Marflex深井泵在55000 t化學品船上的應用

臧大偉 石振強 王 昆 王吉祥

（大連船舶重工集團設計研究院有限公司 大連116005）

Marflex深井泵在55000 t化學品船上的應用

臧大偉 石振強 王 昆 王吉祥

（大連船舶重工集團設計研究院有限公司 大連116005）

滿足化學品船標準的運輸船是世界造船業公認的高技術、高附加值船型，從設計到施工建造，相并法規和規范標準都極其嚴苛，而化學品船的核心設計在于其液貨系統。該文以某型55000 t IMO II型化學品船為例，介紹并分析其液貨裝卸系統的設備選型、深井泵結構特點以及系統布置，相并設計滿足IBC CODE、MARPOL、OCIMF的要求。此外，由于電動深井泵的結構特點，其安裝精度直接影響到泵的工作情況甚至整個液貨系統的可靠性。文中從深井泵基座和固定支架的設計、吸入井的設計及制作安裝工藝以及深井泵現場安裝工藝程序等方面，對Marflex電動深井泵的安裝進行研究和介紹。

化學品船；液貨系統；電動深井泵；安裝工藝

引 言

大型化學品船的特點是液貨艙分艙多，且一次可輸送多種液貨。為了滿足完全隔離的要求以及實現更高的營運靈活性，通常選用單艙單泵的形式，即每個貨艙配備一臺液貨泵，使其可以獨立裝載一種貨品［1］。

采用電動深井泵作為液貨泵，輸送管路集中于液貨甲板區域，管系簡單且閥件附件少，故洗艙與掃艙等均很方便。通常要求多臺液貨泵能同時工作且能無級變速，以實現排量與揚程增減及低速運行下的掃艙。55000 t IMO II類化學品船的液貨系統采用荷蘭Marflex廠家的電動式深井泵。

1 概 述

55000 t IMO II類化學品船是目前世界上最大的II類化學品船，該船的液貨系統選用荷蘭Marflex公司的電動深井泵。本船船旗國：新加坡；船級社P55K-1/2 LR+CCS，P55K-3/4 ABS+CCS。本船設置10對液貨艙、1對污油艙、貨油艙及污油艙共計22個，單艙單泵，完全獨立。設6對L型壓載艙，首部為空艙，尾尖艙兼作淡水艙。本船壓載艙嚴格執行PSPC涂層要求，貨油艙整體特涂。

該船共計液貨泵20臺、污油泵2臺、壓載泵2臺、洗艙泵2臺，型號及參數等詳見表1。

表1 各型深井泵參數

2 marflex液貨電動深井泵簡介

Marflex是一家可提供全系列船用液貨泵的公司，主要供應電動式液貨泵。以MDPC型液貨泵為例，MDPC型是一型單級離心深井泵。深井泵可采用電動或液壓驅動的方式，電機驅動相比液壓驅動具有更高效率以及更低噪聲，且易于安裝維修等優點。

MDPC型深井泵驅動軸采用滑油潤滑的方式，與傳統的液貨潤滑方式的不同之處在于：驅動軸用滑油隔離在傳動軸腔中，避免了軸承在掃艙和吹除過程中的磨損。其軸的工作壽命可長達10000 h，可以滿足運營船舶20～25年的服役時間。

MarflexmDPC型深井泵由甲板裝置、傳動軸腔及泵頭等三部分組成，具體如圖1～3：

3 液貨電動深井泵布置

本船在泵體整體形式的選型過程中應注意以下四個方面：

（1）修改后的2004mARPOL（國際防止船舶造成污染公約）73／78 附則II對化學品船貨品掃艙殘存量的要求為：X、Y、Z類污染貨品均不得超過75 L［2］。

（2）液貨泵的排出口需要考慮液貨管路的布置，不能與其他設備及管線相干涉。

（3）船舶一般為尾傾狀態，液貨泵布置應盡可能靠近后艙壁。本船2號貨艙和10號貨艙由于電機基座的布置與甲板系泊設備干涉，所以布置在距后艙壁約1.6m和1.8m。

（4）本船深井泵布置在干舷甲板上，位于一類危險區（ZONE 1）。所以還需注意參照國際電工委員會出版的標準IEC 60092-5021999確定深井泵電氣設備的防爆等級，本船深井泵選用的EEx de IIC T4防爆等級的描述及適用性見表2［3］。

