50 000 DWT半潜船排压载系统的优化及改进

摘 要：本文重点对我司刚建造交付的2艘50 000 dwt半潜船核心系统--排压载系统的优缺点进行剖析，从而对排压载系统进行优化和改进，为以后建造半潜船提供一些参考性的意见。

关键词：半潜船；排压载系统；剖析；优化和改进

Optimization and Improvement of Ballast and Deballast System for 50000DWT Semi-submersible Heavy Lift Vessel

PENG Xiuqing, WANG Yinhang

( CSSC Guangzhou Huangpu Shipbuilding Co., Ltd, Guangzhou 510715 )

Abstract: DThis paper introduces the advantages and disadvantages of ballast and deballast system for two 50000DWT Semi-submersible heavy lift vessels recently delivered by our company in order to optimize and improve ballast and deballast system.

Key words: Semi-submersible vessel; Ballast and deballast system; Analyse; Optimization and improvement

1 前言

50 000 DWT半潜船压载系统是由泵压载系统、压载水舱注排水系统、压载水舱空气管系统（空压机部分）、压载水舱空气管系统（透气管部分）、液位遥测系统及装载计算机系统集成的综合系统。(全船82个压载舱，分为2种压载方式，,即泵压载重力排压载方式和重力压载压缩空气排压载方式。首部6个压载舱和艉部3个压载舱（包括浮箱）采用泵压载方式，采用泵压载方式能灵活调节船舶稳性。主甲板以下73个舱采用压缩空气排压载方式，能有效提高排压载效率，两种排压载方式是其排压载特性。关键压载设备配置：压载泵（前机舱1 000 m³/0.3 Mpax2台、推进机舱250 m³/0.25 Mpax2台），排压载空压机（6 600 m³/Hx0.25 Mpax4台），液位遥测系统2套，装载计算机2套。排压载空压机可实现抽真空功能，能有效加速船舶下潜速度，保证船舶在4小时内完成下潜和上浮过程。系统构成庞大布置复杂，全船用于排压载的空气管超过10000 m，用于排压载海水管超过1 000 m。82个压载舱内安装了304个水位传感器，同时配备了传统测深管。液位传感器通过自动化系统和装载计算机相连，能实时监控各压载舱状态，包括舱内水位高度，舱容等。

随着7月份“祥瑞口”顺利离港，为中远航运建造的2艘50 000 DWT半潜船在历经4年后，终于圆满交付。这4年的建造过程中，付出了艰辛的汗水，取得了丰硕的成果和收获。同时也暴露了很多问题和不足，存在较大优化空间，尤其是本船核心系统--排压载系统。本文就对排压载系统进行剖析优化和探讨。

2 泵压载系统

为了提高空放性能，保证装载能力，半潜船通常设计了较多的压载舱。为了装载状态中，能很好调节船舶的稳性状态；以及航行过程中能很好的调节船的首尾吃水航态，设置了泵压载系统。

泵压载系统在装载过程中作用很大，为了保证装载过程中船舶稳性状态，特别是对于尾部浮箱及首部几个位于主甲板上的压载舱的加压载，是只能通过泵压载实现的，因为这几个舱位于水线上，常规是无法实现水流自动压载。泵压载系统在航行过程中作用也很大，可以随时调节航态，而压载水舱注排水系统和排压载空气管系统是无法实现此功能的。由此可见，泵压载系统在半潜船上是一个不可缺的系统。

随着压载水管理条约的逐步实施，半潜船上也将安装压载水处理装置，以满足IMO对于压载水的排出水处理基准（D-2基准）的要求[1]。此设备将安装在泵压载系统管路上，通过遥控阀的控制，实现舱内压载水进出皆经过压载水处理装置处理。经优化方案见图1。

3 液位遥测系统

3.1 设备选型

本船采购的传感器形式是：带有保护罩，保护罩有一个针孔，压力通过保护罩上的针孔传递到触片上。此形式船东意见特别大，因为本船的工作环境恶劣，压载水里面含有泥沙等渣滓，易沉积在舱底堵塞传感器，导致传感器失效。为此通过做S型防堵塞压力传递管、传感器保护罩外增加传递膜片等改进措施，以达到船东要求。

对于这种高精度的船舶，在订货时对传感器精度提出要求外，还应考虑传感器工作环境，选择适合的形式，针对液舱内流体渣滓多的情况，要求传感器的触片保护罩孔足够大或直接选用敞开式的传感器。

3.2 传感器的布置安装

1）本船低位传感器离测量管和吸入口太远，容易因泥沙淤积造成传感器失真，导致手动测量和遥测值差异大。后经过改进，将其靠近吸口布置（注意：也不能太靠近吸口，避免吸口管排放出的水，冲击传感器，造成压力波动），减少误差。

2）中层压载舱内的液位遥测布置需要改进。8.5m的中层压载舱因为液位遥测的布置现场爬舱增加了很多检修梯，增加了很大的工作量，对封舱造成了较大的麻烦。建议以后将中层压载舱内高位传感器的电缆布置，改走到上层压载舱侧底部位，再至通道。同时，在高位传感器顶部旁边增加开孔，安装单面座板和盲板作为安装检修孔，可以大大减少，中层压载舱内的检修梯，减少工作量。

3）船东对于传感器电缆的维护简便性越来越重视。在设计时部分传感器电缆经过了油舱，船东极力反对。因为每次维修都需要驳油，维护起来很不方便。由此，我们将途经油舱的传感器电缆全改出来。今后设计应引起重视，布置应方便维护。

4）设计工作中，液位遥测电缆的贯穿件应由电气专业负责，电缆走到哪，贯穿件就跟到哪，避免由其他专业将贯穿件布置了，让电缆来就贯穿件，即浪费电缆及浪费人力，对于现场施工也很不利。

4 压载水舱注排水系统

压载注排水管路的顺畅、可靠是决定半潜船排压载系统的关键之一。本船排压载系统是成功的，但是安装维修还存在不足的地方。排压载系统中，目前的遥控阀基本都安装在通道旁的沉坑内，但是空间狭小，安装，维护，检修都比较困难。接合建造的经验和教训，可以做以下优化。

1）取消沉坑，将遥控阀门改为浸没式，布置到液舱内，降低施工难度，增加约1 000 m3压载水，对总体是有利的。

2）取消膨胀节，降低了管路破裂的危险性，同时降低了采购成本。

3）将机舱内压载管移至压载舱，避免了由于管路破损造成对于机舱的威胁。

4）将底层每个压载舱通海管改至临舱，以便于满舱时，阀坏了，可以检修。见图2。

5）有遥控阀所在的压载舱的人孔盖加大，以便于维修阀门。

6）通海阀改到靠近外板布置，通海管段变短，降低管路破裂的危险型。

7）取消了通海管的大小头，减少施工的难度，减少焊缝数量降低了危险型，节省了成本。

8）驱动头布置有通道外侧，管路夹层，人孔盖所在的高度，节省了空间，与阀通过液压管连接，便于维护和应急操作。

9）底层压载舱的压载管路变底了，可以在吃水更底的情况下，就可以开始调压载，提高了本船的可调性。