雙機艙管路布置要點

袁世進，楊榮鋒

(江蘇熔盛重工有限公司，江蘇 南通226532)

設置雙機艙的船舶是為了滿足《鋼制海水入級規范》中DP的要求，在布置機艙管路的時候，不僅要掌握管路的分布規律，同時也要熟悉管路施工的工藝及其處理方法。

“海洋石油201”為深水鋪管、起重兩用船，該船采用全電力推動，錨泊+動力定位，最大作業水深達3 000 m。該船對動力定位系統的要求為:在鋪管作業時須滿足DP-2的要求;在起重作業時須滿足DP-3的要求。

《鋼制海水入級規范》中(以下簡稱規范)對DP-3的說明為:安裝有動力定位系統的船舶，在出現任一故障(包括由于失火或進水造成一個艙室的完全損失)后，可在規定的環境條件下，在規定的作業范圍內自動保持船舶的位置和艏向。

1 重要艙室的布置

“海洋石油201”船共設有2個機艙、7個推進器間、4個高壓配電間。2個機艙前后布置，中間是2個主配電室，所有艙壁A60分隔。2個機艙都設置了相應的泵艙、分油機室和集控室。7個推進器間對稱布置，在每個推進器間或者相鄰的區域設有單獨的變頻變壓器間為推進器供電。艙室布置見圖1。

2 管路系統布置的特殊性

2.1 推進系統

圖1 機艙和推進器布置示意

該船7臺推進器從船艏到船艉布置在7個不同的位置。其中布置于船艉的1#和2#推進器為主推進器，推力方向可360°全回轉，為動力定位和航行兩用。3#、4#、5#、6#、7#推進器為可伸縮全回轉式推進器，專用于動力定位，在航行時收回以減少航行阻力。因為每臺推進器都由單獨的電機驅動，所以每臺推進器都配有滑油子系統、液壓油子系統、壓縮空氣子系統和冷卻淡水子系統。在布置管路的時候要使其位于各個推進器間，形成幾個獨立的小系統，各個推進器之間互不干涉。其中壓縮空氣子系統和冷卻淡水子系統需要由機艙提供壓縮空氣和冷卻水，每臺推進器的壓縮空氣和冷卻水都有主用、備用兩套管路。其中5#、6#、7#推進器由前機艙主供，后機艙作為備用;1#、2#、3#、4#推進器由后機艙主供，前機艙作為備用。主用的管路都走主甲板以下進入推進器間，備用的管系都走主甲板以上進入推進器間，主甲板的防火等級為A60。根據以上分析不難看出，推進器系統及其各個子系統均能符合DP-3的要求，即:任何一個艙室失效(失火或水淹)都不影響整個動力定位系統的工作。

2.2 主發電機及其輔助系統

按電力負荷分析計算，3臺主發電機一起工作時可以滿足起重狀態下的DP-3動力定位要求。2個機艙分別設有為主發電機服務的啟動空氣子系統、滑油凈化子系統、燃油凈化子系統、海水冷卻子系統、主發電機冷卻水子系統、輔助設備冷卻水子系統等。這些子系統都位于相應的機艙區域，兩個機艙區域之間有A60分隔，符合DP-3的要求。另外，1#機艙的燃油輸送子系統、滑油輸送子系統、日用空氣子系統分別通過連接管和2#機艙的燃油輸送子系統、滑油輸送子系統、日用空氣子系統相連，連接管穿過A60艙壁，在艙壁兩側各設有一個隔離閥，這樣既滿足了DP-3的要求，又可以在單個子系統失效的情況下使用另一個機艙對應的子系統做備用，提高了該船的生存能力。從圖1可以看出，任何一個機艙發生失火或水淹都不會影響另一個機艙正常工作，提供的功率輸出仍能滿足動力定位所需的功率要求。

3 管路系統布置的常規要求

3.1 可靠性

機艙的管路系統大多與船舶生命力有關，確保這些系統的可靠性，是管路布置中首先要注意的問題。無論以何種形式完成管路布置，都必須是不降低系統的工作性能;必須按照船舶建造規范(所入船級社規范)及掛旗國當局的規定處理好各個管系的敷設位置，使管路在非常情況下產生破損的可能性降到最低限度。例如，鋪管船的壓載系統，設置了2個機艙，任何一個艙室失效(失火或水淹)都不影響整個動力定位系統的工作。滿足DP3對失艙的要求，對系統的可靠性要求可以說更加嚴格。

首先，本船對壓載系統的要求是:使船舶在作業時保持工作吃水，在起重機工作時作為動態壓載調平系統。簡單地說，就是通過海底門，用泵把船舷外的海水抽到壓載艙里;同時也能反向把海水從艙里抽出排海，而且左右壓載艙的水能相互調撥。根據規格書的要求，壓載水系統的排量是基于在6 h內將船從航行吃水壓載到滿載水線狀態，而且在4 000 t起重機，從左舷至右舷回轉180°及起重3 500 kN全回轉狀態下，壓載系統能夠30 min完成壓/排水操作。所以在壓載管形式以及管徑選取上會有很大的挑戰。

壓載管形式一般有支管式、總管式和環形總管式。針對本船壓載艙多的特點(共有30個壓載艙)，綜合考慮沒有采用任何單一的形式，而是采用了一種更特別的壓載形式:即環形總管加支管式，這樣可以快速抽排水，而且總管環形布置在2個機艙內，各設兩臺壓載泵，充分滿足了DP的冗余要求，而且也提高了管材的利用率。

在管徑選擇方面，為了滿足上述壓載系統的要求，通過計算，選擇了通徑1 m的總管。如此大的管子在放樣時無疑會是一個難點。結合海底門的位置確定總管的高度，盡量減少彎頭的使用。對于大部分場合應該沒有問題，但是在壓載泵進出口的附近難免會有沖突。那么此時必須考慮泵的維修空間以及閥的操作維修方便，在這里采用雙排上下布置的方式，排出口貫穿艙室頂部。這又帶來了新的問題，即在試航時發現壓載管外壁有凝水，對此只能采取外部保護的方法進行處理。所以像這種特殊的船舶，在設計初始就要考慮機泵艙管路凝水問題，必須包扎隔熱材料，充分保證管路的可靠性。

3.2 條理性

管路布置應經緯分明、造型簡潔，如條件允許，應對管路進行集束排列，基本形式有:①直線并列式;②垂直-水平并列式;③轉折并列式。

常見的管子排列有以下幾種:①豎向排列;②橫向列排;③交叉排列;④斜向排列。

3.3 方便性

在管路布置時，應考慮操作靈活方便，管路附件要顯明易見，特別是閥件的具體位置及布置形式要便于操縱及維修。對于底部布置的管路，閥件的高度以不需操作人員過度彎腰即能作開啟和關閉為佳;對于空間管路的閥件高度，以閥的操縱手輪離地面(甲板)1 800 mm左右為好;管路沿頂、壁布置時，閥件的閥桿應向壁面外側下方傾斜一角度。

一般認為閥件最佳布置形式是相對集中、對稱布置。這將使操作人員容易熟悉閥件的位置規律，形成操作習慣。任何一組裝置系統的所屬管路閥件，應盡可能地集中在該裝置周圍或某一機電設備的周圍。如有相同的兩組以上的裝置系統或機電設備，則每組的閥件布置形式及其與設備之間的相對位置，應盡可能對稱。