表2 本船深井泵選用防爆等級描述及適用性

因此，考慮到上述原因，本船深井泵在設計過程中要求廠家：

（1）液貨泵/污油泵排出口盡可能朝向船首。

（2）壓載泵、洗艙泵左右對稱布置。

（3）壓載泵吸入端朝向船舯，排出端朝向船尾，接線盒朝向船舯。

（4）洗艙泵吸入端朝向船尾，排出端朝向船舯，接線盒朝向船首。

另外，液貨泵在泵頭的選型過程中應考慮泵掃線排出管、掃線進口軟管的連接、清潔管進口是否和電纜相碰、清潔管出口的布置高度、以及安裝在泵體上的溫度傳感器的接線問題。壓載泵和洗艙泵還應注意自吸管路的布置［4］。

表3 本船液貨泵及污油泵位置

除深井泵電機和泵系主體外，電動深井泵系統還包括動力及控制系統。動力及控制系統由變頻裝置和本地控制系統組成，其中，變頻裝置布置在機艙變頻室，控制系統位于貨控室內貨控臺。

4 marflex電動式深井泵安裝

深井泵作為化學品船核心部件，其安裝十分重要。現場施工及工藝人員應熟讀廠家的安裝要求，了解泵的相并參數及各接口用處。并嚴格按照說明書要求進行安裝施工。設計及相并的安裝注意事項如下：

4.1 深井泵基座設計安裝

基座高度的焊接定位直接決定泵底距吸入井底的距離，所以基座的安裝尤為重要。深井泵的基座根據廠家推薦進行設計，法蘭面精度要達到廠家要求。需要特別注意的是：法蘭面不能涂油漆而要涂保養油以防止影響表面精度。基座主要用于承載泵體，故應考慮泵的振動，增加加強肘板，船體結構也應適當加強。

4.2 深井泵吸入井的制作及安裝

吸入井根據Marflex廠家推薦，采用一次成型整體不銹鋼材質（SUS316L），根據我廠以往建造經驗，采用爆炸成型方式，爆炸沖壓成型的吸入井表面與焊接成型相比更加光滑。本船爆炸成型吸入井技術介紹如下頁表4。

成品吸入井不銹鋼表面需進行酸洗鈍化處理，高強鋼部分需進行防腐處理，并涂防銹底漆。吸入井制作后內表面應平整、無劃痕、完好無損，不得有裂縫、折疊、軋折、夾層、結疤等缺陷。

不銹鋼內板制作、運輸全過程應避免與鐵離子接觸。不銹鋼內板應能保證在儲存、運輸過程中不被碰傷，內外側應保持干燥和清潔。整體吸入井包裝前應倒圓，整體應外包三防布或其他等效材料。

表4 吸入井參數

4.3 深井泵支架設計

深井泵的支架布置在艙內，支架在泵的軸向方向不直接承載深井泵的重力，僅需承擔泵橫向受力。但是由于船體變形、熱脹冷縮造成的深井泵軸變形，會引起支架間接承受深井泵傳動軸的軸向力。

以液貨泵為例介紹泵支架的設計及安裝，在泵支架的設計過程中要嚴格按照廠家推薦進行設計。由于在貨艙內，除與貨艙壁焊接的墊板為碳鋼外，泵支架其他部分材料均為SUS316L不銹鋼。Marflex廠家推薦的支架型材的尺寸和規格［5］見表5。

