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        某新型深遠(yuǎn)海救助船的救助設(shè)備配置及選型分析

        2022-07-09 09:06:56鄒慶國
        廣東造船 2022年3期
        關(guān)鍵詞:作業(yè)設(shè)備能力

        劉 鶴,鄒慶國,繆 宸,袁 遠(yuǎn)

        (1.招商局重工(深圳)有限公司,深圳 518054;2.招商局深海裝備研究院(三亞)有限公司,三亞 572025)

        1 前言

        隨著國家一帶一路及海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)施,各類海上活動越來越頻繁,精準(zhǔn)、及時、高效的海上搜救工作越發(fā)凸顯。2019年10月,國務(wù)院頒布的《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)水上搜救工作的通知》中明確提出:注重裝備研發(fā)配備和技術(shù)應(yīng)用,聚焦破解水上搜救工作中的設(shè)備先進(jìn)性和實(shí)用性。

        目前國內(nèi)現(xiàn)有救助船,在深遠(yuǎn)海保障、遠(yuǎn)距離探測、援潛救生、推進(jìn)動力、設(shè)備配置等方面存在明顯不足,缺乏深遠(yuǎn)海救助船和深遠(yuǎn)海搜集裝備設(shè)施,深遠(yuǎn)海應(yīng)急保障能力不足,與海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略不相適。這就要求我們進(jìn)一步提高救助船的配置,使其具備深遠(yuǎn)海高海況下的救助能力,以滿足我國未來深遠(yuǎn)海應(yīng)急救援搶險保障的需求。

        2 深遠(yuǎn)海救助船的主要特點(diǎn)

        深遠(yuǎn)海救助船的主要特點(diǎn),是續(xù)航力和抗風(fēng)浪能力強(qiáng),具有強(qiáng)大的深遠(yuǎn)海和高海況下的救助能力:

        (1)主機(jī)功率大,通常為8 000 ~ 14 000 kW;

        (2)具有較高的巡航速度,能夠迅速到達(dá)救助現(xiàn)場;

        (3)低速操縱性、定位性能好,能夠安全接近遇難船舶實(shí)施救助;

        (4)拖力大,具備救助、拖帶大型船舶的能力;

        (5)耐波性、適航性強(qiáng),能夠適應(yīng)各種惡劣海況;

        (6)續(xù)航力大,能夠進(jìn)行深遠(yuǎn)海的救助作業(yè);

        (7)具有較強(qiáng)的水下作業(yè)能力,配置折臂吊、起重A字架等專用設(shè)備;

        (8)設(shè)置直升飛機(jī)起降平臺,具備全天候、海空立體救助能力。

        3 某新型深遠(yuǎn)海救助船的主要救助裝備及選型

        某新型深遠(yuǎn)海救助船,設(shè)計總長136.9 m、寬26.7 m、設(shè)計航速17.5 kn、系柱拖力3 500 kN;配置先進(jìn)的DP3動力定位系統(tǒng);配置500 t拖纜機(jī)及250 t波浪補(bǔ)償起重機(jī),具備強(qiáng)大的救助拖帶、起吊作業(yè)能力。

        該船船體前部配置了大型直升機(jī)起降平臺和中型直升機(jī)機(jī)庫以及相應(yīng)的直升機(jī)助降系統(tǒng),可進(jìn)行??樟Ⅲw救助及聯(lián)合巡航作業(yè);中部預(yù)留直通海洋的月池,可以為援潛救生和500 m飽和潛水作業(yè)提供有效支持;船尾甲板配置了1臺350 t海上起重A字架,并預(yù)留空間可搭載6 000 m級TAUV(深拖系統(tǒng))/AUV(自主式無纜潛航器);船舯位置布置兩套ROV(水下機(jī)器人)等水下作業(yè)設(shè)備,配合全海深多波束探測系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)深遠(yuǎn)海水下搜尋作業(yè);此外,該船配備4臺對外消防炮,可達(dá)到二級對外消防滅火作業(yè)能力。

        該船主要救助裝備,如表1所列。

        表1 某新型深遠(yuǎn)海救助船主要救助裝備

        3.1 拖曳設(shè)備

        拖纜機(jī)是一種用于收放纜繩、拖帶沒有自航能力的船舶和海上設(shè)施,以及失去自航能力的船舶,是實(shí)施海上救助拖曳作業(yè)的關(guān)鍵性大型設(shè)備。

