散貨船貨艙通風系統的改造設計

王井豐錢　 明（1.中交海洋工程船舶技術研究中心有限公司 上海200125；2.上海振華重工（集團）股份有限公司 上海200125）

散貨船貨艙通風系統的改造設計

王井豐1，2錢 明1，2
（1.中交海洋工程船舶技術研究中心有限公司 上海200125；2.上海振華重工（集團）股份有限公司 上海200125）

散貨船的貨艙根據裝載貨品的不同需配置自然通風或機械通風系統，通常以自然通風型式居多。某型系列散貨船貨艙通風系統標準配置采取自然通風型式，但因多個意向船東提出貨艙需要機械通風配置，故在原自然通風配置基礎上進行了機械通風系統的改造設計。文中介紹了貨艙機械通風需滿足的規則規范，給出了機械通風系統的設計方案以及自然通風改為機械通風需要做的設計修改，可供相關專業技術人員參考。

散貨船；貨艙；自然通風；機械通風

引　言

散貨船是專門用來運輸散裝的貨物，諸如煤炭、礦砂、谷物等大宗干散貨物的船舶。按照運載貨品的不同，貨艙要配備自然通風或機械通風系統來保證安全，散貨船通常以自然通風為主。某型系列散貨船貨艙通風標準配置為自然通風，但是在與眾多船東接洽的過程中發現很多船東為了運載種類更多的貨品，提出了貨艙能夠機械通風的要求。為此，在標準配置船基礎上進行了貨艙機械通風的改造設計。在設計中綜合考慮了多家船級社規范和相關的國際公約，使得應用該設計的船舶可以滿足不同船東和船級社對貨品的要求。

1　原始自然通風設計

該型散貨船總長199.99 m、型寬32.26 m、型深18.5 m，共設有5個貨艙。每個貨艙均配備鋼結構焊接式艙口蓋（設備廠商為麥基嘉）。貨艙艙口蓋布置如圖1所示。艙口開口尺寸（長×寬）如下：第一艙口為14.76 m×17.02 m，第二至第五艙口開口尺寸均為22.14 m×18.64 m。艙口蓋為液壓操作的折疊形式，通過快速壓緊器手動壓緊。艙口蓋自帶尺寸為600 mm×400 mm的通風百葉窗（帶風雨密蓋），位于艙蓋的前后端板上，對稱布置（詳見圖2）。

圖1　貨艙艙口蓋布置示意圖

圖2　艙蓋百葉窗布置圖

2　相關規則和規范

SOLAS對散裝運輸固體危險品貨物的船舶提出了相應要求，其對貨艙通風的具體要求表述如下：“3.4.1應向圍蔽貨物處所提供足夠的動力通風。貨物處所的通風布置應以空貨物所處為基礎每小時至少換氣6次，并從貨物處所的上部或下部相應位置排除蒸氣。3.4.2風機應能避免易燃氣體和空氣混合物著火的可能性。通風系統的入口和出口處應設有適合的金屬絲網保護。3.4.3用于載運固體散裝危險貨物的圍蔽貨物處所如果未提供機械通風，應設有自然通風。”

按照載運的危險貨品種類的不同，對貨艙通風的要求也不同，下頁表1給出了載運不同類別危險貨物的散貨船貨艙通風的適用要求［1］。表中貨品種類根據國際海運危險貨物規則（IMDG CODE）中的定義：第4.1類為易燃固體，第4.2類為易自燃物質，第4.3類為遇水放出易燃氣體的物質，第5.1類為氧化物質，第6.1類為有毒物質，第8類為腐蝕性物質，第9類為其他危險物質和物品［2-3］。

