牲畜船特點綜述

劉澤吉，滕洪達，顏運濤

（大連中遠船務工程有限公司，遼寧大連 116113）

0 引言

在完成SHEARER牲畜船項目的續建工作后，大連中遠船務又相繼參與了一艘擴建和一艘改裝項目的經營報價。根據目前手頭收集的資料來看，牲畜船是一種特點非常鮮明的船型，不論是從系統設計還是設備配置方面都有一些特別之處。

牲畜船除了本身的構造特點鮮明外，其艙底、壓載系統也有其特殊之處；同時為了滿足AMSA的要求，該船型還需要配置一些特有的系統和設備。除此之外，從安全角度考慮，牲畜船對安裝在飼料艙內的設備還需要注意防爆等要求。本文就如下幾個方面闡述其特點：1）AMSA 發電機的配置；2）牲畜區供水系統；3）飼料系統；4）污水系統。

首先，各項目類型及主要參數介紹如下：

1）續建項目 SHEARER船，總圍欄面積為23 500 m2，所有圍欄區域既可用來運輸牛也可以用來運輸羊，當運輸不同牲畜時有效圍欄面積稍微有差異，具體如表1和表2所示。運輸牛時的有效圍欄面積為23 473.85 m2；運輸羊時的有效圍欄面積為23 584.25 m2。

1）擴建項目：船東擬增加圍欄面積，原圍欄面積為：8 000 m2；

2）改裝項目：擬由汽車運輸船改建為牲畜船，改建后的圍欄面積為23 898 m2；其中16 113 m2既可用作牛的圍欄區域，也可用作羊的圍欄區域；另外還有7 785 m2只能用作羊的圍欄區域（表3和表4）。

1 AMSA發電機的配置

根據AMSA Order 43 Schedule 4.2.1[1]的要求：牲畜船的主電源系統，除了滿足SOLAS對主電源系統的要求外，還需要具備給牲畜區提供電源的能力。同時還要求配置第二電源系統，且兩套電源系統的輔助系統應該互相獨立，其目的是不會因為單點故障而導致兩套電源系統同時失效。

表1 運輸牛時的可用圍欄面積

表2 運輸羊時的可用圍欄面積

表3 改裝項圍欄面積(1)

表4 改裝項圍欄面積(2)

以下分別為各項目電源系統的配置：

1）SHEARER項目：2臺AMSA發電機（MAN 7L21/31）布置在艉尖艙上方，通過空艙與機艙區域的主電源系統隔離。主電源系統包括 4臺發電機（MAN 8L21/31），AMSA發電機兩臺，具體布置見圖2。

圖2 主電源系統布置圖

2）擴建項目：為雙機雙槳配置，左右各布置1個相互隔離的機艙。每1個機艙內包含1臺主機、1臺軸帶發電機及1臺發電機。該項目由于缺少發電機的參數，不能對其電源系統作進一步的分析，但是其動力系統的配置、機艙的布置提供了一種新的思路（見圖3）。

3）改裝項目：因該項目為改裝項目，原船發電機的容量不能滿足新增加牲畜區的耗電量要求，故主電源系統又增加了2臺發電機（MAN 7L21/31）。由于機艙空間有限，主電源系統增加的發電機布置在機艙前部的新發電機室，而2臺AMSA發電機（MAN 7L21/31）則布置在艉部的AMSA發電機室，具體布置見圖4。

圖3 擴建項目機艙布置圖

圖4 改裝項目布置圖

在AMSA order 43中，除了要求AMSA發電機及其輔助系統與主電源系統隔離外，對其輔助系統還有一些具體的要求，如：

1）第二電源原動機的啟動系統由1個獨立的動力源來提供動力。該動力源可以在30 min內將啟動系統充滿[1]；在SHEARER項目中，在AMSA發電機室配置了一臺應急空壓機和一個空氣瓶，用來滿足AMSA發電機的啟動要求。

2）在主電源區域由于著火或其他原因受損而不能提供電源的情況下，第二電源及其輔助系統可以為牲畜區域提供3天的電源供應[1]；上述項目的做法是在 AMSA發電機室布置獨立于主電源區域的燃油艙，燃油艙的倉容滿足3天使用要求。

