7 000 t成品油船機艙艙底水和消防系統(tǒng)設計

張壽榮

(揚州托尼船業(yè)有限公司，江蘇 揚州225006)

7 000 t成品油船機艙艙底水和消防系統(tǒng)設計

張壽榮

(揚州托尼船業(yè)有限公司，江蘇 揚州225006)

針對成品油船艙底水和消防水系統(tǒng)設計復雜等特點，以7 000 t成品油船為研究對象，介紹了機艙艙底、消防水管系設計方法，根據(jù)本船的入級規(guī)范，分析說明了艙底管系管徑取值、艙底泵、消防泵的選型等，最后介紹了本船的機艙艙底水管系布置特點。經(jīng)實際運行，該船艙底水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)均達到了設計要求，運行良好。

成品油船；機艙；艙底水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)；系統(tǒng)設計

1 艙底水管路布置方式

艙底水系統(tǒng)是重要的保船系統(tǒng)，用來排除艙底水。它不僅要求船舶航行時，對密閉艙室內(nèi)所生成的艙底水能有效的排出，而且在緊急情況下，對水密艙室在有限進水的情況下也能進行有效排水。艙底水管路布置方式包括支管式、總管式、混合式。

⑴ 支管式。對各需要排水的艙室，從每個吸口引出支管，通過截止止回閥或截止止回閥箱，經(jīng)艙底水總管接到艙底泵。

(2)總管式。適用于設有管隧的大、中型船舶，即從各需要排水的艙室的吸口引出的支管通過截止止回閥接至管隧中的總管。該總管通至機艙內(nèi)的艙底水總管與艙底泵連接。

(3)混合式。介于上述2種方式之間，例如把需要排水的艙室分成2組或3組，由2 根或3 根分總管與艙底泵相連接。本文艙底水系統(tǒng)采用的是混合式艙底水管路布置。

2 主要量度及設計依據(jù)

2.1 船舶主要量度

本文研究的7 000 t級成品油船為尾機型，單機單槳船型一級成品油船，主要裝載汽油、航空煤油和重油等。船舶主要量度為：

總長101.39 m；設計水線長97.30 m；型寬19.05 m；型深10.50 m；設計吃水6.70 m；機艙長度13.80 m；無限航區(qū)。

2.2 設計規(guī)則

本船輪機部分機艙艙底水及消防管系設計依據(jù)法國BV船級社《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》(簡稱“BV規(guī)范”)C篇機械、系統(tǒng)和消防中第6節(jié)艙底排水系統(tǒng)的設計、《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》以及輪機設計實用手冊的要求進行設計計算。

3 機艙艙底水管徑和艙底泵的確定

3.1 艙底水總管內(nèi)徑d1

艙底水總管的內(nèi)徑按BV規(guī)范C篇6.3.1要求,必須大于或等于下式的計算值：

式中：L為該船船長，L=97.30m；B為船寬，B=19.05m；D為型深，D=10.50m。

經(jīng)計算，d1=115.08m。

艙底水泵總管實取Φ140mm×5.0mm鍍鋅無縫鋼管。

3.2 機艙艙底水支管內(nèi)徑d2

按BV規(guī)范C篇6.3.1要求，艙底水支管的內(nèi)徑一般不應小于50mm，軸隧艙底水管的內(nèi)徑一般不應小于65mm。所有艙底水吸入口管路，在與艙底泵吸口連接之前，都不應與其他管路有任何連接。

式中：L1為機艙長度，L1=13.80m。

經(jīng)計算，d2=68.62mm。

艙底水支管實取Φ89mm×4.5mm鍍鋅無縫鋼管。

3.3 艙底泵設備選型

為了解決需排水的艙室離泵較遠的問題，所有動力艙底泵必須為自吸式或帶有可靠的自吸裝置。常用的自吸裝置為壓縮空氣噴射器、葉片式真空泵等，且都配備自動控制裝置。在艙底水泵起動時自吸裝置動作，使吸入管路形成負壓，而一旦引水成功，自吸裝置即自動停止工作。

