75m海洋平台供应船的设计

刘剑峰

（厦门船舶重工股份有限公司，厦门 361026）

0 引言

随着海上石油和天然气开发工程的迅速发展，为海上工程提供各种服务的特种工作船舶已成为海上石油、天然气勘探和开采工程不可缺少的一个组成部分。海上石油钻井平台作为独立的水上工程，在远离大陆的海上作业，需要外界的支持，主要包括对海上石油平台进行守护、拖曳、消防、营救，运输物资设备，对油轮进行拖带、顶推、进行海面溢油回收和消除油污等等，这也正是多用途海洋供应船所应具有的一些功能。

1 概述

厦门船舶重工股份有限公司正在建造的75m PSV(75m Platform Supply Vessel，平台供应船)[1]是由KHIAM CHUAN MARINE PTE LTD与公司联合进行设计。该船设计成双舵桨（由主机驱动）、双艏侧推、驾驶室布有双控制站（DP2）的海洋平台供应、I级消防船及I级浮油回收船。该船的主要用途包括：1）输送淡水、柴油、散装水泥、泥浆、甲醇、盐水及其他货物；2）对外消防；3）平台间运送人或物质；4）营救落水人员；5）在海上能连续工作28天；6）溢油回收。

1.1 船舶入级、挂旗及规则规范

1）ABS Guide For Building And Classing Offshore Support Vessels .2011[2]；

2）Marpol Annex II (IMO A673(16))[3]；

3）IMO Res.MSC 266(84) Code of Safety for Special Purpose Ships (2008) for less than 60 special personnel。

1.2 主尺度要素（表1）

表1 75m海洋平台供应船主尺度

1.3 总体布置

海洋平台供应船普遍设计为长艏楼、平甲板、无机舱棚，紧凑的驾驶室和船员舱室一般设在艏部，烟囱和机舱通风口一般紧靠艏楼后端或直接从艏楼中穿过，艏楼后宽敞的载货甲板区域给在海上甲板货的装卸和救助遇难人员作业提供了有利的工作环境。平台供应船后甲板两舷均设有挡货栏杆，挡货栏杆顶高的选取需考虑到甲板积水量对稳性的影响及作业时人员走动的安全和方便，挡货栏杆之间还需铺设经过防腐处理的木地板，以防止甲板货物装卸时的冲击。

该船的总布置见图1。由图1可以看出，该船机舱设在中偏首部，艉部设有呆木，艏部区域装有2个艏侧推，球鼻艏在鼻翼的地方由于线型采用首铸形式；主甲板下和上艏楼甲板下都设有板材样式护舷材，左右护舷轮胎由26个Φ1300×400轮胎构成，每个轮胎由4个眼板及链条固定。

图1 总布置图

宽阔的主甲板面，主要用于钻井管、钻井工具、脚手架、直升机油箱、化学品、食物和维护设备等的堆放，甲板下具有运输散装水泥、燃油、淡水、盐水及泥浆的能力。该船的铺木木材为红桉木，厚度为75mm，采用型材固定方式固定。每列木材铺道都设有1～2个开口位置，开口采用地脚螺栓、螺母及组合凹型钢固定。

该船上层建筑设在船舶艏部，共5层，需注意顶层驾驶室布置。驾驶室驾控台分为前驾控台和后驾控台，前驾控台布置通导及内部报警设备，后驾控台安装动力定位及风油切断及分电箱等设备。为保证驾驶室前后有良好的操作视野，在符合船级社对结构强度要求和室内布置的情况下，其前后端的窗户尺寸都尽可能大并前后倾斜。对于海洋平台供应船，ABS规范要求驾驶室后面也应提供至少2个清晰视野的窗户。

两台主机分别布置在机舱底层左右舷中部，主机飞轮端联结滑差离合器，由滑差离合器带动中间轴驱动舵桨。主机的自由端联结齿轮箱，由齿轮箱带动对外消防泵以及轴带发电机。三台主发电机组并列布置在机舱底层前部，机舱中有四个海水门，两个主海水门和两个对外消防海水门。由于机舱中四周均为垂直舱壁，无法像散货船一样搭建平台，故该船机舱布置十分紧凑，有些结构舱的人孔需用人字梯才能进入。