在Order 43中，還有關于主電源與第二電源的切換以及第二電源供電系統等方面的要求，在設計過程中都需要考慮遵守。

2 牲畜區供水系統

牲畜船牲畜區供水系統的設計主要涉及到兩個方面：一是造水機及淡水艙的配置；二是牲畜區供水系統的設計。下面結合AMSA Order 43的相關要求及上述各項目的資料，就這兩方面進行介紹。

造水機的造水量及淡水艙的倉容由牲畜區的淡水消耗量決定。在AMSA Order 43 Schedule 4.7.1中規定[1]：“為了取得ACCL的認可，船上應急淡水儲備需要滿足36 l/d/m2（牛）和6 l/d/head（羊）的要求。如果船上水艙儲備的淡水可以滿足3天的用量，那么造水機可以不要求主電源和第二電源同時供電。”

1）SHEARER項目：根據該項目圍欄面積及上述規定中淡水消耗量進行計算，單日最大淡水消耗量為845 t；而該項目造水機和淡水艙的艙容如表3所示。

表3 SHEARER項目造水機和淡水艙的艙容

根據上述數據可以看出，該項目配置的造水機的造水量滿足牲畜區的消耗，且淡水艙儲存的淡水足夠3天的用量。

根據該項目的規格書，其牲畜區供水系統由泵、壓力水柜及牲畜區的淡水分配管路組成。壓力水柜和水泵在艏部和艉部分別布置了一套，分別向淡水分配管路供水，其容量分別如下：

艏部：1個3 m3的壓力水柜布置在生活區設備室，為之服務的2臺25 m3/h的淡水泵布置在其下面的飼料輸送系統設備室內。

艉部：由布置在機艙的1個3 m3的壓力水柜及2臺40 m3/h的淡水泵組成。

淡水泵的啟停由壓力水柜的液位自動控制。假設壓力水柜在不補水的情況下的有效淡水容積為2 m3，如單獨由艏部的壓力水柜供水，那么約每隔3 min左右2臺淡水泵需同時啟動給壓力水柜補水約8.5 min，啟停頻繁且工作時間長，可能會影響泵的使用壽命。

2）擴建項目：根據其改裝前的圍欄面積為8 000 m2，計算得到其單日最大淡水消耗量為288 t；資料上僅有其造水機造水量的參數，具體如表4所示。其造水機的造水量滿足單日最大淡水消耗量。

表4 擴建項目造水機造水量參數

3）改裝項目：根據改裝后的圍欄面積，可計算得到單日最大淡水消耗量約為714 t；根據其規格書的描述，改裝后需要配置1臺多級蒸發式造水機和3臺反滲透造水機為牲畜區淡水系統服務，并增加淡水艙的數量，改裝后淡水艙的容積及造水機的具體參數如表5所示。

表5 改裝后淡水艙的容積及造水機的參數

該項目造水機的總造水量略小于日最大淡水消耗量，而淡水艙的容積能滿足3天的淡水消耗量。雖然規范中沒有強制要求造水機的造水量必須大于消耗量，但是考慮到如果航程過長，淡水艙內的淡水完全消耗后，會出現供應不足的問題，因此上述設計在極端情況下還是存在隱患。

該改裝項目的牲畜區供水系統配置了3臺淡水泵，泵持續工作，為牲畜區淡水管路提供淡水。其中1臺主泵布置在新造水機室，另1臺備用泵布置在飼料艙，泵的排量為30 m3/h，滿足AMSA在布置方面的要求。

關于牲畜區供水系統，除了滿足功能性的要求外，如淡水泵的數量、造水機和淡水泵的供電設計及防止淡水被回水污染等要求，在AMSA Order 43中都有明確規定，在設計時需要遵守。

3 飼料系統

根據AMSA Order 43 Schedule 4.7.5.1，飼料的消耗量可根據如下標準進行計算：5.7 kg/m2（牛圍欄面積）或4.8 kg/m2（羊圍欄面積）。而飼料系統就是給牲畜區提供日常消耗的飼料及飼料裝卸載的系統，因此其系統的設計能力需要滿足上述要求。