為使艙底水總管內(nèi)的水流速度不低于2m/s，可根據(jù)艙底水總管的內(nèi)徑計算出艙底泵的排量。每一艙底泵的排量應不小于下式的計算值：

單臺Q=0.005 65d21=74.83m3/h

艙底泵的容量實取流量為80m3/h的自吸式離心泵為艙底總用泵。

3.4 艙底泵的數(shù)量選取

每艘船舶的動力艙底泵數(shù)量，按照表1選取。

表1 動力艙泵數(shù)量

本船選用2臺艙底總用泵，流量為80 m3/h ，揚程為35 m。

4 消防管系系統(tǒng)

4.1 消防水槍

按《國內(nèi)航行海船法定檢驗技術(shù)規(guī)則》選用口徑d3為Φ19 mm水柱/水霧兩用型水槍。

4.2 消防泵總排量QF

4.3 消防泵的壓力P計算

(1)本船所有消防栓上應維持的壓力P1=0.24 MPa。

(2)管路壓力損失P2=0.08 MPa。

(3)消防泵出口至最高消防栓垂直距離所需要壓力P3=0.24 MPa。

消防泵的壓力P=P1+P2+P3=0.56 MPa。

選用臥式自吸式消防水泵，流量100 m3/h，揚程80 m；同時選用1臺泡沫水泵兼作消防泵使用，流量100 m3/h，揚程80 m，滿足規(guī)范要求。

5 海水總管內(nèi)徑d4計算

Q=Q1+Q2+Q3

式中：Q為全船各海水泵的總排量，m3/h；Q1為艙底總用泵的排量，Q1=65 m3/h；Q2為消防總用泵的排量，Q2=100 m3/h；Q3為泡沫水泵的排量，Q3=100 m3/h。

經(jīng)計算，Q=265 m3/h。

按照《船舶設計實用手冊》輪機分冊第7篇第2章第7.2.2.1條規(guī)定，

式中：V為海水在海水總管內(nèi)的流速，V=2.0m/s。

經(jīng)計算，d4=216.4mm。

海水總管實取Φ219mm×7.0mm的鍍鋅無縫鋼管。

6 機艙艙底水管系的布置特點

根據(jù)上述計算結(jié)果，繪制7 000t成品油船的機艙艙底、消防管系原理圖，如圖1所示。圖中，虛線為艙底管，實線為消防管。

機艙里的艙底水系統(tǒng)主要作用是負責將機艙里面的污水井和機艙中空艙的污水抽走。機艙結(jié)構(gòu)比較特殊，中間高兩邊低，所以只要有存水，它都會往機艙中最低的位置流淌。因此在機艙中后部(齒輪箱下凹坑處)設有2個污水井，左右各1個。同時在機艙也設有2個污水井，左右各1個，艙底水管系將這些污水抽走并排出舷外。

為了保證船舶安全，根據(jù)規(guī)范要求，設在機艙中的污水井一般都有2個出口，主要防止當一個污水井的出口被雜質(zhì)堵住時，另一個可以繼續(xù)使用。右舷同樣如此，它是通過消防總用泵排出的。從圖中可以看出，艙底總用泵和消防總用泵是并聯(lián)排列的，這樣就可在一臺泵發(fā)生故障時，啟用另一臺泵，通常情況下只開一臺泵。

機艙日常工作時產(chǎn)生的一些泄油和水存放在艙底水存放艙，這些水不能直接排出舷外，需要通過艙底油水分離器的處理，處理后再經(jīng)過日用艙底泵后，當靠岸時經(jīng)艙底水排岸接頭甲板排放。

[1] 童辛. 船舶管路實用手冊[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1988.

[2] 中國船舶工業(yè)總公司.船舶設計實用手冊(輪機分冊)[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999.

[3] 朱樹文. 船舶動力裝置原理與設計[M].北京：國防工業(yè)出版社，1980.

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[5] 姚壽廣. 船舶輔機[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2007.

[6] 付錦云.船舶管路系統(tǒng)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2006.

圖1 7 000 t成品油船機艙艙底水和消防管系原理圖

2013-12-25

張壽榮(1964-)，男，助理工程師，從事輪機技術(shù)和項目管理工作。

U674.13

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