GL規范［4］對載運散裝固體危險品貨物的船舶貨艙通風的要求見下頁表2。

表1　載運不同類別危險貨物的散裝運輸固體危險貨物船舶貨艙通風的適用要求

表2　散裝固體危險品的貨船貨艙通風要求

DNV相關規范［5］除一些通用要求外，還根據貨品的不同對風機的能力和數量給出了更明確的要求，分為三類：

（1）貨艙至少配2臺風機，滿足每小時6次的換氣次數；

（2）貨艙至少配1臺風機，滿足每小時6次的換氣次數；

（3）貨艙至少配1臺風機，以滿足每小時換氣2次，規范另外還要求通風出口至少遠離機器處所和起居處所的開口3 m。

3　機械通風設計

3.1 風量計算

風量可根據貨艙的艙容和規范規定的換氣次數求得，即：Q = n×V

式中：Q為通風量，m3/ h；

n為每小時換氣次數，次/小時；

V為貨艙的艙容，m3。

詳細數據見表3。

表3　貨艙通風量

3.2 風機選型

每個貨艙配置兩臺上海亨遠公司所生產的防爆軸流通風機。該機防爆等級為IICT4，無火花型式，防護等級IP56。詳細參數見表4。

表4　貨艙風機規格參數

3.3 系統布置

貨艙通風系統包括風機、菌型通風筒、不銹鋼格柵、船用鋼制直梯以及結構風管等，下頁圖3和圖4分別為通風布置平面圖與剖視圖。靠近上層建筑前端壁布置的兩個通風筒為第五貨艙的自然進風口。綜合考慮載重線公約［6］和破艙穩性的要求，通風筒下邊緣距離上甲板為5.5 m。貨艙內為結構風管，風管底部裝有通風格柵。第四和第五貨艙之間布置的是這兩個貨艙的機械抽風口。通風筒下沿距上甲板4.5 m，貨艙內布置結構風管，風管的上部和下部都裝有通風柵，無論艙內產生氣體的密度如何都可以有效的排除。結構風管的底部和底墩之間設置卸貨板，以防止在此積貨。依次，在第三、第四貨艙之間布置的是兩艙的自然進風口，高度4.5 m；在第二、第三貨艙之間布置的是兩艙的機械抽風口，高度4.5 m；在第一、第二貨艙之間布置的是兩艙的自然進風口，高度5.5 m；第一貨艙的機械抽風口布置在首樓甲板之上，通風筒下沿距首樓甲板4.5 m高。通風筒及甲板上風管的壁厚為10 mm，底部有支撐。筒體上裝有鋼制直梯，筒頂有護欄，使船員能夠在貨艙失火或特殊工況下關閉通風筒。需要注意，當有貨艙作為壓載艙時，風機的安裝高度應高于艙口圍。

圖3　貨艙機械通風布置平面圖

圖4　貨艙機械通風布置剖視圖

3.4 設計修改

與原自然通風設計相比，機械通風的設計要復雜得多。除通風系統本身外，還要綜合考慮對其他各專業的影響（如新增這么大的風機，電力負荷是否有問題；由于衍生危險區造成對其他電器設備的影響等）。

為實現機械通風，需要做如下頁表5所示的各項設計修改，而船東需為此支付約27萬美元差價。該金額是以新增主要設備和鋼料為基礎計算得出，并沒有考慮設計和建造的人工成本。

表5　貨艙機械通風主要設計修改t

4　結　論

貨艙機械通風方案最終獲得船級社的認可。有了該項設計，便可滿足那些打算運載危險品的船東的要求，從而增加該型散貨船的賣點。不過，從另一角度看，應用機械通風將會損失一定的載重量，船價也會相應提高，這些都需要船東去衡量。本文既可作為初始貨艙機械通風設計參考，也可供同等噸位貨船改造設計時借鑒。

［1］ 中國船級社.國際海上人命安全公約［M］. 北京：人民交通出版社，2009：212.

［2］ IMO. International Maritime Dangerous Goods Code［S］. 2014.

［3］ 王彩蓮，初紹偉.集裝箱船裝運危險貨物的適用規則解讀［J］.船舶，2015（2）：106-112.

［4］ GL. Rules & Guidelines：I Part 1 Chapter 21 Section 1 F ［S］. 2012.

［5］ DNV. Rules for Classification of Ships：Part 5 Chapter 11 Section 2 B500［S］. 2012.

［6］ IMO. International Convention on Load Lines：Regulation 19［S］. 1966.

Reconstruction design of ventilation system for cargo hold in bulk carrier

WANG Jing-feng1,2QIAN Ming1,2
(1. CCCC Marine Engineering Research Center Co., Ltd., Shanghai 200125, China; 2. Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co., Ltd., Shanghai 200125, China)

According to the cargo list, the cargo hold for bulk carriers in configured with natural ventilation system or mechanical ventilation system, mostly of which is the natural ventilation system . The standard arrangement of the cargo hold ventilation system for a series of the bulk carriers of a certain type is the natural ventilation system. However, the original natural ventilation system has to be reconstructed to the mechanical ventilation system due to the requirements of the mechanical ventilation arrangement for the cargo hold proposed by the shipowner. This paper introduces the regulations and rules for the mechanical ventilation of the cargo hold, the design scheme of the mechanical ventilation system and the modification from the natural ventilation to the mechanical ventilation. It can provide reference for the relevant professional technicians.

bulk carrier; cargo hold; natural ventilation; mechanical ventilation

U664.86

A

1001-9855（2016）04-0068-06

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2016.04.068

2016-03-16；

2016-04-28

王井豐（1983-），男，碩士，工程師，研究方向：空調冷藏通風系統和輪機管系的設計。

錢 明（1981-），男，工程師，研究方向：船舶輪機設計。