7 000 t成品油船机舱舱底水和消防系统设计

张寿荣

(扬州托尼船业有限公司，江苏 扬州225006)

7 000 t成品油船机舱舱底水和消防系统设计

张寿荣

(扬州托尼船业有限公司，江苏 扬州225006)

针对成品油船舱底水和消防水系统设计复杂等特点，以7 000 t成品油船为研究对象，介绍了机舱舱底、消防水管系设计方法，根据本船的入级规范，分析说明了舱底管系管径取值、舱底泵、消防泵的选型等，最后介绍了本船的机舱舱底水管系布置特点。经实际运行，该船舱底水系统和消防水系统均达到了设计要求，运行良好。

成品油船；机舱；舱底水系统；消防系统；系统设计

1 舱底水管路布置方式

舱底水系统是重要的保船系统，用来排除舱底水。它不仅要求船舶航行时，对密闭舱室内所生成的舱底水能有效的排出，而且在紧急情况下，对水密舱室在有限进水的情况下也能进行有效排水。舱底水管路布置方式包括支管式、总管式、混合式。

⑴ 支管式。对各需要排水的舱室，从每个吸口引出支管，通过截止止回阀或截止止回阀箱，经舱底水总管接到舱底泵。

(2)总管式。适用于设有管隧的大、中型船舶，即从各需要排水的舱室的吸口引出的支管通过截止止回阀接至管隧中的总管。该总管通至机舱内的舱底水总管与舱底泵连接。

(3)混合式。介于上述2种方式之间，例如把需要排水的舱室分成2组或3组，由2 根或3 根分总管与舱底泵相连接。本文舱底水系统采用的是混合式舱底水管路布置。

2 主要量度及设计依据

2.1 船舶主要量度

本文研究的7 000 t级成品油船为尾机型，单机单桨船型一级成品油船，主要装载汽油、航空煤油和重油等。船舶主要量度为：

总长101.39 m；设计水线长97.30 m；型宽19.05 m；型深10.50 m；设计吃水6.70 m；机舱长度13.80 m；无限航区。

2.2 设计规则

本船轮机部分机舱舱底水及消防管系设计依据法国BV船级社《钢质海船入级规范》(简称“BV规范”)C篇机械、系统和消防中第6节舱底排水系统的设计、《国内航行海船法定检验技术规则》以及轮机设计实用手册的要求进行设计计算。

3 机舱舱底水管径和舱底泵的确定

3.1 舱底水总管内径d1

舱底水总管的内径按BV规范C篇6.3.1要求,必须大于或等于下式的计算值：

式中：L为该船船长，L=97.30m；B为船宽，B=19.05m；D为型深，D=10.50m。

经计算，d1=115.08m。

舱底水泵总管实取Φ140mm×5.0mm镀锌无缝钢管。

3.2 机舱舱底水支管内径d2

按BV规范C篇6.3.1要求，舱底水支管的内径一般不应小于50mm，轴隧舱底水管的内径一般不应小于65mm。所有舱底水吸入口管路，在与舱底泵吸口连接之前，都不应与其他管路有任何连接。

式中：L1为机舱长度，L1=13.80m。

经计算，d2=68.62mm。

舱底水支管实取Φ89mm×4.5mm镀锌无缝钢管。

3.3 舱底泵设备选型

为了解决需排水的舱室离泵较远的问题，所有动力舱底泵必须为自吸式或带有可靠的自吸装置。常用的自吸装置为压缩空气喷射器、叶片式真空泵等，且都配备自动控制装置。在舱底水泵起动时自吸装置动作，使吸入管路形成负压，而一旦引水成功，自吸装置即自动停止工作。

为使舱底水总管内的水流速度不低于2m/s，可根据舱底水总管的内径计算出舱底泵的排量。每一舱底泵的排量应不小于下式的计算值：

单台Q=0.005 65d21=74.83m3/h

舱底泵的容量实取流量为80m3/h的自吸式离心泵为舱底总用泵。

3.4 舱底泵的数量选取

每艘船舶的动力舱底泵数量，按照表1选取。

表1 动力舱泵数量

本船选用2台舱底总用泵，流量为80 m3/h ，扬程为35 m。

4 消防管系系统

4.1 消防水枪

按《国内航行海船法定检验技术规则》选用口径d3为Φ19 mm水柱/水雾两用型水枪。

4.2 消防泵总排量QF

4.3 消防泵的压力P计算

(1)本船所有消防栓上应维持的压力P1=0.24 MPa。

(2)管路压力损失P2=0.08 MPa。

(3)消防泵出口至最高消防栓垂直距离所需要压力P3=0.24 MPa。

消防泵的压力P=P1+P2+P3=0.56 MPa。

选用卧式自吸式消防水泵，流量100 m3/h，扬程80 m；同时选用1台泡沫水泵兼作消防泵使用，流量100 m3/h，扬程80 m，满足规范要求。

5 海水总管内径d4计算

Q=Q1+Q2+Q3

式中：Q为全船各海水泵的总排量，m3/h；Q1为舱底总用泵的排量，Q1=65 m3/h；Q2为消防总用泵的排量，Q2=100 m3/h；Q3为泡沫水泵的排量，Q3=100 m3/h。

经计算，Q=265 m3/h。

按照《船舶设计实用手册》轮机分册第7篇第2章第7.2.2.1条规定，

式中：V为海水在海水总管内的流速，V=2.0m/s。

经计算，d4=216.4mm。

海水总管实取Φ219mm×7.0mm的镀锌无缝钢管。

6 机舱舱底水管系的布置特点

根据上述计算结果，绘制7 000t成品油船的机舱舱底、消防管系原理图，如图1所示。图中，虚线为舱底管，实线为消防管。

机舱里的舱底水系统主要作用是负责将机舱里面的污水井和机舱中空舱的污水抽走。机舱结构比较特殊，中间高两边低，所以只要有存水，它都会往机舱中最低的位置流淌。因此在机舱中后部(齿轮箱下凹坑处)设有2个污水井，左右各1个。同时在机舱也设有2个污水井，左右各1个，舱底水管系将这些污水抽走并排出舷外。

为了保证船舶安全，根据规范要求，设在机舱中的污水井一般都有2个出口，主要防止当一个污水井的出口被杂质堵住时，另一个可以继续使用。右舷同样如此，它是通过消防总用泵排出的。从图中可以看出，舱底总用泵和消防总用泵是并联排列的，这样就可在一台泵发生故障时，启用另一台泵，通常情况下只开一台泵。

机舱日常工作时产生的一些泄油和水存放在舱底水存放舱，这些水不能直接排出舷外，需要通过舱底油水分离器的处理，处理后再经过日用舱底泵后，当靠岸时经舱底水排岸接头甲板排放。

[1] 童辛. 船舶管路实用手册[M]. 北京：国防工业出版社，1988.

[2] 中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册(轮机分册)[M].北京：国防工业出版社，1999.

[3] 朱树文. 船舶动力装置原理与设计[M].北京：国防工业出版社，1980.

[4] 周明衡，常德功. 管路附件设计选用手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[5] 姚寿广. 船舶辅机[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2007.

[6] 付锦云.船舶管路系统[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2006.

图1 7 000 t成品油船机舱舱底水和消防管系原理图

2013-12-25

张寿荣(1964-)，男，助理工程师，从事轮机技术和项目管理工作。

U674.13

B