于全虎,戴雪良,張 平
(江蘇省船舶設計研究所有限公司,江蘇 鎮江 212003)
內陸50噸級漁政執法船艇標準化研究
于全虎,戴雪良,張平
(江蘇省船舶設計研究所有限公司,江蘇 鎮江 212003)
摘要:內河運輸船舶標準化工作已開展了多年,船舶標準化已成為船舶技術發展的一個重要趨勢和導向。為改變我國內陸地區小噸位漁政執法船艇的建造缺乏標準的現象,通過對包括漁政執法船在內的內河典型執法船型的調研,采用船型簡統優化等技術方法,對內陸適應性最廣的50噸級標準漁政船型進行了先導性研究,提出了相關設計、建造標準化方面的一些思考,可為制定相關行業標準提供參考。
關鍵詞:內河船;漁政船;標準化
0引言
我國內陸水系眾多,水生生物資源豐富,種類繁多,近年來由于環境污染、過量捕撈等原因,漁業資源保有量呈下降趨勢,個別地方甚至有枯竭化的趨勢。加強漁業環境監測、漁業資源評估,保護好水生生物資源和生態環境,保持內陸漁業資源可持續開發利用,成為漁政管理部門的首要任務。目前我國漁業管理的薄弱環節之一就是裝備較為落后。
國內漁政執法船艇的配備主要由所在省、市、自治區按照自己的需求結合當地經濟發展水平就近設計、建造,船型雜,又缺乏指導性的建造標準,主要存在的問題有:
(1)船型、尺度規格很多,以50噸級漁政船為例,船長在20~28 m之間分布,型寬、型深等也變化不一。
(2)船舶設計性能存在較大差異,表現在船舶的穩性、速度、續航力等主要指標有很大不同。
(3)船舶建造質量、主要機電設備配備及性能也存在較大的差異。
內河運輸船方面,2006年交通運輸部發布的《全國內河船型標準化發展綱要》確定了到2010年和2020年我國內河船舶實現標準化和系列化的發展目標。船舶標準化已成為船舶技術發展的一個重要趨勢和導向。
在前期廣泛調研的基礎上,通過深入研究典型船型,集中開發幾種適應面較廣的典型船型,就主要尺度、性能和機電配備等關鍵要素提出標準化、系列化的設計與建造要求,指導不同地區漁政船艇的建造裝備,有利于提升漁政船艇的綜合經濟技術性能。
內陸地區水系較適宜小噸位船艇航行。現有漁政執法船噸位基本上集中在(35~75)噸級,50噸級左右的漁政船能夠兼顧內陸大部分地區漁業執法的需求,適應性最廣。本文就其船型標準化進行一些探討研究,為制定相關行業標準提供參考。
1內河主流執法船艇基本情況
表1中列出了近年國內建造的各型內河50噸級執法船基本情況,可以為50噸級漁政船的研究提供相應的基礎資料。
2內陸漁政執法船總體性能需求分析
通過對內陸代表地域漁政執法水域水文、基礎設施、執法現狀及發展規劃等基本情況的調研, 內陸小噸位漁政執法船與表1所列其他行業執法船艇的主要船型及參數、總體布置形式、建造材料等方面沒有太大差異,與部分行業船艇由于使用要求不同,航速存在一定差別,同時影響到主機功率的配備。
2.1船舶主尺度
總長:20~28 m;型寬:4.8~6.0 m;型深:1.7~2.2 m;吃水:0.95~1.2 m。需要特別指出的是,廣西漓江的常年通航水位在0.6 m以內,所以該水域船舶的型深、吃水等參數與其他地區存在較大差異。
2.2航區范圍
在內河A級和內河C級之間。
2.3排水量變化范圍
在35~75 t范圍內變化,大部分船的排水量在50 t左右。
2.4主機配備形式及功率變化范圍
絕大部分船型選擇雙主機形式,功率范圍一般在2×110~2×205 kW之間。
2.5乘員配置
一般在10~40人之間,個別的達到60人。
2.6續航力和自持力
續航力一般在450~1 200 km之間,自持力一般在3~8 d之間。
2.7上層建筑和門窗材質
上層建筑采用鋼質或鋁質,門窗以鋁質為主。
2.8冰區加強
北方地區需要考慮相應的冰區加強及防低溫、防凍影響。

表1 近年國內建造的各型內河
350噸級漁政船標準化要素分析
3.1總體性能要素分析