1.4 航速和续航力

在最大吃水为6.6m，主机最大服务功率(100%MCR，2×2206kW），清洁船体，平静海面，风力不大于蒲氏3级的条件下，该船的服务航速为12.5kn，续航力能在海上连续不间断工作并持续固定28天。

2 设计特点

该船的货舱甲板面积大，线型特殊，主推进装置功率大，机舱容积小，操作自动化程度高，是一种典型的高新技术船舶。以下简要介绍该船的设计和建造特点。

2.1 线型设计

船体型线设计是关系到船舶全局性的设计项目，船体型线图设计考虑是否周到，设计出的型线是否优秀，对船舶的航行性能、使用以及建造等方面有很大的影响。进行船体型线设计时，要考虑诸多因素，归纳起来主要有以下几点：

1）满足总布置的要求，最大限度地提高船舶的货舱舱容，协调排水量、空船重量及载重量的关系；

2）减小船舶形状阻力，降低兴波阻力，改善伴流分布和螺旋桨进流，以提高船身效率，降低主机功率，提高船舶的快速性；

3）在保证船舶具有良好的操纵性能及船、机、桨良好匹配的前提下，改善船舶的浮态和稳性；

4）尽量减少双曲度线型以简化船舶的建造工艺，降低外板加工难度。

该船为甲板式供应消防船，无限航区，设计型线时既要考虑规范所要求的稳性及适合于在所定义的无限航区航行，还要考虑装载尽可能多的货物。

2.2 破舱稳性计算

海洋供应船在钻井平台附近装卸货物时，由于相互之间较近，加上高度差和风浪的影响，使得它们的相对位置很难保持稳定，经常发生供应船撞在平台上而造成破舱进水。为此，平台供应船舷侧结构通常要比常规船型强固得多。为满足国际公约“IM0469（Ⅻ）决议”[4]关于海洋供应船一舱进水不沉的要求，海洋供应船一般在机舱、散装水泥罐舱和尾部液货舱等处都设有宽度不小于760mm的边舱或将大的液舱划分为左、中、右三个舱柜，以满足“一舱制”的要求。

该船定员里有34个特种工作人员，因此该船也属于特种工程船，必须要满足2008 SPS Code[5]，对破舱稳性的要求较高。该船采用概率法来计算，由于本船的乘客人数只有50人（包括特种工作人员34人），根据2008 SPS Code要求，乘客人数少于60人的，要求的分舱指数R值只需按照SOLAS对客船要求的分舱指数R的0.8倍来进行计算。通过软件计算，该船破舱稳性最终能够满足规范要求。

2.3 推进系统

该船的主推进系统由两台NIIGATA 8L28H的主机，两台HL85Y的滑差离合器，16根中间轴和48台中间轴承以及两个舵桨系统组成，螺旋桨直径为2700mm。主机的最小恒定转速为400r/min，其额定转速为750转/分钟。

1）当主机维持在400r/min的恒定转速时，由滑差离合器来调节输出转速，以达到控制船速的目的。

2）当主机转速在400r/min～750r/min之间时，由主机调速器调节主机转速，以达到控制船速的目的。

2.4 燃油货油系统

该船设两台燃油输送泵，两台货油输送泵。无独立马达驱动的燃油日用泵，主辅机的燃油日用泵均为机带泵。燃油净化由一台燃油分油机组成，可从任一燃油日用储存舱，分油至燃油日用舱。

2.5 甲醇基油系统

该船的甲醇基油系统是由挪威PG的厂家提供。系统主要由1套液压单元（含2台电机，一备一用），1台立式深井泵，1件润滑油柜，一件密封油柜及相关附件组成。系统通过海水冷却，主要安装在液压单元的液压油回油管路上。深井泵的密封通过将密封油柜安装到其上方来实现，靠油柜内的密封油重力来实现密封，原理与艏侧推系统类似。