        拖纜機(jī)一般由驅(qū)動裝置、卷筒裝置、制動裝置、排繩裝置、離合器裝置、機(jī)架等組成。按驅(qū)動動力方式不同,拖纜機(jī)可分為蒸汽機(jī)拖纜機(jī)、柴油機(jī)拖纜機(jī)、電動拖纜機(jī)和液壓拖纜機(jī)等類型。大型拖纜機(jī)的制動和離合裝置通常采用液壓驅(qū)動和控制,以提高操作的可靠性。

        拖纜機(jī)一般有單卷筒和雙卷筒兩種形式:單卷筒拖纜機(jī),只作為一些不能自航船舶和設(shè)施海上救助的拖曳工具;雙卷筒通常為高低布置,其中上卷筒為主拖曳卷筒,下卷筒通常用于輔助起拋錨作業(yè),同時也作為主拖纜的備用;拖纜機(jī)卷筒的容繩量,至少為各卷筒能容納一根所配置的主拖纜;主拖纜機(jī)卷筒最外層的拖纜拉力,應(yīng)大于或等于拖船的系柱拖力。

        雙卷筒拖纜機(jī)的結(jié)構(gòu)形式,如圖1所示。

        圖1 雙卷筒拖纜機(jī)的結(jié)構(gòu)形式

        目前10 000 kW以上的遠(yuǎn)洋救助船液壓拖纜機(jī)的工作負(fù)載,通常為200 t以上,繩速約0~5 m/min。

        某新型深遠(yuǎn)海救助船配備有500 t雙卷筒臥式拖纜機(jī),2只卷筒均設(shè)有獨(dú)立排纜裝置,卷筒具有可控動態(tài)剎車功能、拖纜張力和長度參數(shù)任意調(diào)整和動靜態(tài)顯示功能、主拖纜應(yīng)急釋放功能和潤滑油自動加油系統(tǒng);2只卷筒均采用下出繩方式,1只卷筒作為主拖曳卷筒使用,可進(jìn)行遠(yuǎn)洋拖帶;另1只卷筒作為備用拖曳卷筒,可兼作起升卷筒使用,配合A字架進(jìn)行起重作業(yè)。500 t拖纜機(jī)主要技術(shù)參數(shù),如表2所列。

        表2 500 t拖纜機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

        3.2 起重設(shè)備

        (1)起重機(jī)

        起重機(jī)是各類深遠(yuǎn)海作業(yè)船舶必備的核心設(shè)備,廣泛應(yīng)用于貨物駁運(yùn)、油水食品補(bǔ)給、設(shè)備和人員轉(zhuǎn)運(yùn)、海上救助等各類場合。

        與常規(guī)船用臂架式全回轉(zhuǎn)起重機(jī)相比,折臂式起重機(jī)在遠(yuǎn)洋救助船上應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢:① 起重臂可以折疊,在非作業(yè)工況下可以節(jié)約寶貴的甲板空間;② 作業(yè)過程中,可以通過液壓油缸操控起重臂姿態(tài),縮短吊鉤鋼絲繩的懸垂長度,極大地減少起升過程中的晃蕩,適合吊裝高精度、昂貴的試驗(yàn)、探測、搜救設(shè)備,如圖2所示。

        圖2 典型的折臂吊結(jié)構(gòu)

        某新型深遠(yuǎn)海救助船配備有250 t折臂起重機(jī)。由于遠(yuǎn)洋救助作業(yè)對控制精度和響應(yīng)時間要求,起重機(jī)配備有主動升沉補(bǔ)償系統(tǒng),其高效、占地面積小、起吊能力強(qiáng)、作業(yè)水深大的顯著優(yōu)勢,為深海救助打撈作業(yè)提供了主要動力。250 t AHC折臂吊主要技術(shù)參數(shù),如表3所列。

        表3 250 t AHC折臂吊主要技術(shù)參數(shù)

        (2) A字架

        A字架系統(tǒng)是一種典型的重物吊放回收系統(tǒng),具有可承受載荷大、便于設(shè)置安全保護(hù)功能、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。起重A字架作為收放載荷的主要承載構(gòu)件,其主要功能是在收放設(shè)備的過程中,將設(shè)備從船舷內(nèi)擺至船舷外(或由船舷外擺至船舷內(nèi))。目前國內(nèi)自主研制的 A 字架系統(tǒng)起吊重物噸位較低(小于100 t),達(dá)不到實(shí)際作業(yè)時的要求。國外 A 字架的研究和應(yīng)用比較成熟,主要有挪威的 TTS 公司等。典型的A字架結(jié)構(gòu)形式,如圖3所示。

        圖3 典型的A字架結(jié)構(gòu)