根據廠家建議，支架設計及安裝還應注意以下幾點：

（1）支架角度為45°±5°，如果超出該角度范圍要求則需要的得到廠家確認認可；

（2）支架型材不允許開槽；

（3）確保支架在無張力條件下安裝；

（4）固定支架的眼板不允許過長。

表5 marflex 廠家推薦支架型材規格

本船艙壁結構為槽型艙壁，且第2號貨艙和第10號貨艙的深井泵距離艙壁結構較遠，所以支架形式和結構都需要重新設計。圖5是深井泵泵體支架設計的典型圖。

4.4 現場安裝程序

電動深井泵現場安裝及整體吊運是化學品船建造過程中十分重要的一環，也是化學品船建造工藝的核心之一。下頁圖6介紹了液貨泵的安裝工藝流程。

液貨泵安裝過程中應注意以下六個方面：

（1）檢查假軸位置時假軸底部距離吸入井底應比設計尺寸高5mm；

（2）假軸垂直度要求誤差不超過1mm；

（3）焊接甲板圍井時應嚴格按照相應焊接工藝，時刻觀察避免焊接的變形；

（4）液貨泵的吊裝要求采用2臺吊車按廠家推薦方法吊運；

（5）液貨泵吊運到位后應仔細檢查泵吸口與吸入井之間的距離，液貨泵吸口距吸入井距離為50+05mm，殘油艙泵口距吸入井距離為45+05mm；

（6）深井泵安裝過程中螺栓選用A4-80（AISI316） 材質，其緊固力矩如表6所示。

表6 A4-80（AISI316）緊固標準N·m

5 結 論

本文從深井泵的設備選型、布置、安裝工藝等方面對55000 t IMO II 化學品船的液貨系統中的電動深井泵的應用進行研究。液貨泵的型式與化學品船液貨裝卸系統的型式密切相并，采用電動長軸深井泵既可以免去設置液壓泵站的各項工作，也能通過變頻控制實現軟啟動和調節工況，同時系統的效率也會比選用其他型式的液貨泵高。隨著化學品船大型化和船東對船只運營要求的不斷提高，化學品船在液貨系統泵設備的選型和應用等方面也會不斷出現新的思路。本文對Mar flex電動深井泵應用的介紹和研究可為日后的設計工作提供一定的參考。

［1］ 中國船舶工業集團公司.船舶設計實用手冊（輪機分冊）［M］.第3版.北京:國防工業出版社，2013：445-446.

［2］ 國際海事組織. 防污公約2011年綜合文本［M］.中國船級社，譯. 第1版.北京：人民交通出版社，2012：183-184.

［3］IEC. IEC60092-502-1999（E） ［S］ Geneva: IEC，1999：23-24.

［4］趙占軍，李忠剛. 46000 DWT化學品船設計. ［J］.船舶，2000（2）：35-36.

［5］MARFLEX Installation and maintenance manual［EB/ OL］. 2014-11-06. www.marflex.com/ title-181409701.fm.

Application of mar flex deep well pump on 55000 t chemical tanker

ZANG Da-weisHI Zhen-qiang WANG Kun WANG Ji-xiang
(Dalian shipbuilding Industry Design and Research Institute Co., Ltd., Dalian 116005, China)

The carriers in accord with the standards of chemical tanker are known as high-tech and high value added vessels in the world shipbuilding. The relevant regulations and specifications throughout the design and construction of the chemical tanker are extremely rigorous, and its core design is the liquid cargo system. This paper introduces and analyzes the equipment selection, the structural characteristics of the deep well pump and the arrangement of the liquid cargo handling system on a 55000 t IMO II TYPE chemical tanker. The relevant design of the liquid cargo system satisfies the requirements of IBC CODE,mARPOL, OCIMF.moreover, the installation accuracy of the electrical driven deep well pump could directly affect the working condition of the pump and even the reliability of the entire liquid cargo system due to the structural features of the pump. The installation process of the mar flex electrical driven deep well pump is studied and introduced from the design of the base and fixed support, and the design and manufacture of the suction well, as well as the site installation process of the deep well pump.

chemical tanker; liquid cargosystem; electrical driven deep well pump; installation technology

U664.1

A

1001-9855（2017）05-0055-06

2017-02-13；

2017-03-01

臧大偉（1983-），男，碩士，工程師。研究方向：船舶與海洋工程輪機管系設計與研究。石振強（1991-），男，碩士，助理工程師。研究方向：船舶舾裝設計。王 昆（1978-），男，碩士，高級工程師。研究方向：船舶與海洋工程輪機管系設計與研究。王吉祥（1978-），男，高級工程師。研究方向：船舶與海洋工程輪機管系設計與研究。

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2017.05.055