因该船甲醇舱采用特涂工艺，需在舱室内进行加热，因此加热时要移除甲醇泵及元件，以免损坏。同时甲醇舱的管路要求为不锈钢管材，包括测量管。

2.6 对外消防系统

海上石油钻井平台的作业是在易燃易爆环境下进行的，因此要求为钻井平台提供服务的海洋平台工作船具有对外消防灭火作业能力，以便在钻井平台发生意外失火时能对钻井平台进行灭火作业，承担消防船的职能。为了提高功率利用率和降低营运成本，海洋供应船一般设计为由轴带对外消防泵来进行消防。该船对外消防系统主要由2套离合器、2套消防泵及2台水炮组成，系统通过降低主机转速，连接离合器与主机自由端，由离合器另一端高弹带动离心消防泵工作，从而将海水驳到水炮口进行对外消防。

在实施对外消防的过程中，需对该船进行自我保护，因此该系统还含有水雾系统。水雾系统能提供有效的冷却水雾于船舶的垂直表面，可保护船壳、上层建筑、甲板室、水炮座及其它消防设备的外部垂直面的安全，使船舶能接近燃烧的目标。该船在左舷区域设有泡沫舱，泡沫可通过比例调节器与海水形成一定的比例混合液，通过左舷炮筒进行对外消防。

2.7 回收油系统

海洋平台供应船的回收油系统一般分为2大类：一类是带回收油设备的系统；另一类是不带回收油设备的系统。该船的设计属于后者。该船只在主甲板面靠船艉的位置预留有安装回收油设备的区域，而船上本身并没有安装该设备，因此该系统管系相对较少。该船的回收油舱可兼作为泥浆舱使用，由于回收油属于危险品，当泥浆舱作为回油舱使用时，整个舱室的危险等级将提高，周边的电器设备需采用防爆式，泥浆舱内的泥浆搅拌器需处于断电状态，因为该船选用的泥浆搅拌器不属于防爆型。

此外，根据ABS最新Offshore Support Vessels规范的要求，该船在回收油操作过程中，主甲板区域所有面向货舱区域的门、窗均需要处于关闭状态。

2.8 消油系统

消油系统是指将右舷消油剂舱内的消油剂通过比例调节器与海水混合，形成一定浓度的消油剂后，通过日用消防泵，由左右两舷侧的喷嘴喷洒到海面进行消油的系统。

2.9 动力定位系统

动力定位就是船舶或海上平台不借助于锚泊系统的作用，而利用自身装备的各类传感器测出船舶的运动状态与位置变化，以及外界风力、波浪、海流等扰动力的大小与方向，利用计算机进行复杂的实时计算后，使控制船舶主副推力装置产生适当的推力与力矩，以抵消扰动力，从而使船舶尽可能保持目标船位与艏向[6]。

该船动力定位系统由康斯伯格打包提供，能够满足ABS规范要求的DP2标准，即要求有双套互备的动力定位系统（通过网络相互连接）。船级社需要检验“故障模式效果分析”，即常说的“FMEA”。针对动力定位系统本身，和具体船配各系统进行模拟故障试验，验证单一的设备或系统包括任一套动力定位系统发生故障时，不会影响或者说是不会中断整个动力定位系统的操作，保证该船不会丧失动力定位能力，即体现整个动力定位系统的冗余度。

3 结束语

随着海洋资源开发的快速发展，多功能海洋平台供应船有着越来越重要的角色，厦门船舶重工股份有限公司设计的75m平台供应船就是面向海上油田开发的具有守护、消防、营救、运输物资设备、进行海面溢油回收和消除油污等功能的船舶。文章对这一新型船舶进行了简要的介绍，为以后相关船型的进一步开发设计提供了参考。

[1]Technical Specification For 75m Platform Supply Vessel[R].2012.

[2]ABS Guide For Building And Classing Offshore Support Vessels [S].2011.

[3]IMO Resolution A.673(16) - Guidelines for the Transport and Handling of Limited Amounts of Hazardous and Noxious Liquid Substances in Bulk on Offshore Support Vessels[S].1989.

[4]IMO Resolution A.469(XII) - Guidelines for the Design and Construction of Offshore Supply Vessels[S].2006.

[5]2008 SPS Code – Code of Safety for Special Purpose Ships[S].2008.

[6]何崇德.船舶动力定位系统的应用与实践[J].中国造船, 2004, 45:279-299.