在AMSA Order 43 Schedule 4.7.8中要求，與1983年7月1日以后建造的牲畜船，其飼料需要至少分別儲存在2個飼料艙內。

表6 飼料艙配置

1）SHEARER項目：根據圍欄面積計算得到的飼料消耗量為133.8 t/d；飼料艙配置見表6。根據該項目規格書，其飼料輸送系統的設計能力為：用于給牲畜區提供飼料時的能力為 50 t/h；從岸上向船上裝貨時的能力為150 t/h，滿足AMSA的相關要求。

2）改裝項目：根據其圍欄面積計算得到的飼料消耗量約為130 t/d；該船配置了兩個飼料艙，總裝載能力為2 520 t。

飼料系統的裝載能力：從岸上向船上的裝載能力為200 t/h；給牲畜區分配飼料的能力為30 t/h。

4 牲畜區污水系統

根據IMO決議MEPC 115 (51)，牲畜區排放作為生活污水的一種，其排放需要滿足MARPOL公約的要求[2]。因此，牲畜區污水系統一般設計如下：在排放限制區內，牲畜船一般配置污水艙用來儲存未經處理的生活污水；在排放限制區外，牲畜區的生活污水經過污水泵直接排舷外。

污水艙艙容的計算，按照 AMSA Order 43 Schedule 4.6.6中規定：“牲畜區排泄物的量根據每天在禁止排放水域期間運行最長時間內飼料和飲用水消耗量來計算。”

當在排放限制區外進行污水直接排舷外，需要滿足相關規范的要求，即船舶需在4 N·m以上速度以合適的速率進行排放[3]。

關于牲畜區污水系統，SHEARER項目和改裝項目配置分別如下：

1）SHEARER項目

（1）污水艙

配置2個污水艙，可兼用做海水艙，其總倉容為764.4 m3。按照AMSA的規定計算得到的污水排放量為978.8 t/d≈40.79 t/h；

（2）污水泵的配置

深井泵：50 m3/h，3臺，用于儲存艙和輸送艙排舷外。

深井泵：120 m3/h，10臺，用于牲畜區污水井排舷外。

噴射泵：5 m3/h，12臺，用于牲畜區污水井排舷外。

（3）按照MEPC 157 (55)計算得到的最大排舷外速率：

2）改裝項目

（1）污水艙

配置2個污水艙，可兼用做海水艙，其總倉容為1 200 m3。按照AMSA的規定計算得到的污水排放量為843 t/d=35.125 t/h。

（2）污水泵的配置

尿液泵：60 m3/h，8臺，其中2臺用于排舷外。

噴射泵：48 m3/h，6臺，用于牲畜區污水井排舷外。

（3）按照MEPC 157 (55)計算得到的最大排舷外速率：

從上述數據可以看出，以上2個項目用于污水排舷外的泵，數量均在1個以上，且排量均大于按照MEPC 157 (55)計算得到的排放速率，其中用于排舷外泵中還有噴射泵。因此，在進行船上的牲畜區污水排放管理時，需要合理組織，以規范允許的合理速率進行排放。

5 其他

除了上面介紹的幾個系統外，牲畜船還有一些特點，如：

1）根據AMSA Section 18的要求，牲畜船上必須配置適用于所裝載牲畜的宰殺設備；

2）壓載系統的設計；因牲畜船本身配置的壓載艙較少，且還需要儲備大量的淡水，因此牲畜船可以用淡水來壓載，僅配置少量的海水壓載艙，以及小排量的壓載泵和壓載水處理裝置。

除此以外，牲畜船上的其他系統，如消防系統、冷卻水系統、燃/滑油系統等，由于其結構和布置上的特點，與常規運輸船相比也有很多不同之處，也需要研究總結。

6 結論

通過上述對牲畜船的總結和介紹，起到資料積累的作用，供同行參考。

由于資料缺少和研究還待深入，目前仍不夠系統和全面。希望能拋磚引玉，共同對牲畜船進行更為深入的研究。

[1]AMSA. Marine Order 43 (Cargo and Cargo Handling —Livestock) 2006[S]. 2013.

[2]IMO. MEPC.115(51)[S]. 2004.

[3]IMO. MEPC.157(55)[S]. 2006.