標準船型在漁政執法船艇設計與建造中具有重要的指導作用,必須要體現技術指標先進、經濟指標合理的原則。我國江河流域廣大,自然河流水文、氣象條件千差萬別,漁政執法的方式方法也不盡相同。標準船型必須充分考慮不同地區的情況差異,盡可能地兼顧各方需求,才具備推廣價值。當地方的個性化需求與標準船型有較大差異性,確實無法統一時,應允許在標準化的框架下,求同存異,適度調整。
3.1.1主尺度選擇
考慮到總體布置、快速性、穩性,船員工作生活方便、舒適性等方面對尺度的需求,并結合公務執法船造型威嚴、簡潔等要求,經過分析比較和優化,確定了主要尺度。其主尺度為:總長25.0 m,型寬5.40 m,型深2.0 m,設計吃水1.0 m。
3.1.2總體布置
漁政執法船在管轄漁區內巡航,需要具備一定的續航能力和自持力,一定的生活、辦公和召開會議的場所。船上至少布置會議室、工作室、船員室和廚房間、衛生間等處所,駕駛室有良好的觀察視線和室外的觀察平臺,通道要順暢。總體布置情況及船型外觀分別如圖1、圖2所示。
3.1.3船員和乘員
根據各地調研情況來看,臨時上船的執法人員數量差異很大,在5~20人左右。如果按乘客超過12人以上的客船設計顯然是不必要的,但在穩性校核時,按照內河A級航區的要求補充校核旅客集中一舷對穩性的指標要求是必要的。
3.1.4船舶性能
公務執法船必須具備的基本性能主要包括快速性、良好的穩性、富裕干舷、續航力和自持力。
(1)快速性。現有大部分漁船的正常航行速度一般不超過20 km/h,執法船的速度應該快于漁船,速度不宜小于22.2 km/h。
(2)良好的穩性。由于漁政船的執法過程是全天候的,要具備足夠的巡航能力和良好的完整穩性,因此應按內河最高航區等級A級航區校核船舶穩性指標并且盡可能提高抗風等級。
(3)富裕干舷。船舶具有較大干舷時,有利于船舶造型顯得高大威武,也利于艙室布置中對艙室高度的需求,在執行公務時相對漁船的視野更好,便于執法工作。
(4)續航力和自持力。從統計資料來看,各型執法船的續航力指標在450~1 200 km之間。綜合調研情況來看,續航力指標定在600 ~800 km之間較為合理,相應自持力定在5~7 d。

圖1 50噸級漁政船總布置圖

圖2 50噸級漁政船設計效果圖
3.1.5結構強度和結構材料
考慮到漁政船在執法過程中可能遇到相對比較頻繁的碰撞情況,船舶結構在符合現行規范對船舶結構安全的基礎上,對容易碰撞位置的結構形式作適當加強。
在結構安全的前提下,還要考慮到船舶快速性和穩性。減小空船重量可直接減小排水量,對提高航速有直接的意義。同時,降低重心高度可以有效提高船舶的穩性和抗風能力,因此上棚結構宜采用鋁合金結構材料,重量輕且耐腐蝕性強。
3.1.6舾裝設備
50噸級漁政標準船型大部分舾裝設備的配備都與常規船舶一樣,只要符合法規要求即可。在錨泊設備方式的選擇、救生設備、搜救設備上需要強化配置,包括配備一些專業設備。
3.2主要機電設備性能要素分析
3.2.1主推進系統
3.2.1.1主機選型方案
根據50噸級漁政船對主推進的要求,就國產主流機型作了調研和對比分析,在綜合考慮柴油機的經濟性、實用性和可操作性的基礎上,篩選了其中幾種主流機型,并就其相對于本船型要求的主要性能進行對比研究,具體性能參數見表2。

表2 幾種適用主機性能參數對比表(舉例)
由于本船的船型定位為執法巡邏工作艇,因而主推進系統要求體積小、重量輕,一次連續工作時間以及年平均工作時間都遠小于營運貨船,表2中3種機型都能滿足基本要求,且各自有其一定的優點。
3.2.1.2軸系潤滑及密封
水潤滑艉軸軸承和密封裝置的優點在于不會對水體產生油泄漏污染。我國內河水域泥沙含量較高,考慮到泥砂對軸承的磨損影響以及價格偏高的問題,且現有油潤滑艉軸軸承和密封裝置產生的油泄漏量極少,因此50噸級漁政船不宜采用水潤滑型艉軸承及密封,仍然采用油潤滑型。艉軸管與前后軸轂均采用環氧樹脂定位工藝粘接,螺旋槳與螺旋槳軸通過鍵連接。其結構簡單,工藝要求低,適于可能建造50噸級漁政船的中小船廠施工。