        某新型深遠(yuǎn)海救助船配備有可拆卸式350 t海上起重A字架,門架橫跨船尾部,門架橫梁上設(shè)置多套滑輪吊點(diǎn)座,能夠在四級海況下作業(yè);安裝于甲板面上的導(dǎo)向滑輪均為可拆式,在A字架不作業(yè)期間可進(jìn)行拆除。

        350 t海上起重A字架,預(yù)留空間吊放TAUV(深拖系統(tǒng))/AUV(自主式無纜潛航器)等水下作業(yè)設(shè)備,這為實(shí)現(xiàn)深遠(yuǎn)海水下打撈救援工作提供了重要條件。350 tA字架主要技術(shù)參數(shù),如表4所列。

        表4 350 t A字架主要技術(shù)參數(shù)

        3.3 其他救援設(shè)備

        (1)直升機(jī)平臺

        直升機(jī)平臺設(shè)計,選用我國現(xiàn)役直升機(jī)作為艦載機(jī),機(jī)型為EC-225型救助直升機(jī)(折疊槳葉)或S-76D型直升機(jī)(折疊槳葉),同時可兼用于該直升機(jī)的相近機(jī)型或以下中小型機(jī)型的起降、停放、系留;直升機(jī)艦面系統(tǒng),按直升機(jī)可在白天和夜間起降的要求進(jìn)行設(shè)計;機(jī)庫設(shè)置在直升機(jī)平臺后方與平臺相連,便于直升機(jī)進(jìn)出機(jī)庫;機(jī)庫空間滿足存放1架S-76D /EC225型直升機(jī)的要求。

        (2)全海深多波束探測系統(tǒng)

        配備一套全海深多波束系統(tǒng),能夠?qū)5讓?shí)施全覆蓋探測,可以獲取采樣點(diǎn)的位置為救助打撈提供海底情報信息;工作頻率12 Hz,工作水深20-11 000 m,最大覆蓋寬度6倍水深,波束寬度1°×2°,最大工作速度可達(dá)12 kn。

        (3)其他救助保障設(shè)備

        為了更好地為多種高端海洋工程水下作業(yè)和水下?lián)岆U救助打撈提供作業(yè)支持服務(wù),設(shè)置了6 000 m ROV及其收放系統(tǒng)、3 000 m TAUV/6 000 m AUV、智能無人駕駛高速救助工作艇等;搭載救助裝備方面,設(shè)置500 m潛水救助艇和200 m機(jī)動潛水救助鐘等多種援潛救生裝備。

        4 我國現(xiàn)役遠(yuǎn)洋救助船“南海救101”

        4.1 主要參數(shù)及配置

        “南海救101”是完全由國內(nèi)設(shè)計建造的多功能遠(yuǎn)洋救助船,總長109.7 m、寬16.2 m、最大航速22 kn、系柱拖力1 400 kN。2007年交付使用,其主要參數(shù)及配置如表5所示。

        表5 “南海101”主要參數(shù)

        4.2 新型大功率救助船的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢

        某新型深遠(yuǎn)海救助船相比現(xiàn)役救助船“南海救101”,具有以下幾方面的主要優(yōu)勢:

        (1)滿足抗風(fēng)能力12級要求,配備高冗余度三級動力定位系統(tǒng),救助保障海域擴(kuò)展至深遠(yuǎn)海海域;

        (2)救助裝備強(qiáng),配置有500 t大型拖纜機(jī)、250 tAHC起重機(jī)、350 t A字架及其作業(yè)系統(tǒng),具備對海損或遇險的大型運(yùn)輸船舶和深水海洋工程裝備進(jìn)行遠(yuǎn)距離救助拖航的能力,以及水下遇難船舶或飛行器等殘骸的救助打撈能力;

        (3)設(shè)有大型直升機(jī)平臺和中型直升機(jī)機(jī)庫,具備海空立體搜尋、救助和人道主義物資投送作業(yè)能力;

        (4)實(shí)現(xiàn)萬米超深水水下探測、6 000 m水下機(jī)器人探測打撈、3 000 mTAUV/6 000 mAUV探測等,使其具備深遠(yuǎn)海水域水下搜尋和探測能力;

        (5)續(xù)航力大,能夠進(jìn)行深遠(yuǎn)海的救助作業(yè);主機(jī)功率大,具有較高的巡航速度,能夠迅速到達(dá)救助現(xiàn)場;拖力大,具備救助、拖帶大型船舶的能力;具有較強(qiáng)的水下作業(yè)能力,具備全天候、??樟Ⅲw救助能力。升級后的某新型深遠(yuǎn)海救助船完全能夠滿足我國未來深遠(yuǎn)海應(yīng)急救援搶險保障的需求,符合我國“海洋強(qiáng)國”的戰(zhàn)略部署。

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