定滾裝上船作業(yè)等級(jí)為class1。

滾裝模擬計(jì)算時(shí)，要確保有足夠的儲(chǔ)備艙容量和儲(chǔ)備泵容量，并且要考慮壓載水艙的實(shí)際工作情況。在計(jì)算時(shí)，排空的艙室可保留3%～10%的計(jì)算艙容，壓滿的艙室可按90%的艙容計(jì)算。要對空船重量、消耗品和臨時(shí)物品等有所估計(jì)，考慮船舶生銹和壓載水艙沉積泥沙等情況，應(yīng)考慮20%的儲(chǔ)備泵容量。通過計(jì)算得到正常操作——按計(jì)劃進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)，滾裝時(shí)間為90min，需要的壓載泵送能力為1461t/h。詳細(xì)計(jì)算文件此文省略，截取計(jì)算結(jié)果如表5所示。

表5 正常操作——按計(jì)劃進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移時(shí)的滾裝模擬計(jì)算

對比表3，考慮模塊作業(yè)時(shí)間+3 天后，最大潮汐變化率取50cm/h，壓載泵送能力不滿足要求。針對此工況，降低負(fù)荷轉(zhuǎn)移速度，滾裝時(shí)間延長至120min，使所需要的壓載泵送能力降低為1070t/h，另外接4 個(gè)200m3/h 的可移動(dòng)潛水泵，此配置可滿足規(guī)范中的應(yīng)急備份要求。在計(jì)算時(shí)，需要讓每一個(gè)步驟的壓載水調(diào)節(jié)量、壓載泵的能力、潮汐的變化速率合理匹配。在ZC 級(jí)甲板駁船現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，由于船舶硬件和軟件系統(tǒng)的不友好性，泵的調(diào)節(jié)速率無法和潮汐變化速率合理匹配。在正常作業(yè)時(shí)，儲(chǔ)備泵能力和艙容不能按計(jì)劃保留，現(xiàn)場記錄從SPMT 第一軸線上跳板到SPMT 最后一軸線上船，總歷時(shí)95min。這與滾裝模擬計(jì)算中的正常操作——按計(jì)劃進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移得到的結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了滾裝模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性。規(guī)范中對壓載艙容量和泵送能力的儲(chǔ)備要求，在實(shí)際作業(yè)中也是需要滿足的。

7 結(jié)語

本文利用相關(guān)軟件（COMPASS）建立了船體裝載計(jì)算模型，結(jié)合挪威船級(jí)社規(guī)范中的要求，對某船舶滾裝FPSO 上部模塊進(jìn)行了適滾性評(píng)估和詳細(xì)滾裝模擬計(jì)算，得到船舶吃水、滾裝所需時(shí)間、潮汐高度之間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地評(píng)估了作業(yè)時(shí)間，并保留了足夠的應(yīng)急時(shí)間，具有一定參考價(jià)值。