好望角型散貨船冷空通設計特點分析

施曉磊 屠佳磊

摘 要：本文研究好望角型散貨船，對冷空通設計要點進行剖析，結合實際布置， 與船廠在建的一般貨船做對比，總結出好望角型散貨船在冷空通設計方面特點。

關鍵詞：好望角型散貨船;冷空通;特點分析

隨著中國經濟迅速崛起，極大刺激了全球航運行業快速發展，因此新造貨船的需求一直居高不下。而我國是造船大國，大大小小船廠遍布沿海各個地區，新造船舶的數量及噸位一直處于世界領先地位。但是由于起步晚，底子薄，船舶生產設計一直處于較低水平，而生產設計的好壞決定了船舶建造過程中質量及效率。長久以來，冷空通專業在整船設計中比重不大，在很多船廠處于冷門專業，長期不受關注，所以該專業發展一直停滯不前。本文總結多年來好望角型散貨船上建冷空通專業在建造過程中發生的典型問題，分析原因，并提出解決方案。

1中央空調接口問題

中央空調機組是上建區域最重要的設備，一共有三個接口：新風口、送風口、回風口。按照船廠慣例，風管在分段階段完成安裝，空調在區域階段安裝，風管支管與空調之間預留帆布接頭在空調安裝定位后，將風管與空調連接到位（如圖1所示）。由于空調體積巨大，現場定位安裝困難，且易產生誤差，加上船體結構本身的制造誤差以及現場修補。風管支管與空調接口無法正對安裝，不僅影響美觀還造成空調風壓損失。

總結多條船的實際經驗，我們提出如下解決方案：要求廠家制作風管時，風管支管部分點焊在主管上，主管上不開口。待空調安裝定位后，在現場找準位置，在主管上開孔定位，完成安裝。

2 簡化絲網風口安裝

鋼質矩形固定線網風柵在船廠又俗稱絲網風口，常作為未設置天花板房艙的送風風口。這類風口適用于對風量調節無要求的房艙。在船上，絲網風口一般通過螺栓安裝在矩形風管法蘭上。矩形風管由風管廠家制作，絲網風口則由通風附件廠家制作，但是通風類產品法蘭接口沒有統一的行業標準，因此分屬于兩個廠家的產品在船廠安裝時常發生法蘭不匹配的情況，造成現場無法安裝。這類問題占了冷空通專業現場配建問題大約20%。針對此問題，我們在設計中轉變了思路，將絲網風口集成在矩形風管廠家的圖紙上（如圖2所示），要求矩形風管廠家按照船廠需求制作絲網風口，并將其安裝在風管上一起供貨，這樣原本分屬于兩個廠家的產品集中在一個廠家完成。這樣優化既減少由于缺乏統一標準造成產品間連接匹配問題，又減少了船廠建造過程中領貨安裝的環節，提高了生產效率。

3穿艙件管徑優化

目前散貨船上建空調通風系統所使用的風管規格有：DN80、DN100、DN125、DN160、DN200、DN250。在國際海上人命安全公約中，對于通風管穿艙件有著明確規定：穿越A級或B級艙壁時，穿艙件有效截面積小于或等于0.02時，穿艙件長度至少為200mm;穿艙件有效截面積大于0.02時，穿艙件長度至少為900mm。而對于DN160這一檔穿艙件有效截面積約為0.020096，根據規范，DN160穿越A級或B級艙壁時，穿艙件長度應至少為900mm。

通過市場詢價得知，DN160非絕熱穿艙件價格為180元/m，DN160非絕熱螺旋風管價格為28元/m，穿艙件價格遠大于螺旋風管價格。除價格因素以外，900mm長穿艙件的設計放樣布置難度遠大于200mm長穿艙件。從成本控制及簡化設計兩方面的考慮，盡可能的減少900mm長的穿艙件數量是散貨船風管的優化方向。在把DN160風管改為DN150之后，通風面積減小了12%。考慮到詳細設計在計算通風系統時留有充分余量，所以用DN150規格的螺旋風管替換原有DN160系列，對系統風量分配及風管內氣流流速影響并不顯著。

所以散貨船上建在前期詳細設計階段，使用DN150替代DN160系列風管，不但降低了風管采購成本，而且還簡化了管路的布置，節約了大量的設計工時。

4 回風靜壓箱設置

國際海事組織（IMO）于2012年11月30日通過SOLAS修正案。該修正案中新增 II-1/3-12條噪聲防護，將《規則》作為強制要求。相較于之前的《船舶噪聲等級規則》，新《規則》對工作處所以及主要的起居、服務處所的可接受聲壓等級均提出了更為嚴格的要求。上建冷空通專業的中央空調通過風管將空調風送入到目標艙室，又將艙室內的多余風量送回中央空調.在如此的空氣循環中，中央空調內部的風機噪聲以及通風管道內部氣流引起的噪聲相互疊加，傳到上建艙室內部。因此上建冷空通專業的噪聲控制對于整個上建來說是相當重要的。

長久以來，為了降低中央空調傳入艙室的噪聲量，一般在送風末端會設置布風器。（如圖3所示），布風器由兩部分組成，包括靜壓箱和送風口。空調氣流經過靜壓箱，噪聲會大量衰減，有著很好消聲作用。在多個船型試航階段，某些公共艙室（如船員餐廳），在噪聲水平測試中，時常發生噪聲超標的情況。經過分析，這類公共區域艙室，一般都設置空調回風口，而空調回風口都是直接接入空調系統，未實施任何噪聲控制措施，導致空調內部噪聲借此通道傳入艙室，造成艙室噪音超標。

借鑒空調送風布風器原理，船廠在回風末端，也可設置靜壓箱（如圖4所示），聲波在靜壓箱內多孔性吸聲材料中傳播時，因摩擦將聲能轉化為熱能，從而達到消聲的目的。不光如此，由于靜壓箱與管道間截面發生突變，利用這類突變及旁接共振腔等引起阻抗的改變，使沿著風管傳播的聲波向聲源方向反射或在腔室內來回反射，聲波相互抵消。利用上述原理，聲波經過靜壓箱后噪聲水平有著顯著的降低。

5 ?結束語

本文對散貨船上建冷空通專業的典型問題進行了分類介紹，并結合實際案例提出應對辦法。在船舶上建冷空通設計中，有著很多的注意事項，這就需要設計人員能夠加強重視，這樣才能減少出現后期修改的問題。

參考文獻：

[1]中國船舶工業總公司.船舶設計實用手冊（輪機分冊）.國防工業出版社.北京.1999

[2] IMO. 國際海上人命安全公約（SOLAS）[S]. 2012.

作者簡介：

施曉磊，上海外高橋造船海洋工程有限公司，工程師;屠佳磊，上海外高橋造船海洋工程有限公司，助理工程師。