3.2.2發電與配電設備
目前國內主流船用發電機組的主要優點是價格低廉,操作、維修保養容易,維護費用低,對油品的適應性好,缺點是噪音高,油耗高。如選用進口帶隔音罩的發電機組,則噪音可以得到很好的控制,尤其是夜間停泊狀態下,其噪音低的優點體現得更為突出;缺點是價格高,后期維護費用高,需高品質潤滑油,配件貴,較大的修理工作需服務商完成。根據50噸級漁政船的用電需求,國產20 kW船用發電機組容量較為合適,作為本船主電源滿足正常航行所需電力負荷。另設1臺主機軸帶的直流發電機,作為本船輔助電源。
3.2.3有關油污水處理裝置的標準問題
《內河船舶法定檢驗技術規則》(2011)要求內河船舶機器處所油污水處理裝置必須符合IMO的 MEPC.107(49)決議,而《漁業船舶法定檢驗規則》(2002)無此項要求。本船對污染控制采用了相對較高要求,除了設置油污水處理裝置,同時還增設了容積滿足海事局法規要求的油污水箱,必要時可以將油污水儲存在船上。
4北方船型的特殊考慮
航行于我國北方寒冷地區(如黑龍江)的漁政船,必須在船體結構、艙室的絕緣和保溫方面考慮冬季低溫的影響。
(1)船體結構。參照規范對航行于冰區船舶的要求進行船艏加強,并將艏柱板加厚,在冰帶區內的舷側部位適當增設縱骨;同時考慮到在河水結冰過程中對船體結構的擠壓力,船體外板及舷側構件也應適當增厚,增加抗擠壓能力。
(2)艙室的絕緣保溫措施。北方型船在艙室50 mm厚的礦物棉板隔熱基礎上采用了(50 mm+25 mm)礦物棉板加強隔熱。在廚房間、衛生間部位的天花、圍壁處增設50 mm礦物棉板加強隔熱。
(3)除霜、除霧。為有效除霜、除霧,消融可能的玻璃結冰,在駕駛室的前窗玻璃采用電加熱型。
(4)油水儲備。在低溫環境下,保持同樣的續航力和自持能力需要消耗更多的油、水,適當增加船上相應的儲存容積。
(5)軸系強度按冰區加強的要求進行核算。
5綠色船舶概念
隨著社會環境保護意識的增強和相關規范的發布,綠色船舶概念將會逐步落實在船舶建造實踐中,在安全的前提下實現船舶的低消耗、低排放、低污染、舒適性的目標。
具體到漁政標準船型的研發上,主要包括船舶主輔機的選型和節能技術的使用,船舶防污染設施的采用(含油污水處理、生活污水處理、生活垃圾處理)、艙室內部裝潢中綠色環保材料的使用等。
6結論
通過對包括漁政執法船在內的內河典型執法船型的調研,簡統優化出50噸級漁政船設計、建造中涉及到的主要考慮要素有:
(1)船舶主尺度要素中總長約25m,型寬約5.4m,型深約2.0m左右較為適宜,吃水應注意一些特殊區域的超淺水深。
(2)船舶性能中主要是航速不宜小于12kn(22.2km/h)。
(3)主要機電設備應重點考慮國產成熟型號及廠商。
(4)艙室的絕緣保溫措施應重點考慮北方可能的極寒氣候。
(5)防污染系統及設備需滿足國內內河船舶防污染的一般性規定要求。
上述研究是為后續相關內陸小型漁政船建造標準的制定開展的先導性研究,更多地是揭示了標準編制中的一些基礎研究思考。船舶標準化工作是一項長期的工作,不僅需要各種標準船型的不斷研發,還包括后續建造過程中的技術服務和質量監督、控制,是一項動態的任重道遠的工程。
參考文獻:
[1]中國船級社.鋼質內河船舶建造規范[M].北京:人民交通出版社,2009.
[2]中國海事局.內河船舶法定檢驗技術規則[M].北京:人民交通出版社,2011.
基金項目:農業行業標準制定和修訂項目-內陸50噸級漁政船建設標準
收稿日期:2014-05-17
作者簡介:于全虎(1974—),男,高級工程師,從事船舶科研與設計工作;戴雪良(1963—),男,研究員級高級工程師,從事船舶科研管理工作;張平(1966—),男,研究員級高級工程師,從事船舶科研與設計工作。
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