远洋鱿鱼钓船电站选型设计

杨斌方， 卢进翔， 王化明

(1. 浙江欣海船舶设计研究院有限公司， 浙江 舟山 316100； 2. 浙江海洋学院 船舶与海洋工程学院， 浙江 舟山 316000)



远洋鱿鱼钓船电站选型设计

杨斌方1， 卢进翔1， 王化明2

(1. 浙江欣海船舶设计研究院有限公司， 浙江 舟山 316100； 2. 浙江海洋学院 船舶与海洋工程学院， 浙江 舟山 316000)

摘要远洋鱿鱼钓船是采用灯光诱鱼的方式来捕鱿鱼，大量诱鱼灯的使用，使得船舶电站的选择至关重要。本文重点介绍对鱿鱼钓船电站的优化设计。

关键词鱿鱼钓船电站选型设计

0引言

船舶电站是船舶动力的主要提供者，是船舶电力系统的基础。在船舶的使用中，准确地设计电站的容量将会对船舶运行的经济指标造成直接影响，并会影响某些系统的寿命。因此在船舶电站进行设计与容量计算时，首先需要保证其基本功能，进而达到经济目标，使实用性与经济性融为一体。不仅是参与设计的技术人员，包括电站运行的管理人员，都需要对船舶电站的容量计算理论有一个较好的理解和掌握，通过对电站工作特性的深入了解，相关作业人员可以根据运行中出现的不同问题因时制宜，充分发挥电站的功能，保证船舶电力的使用安全。

1船舶概况和作业方式

本船为钢质、横骨架式、双甲板、球艏、柴油机驱动、单桨、单舵的艉机型专业性鱿鱼钓船，主要作业于西南大西洋，航区为远海航区。本船主尺度为：总长66.00 m,垂线间长57.50 m,型宽10.00 m,型深6.20 m,设计吃水3.70 m，载货量为500 t，续航力12 000海里。

鱿鱼钓船作业方式是渔船到达渔场，先用探鱼仪探索鱼群，找到中心渔场后，抛锚稳定船位。近日落前打开灯诱鱼，入夜随着鱼群活动水层上升，利用鱿鱼的趋光性采用鱿鱼钓机钓鱼。黎明前关闭金卤灯，打开白炽灯，可提高上钩率。天明后鱿鱼群分散下沉，收钩停止作业。然后将鱿鱼从流鱼槽和落鱼口进入加工车间, 通过鱼水分离单元进入接鱼槽, 再从接鱼槽流鱼口进行分选, 在理鱼工作平台上进行装盘。如果鱼货很多来不及整理时, 可从分离单元侧的流鱼口经过导鱼槽存放到临时贮鱼舱内, 等清理完接鱼槽内的鱼货后, 再进行分选临时贮鱼舱内的鱿鱼, 在理鱼台上进行装盘称重(通常每盘为15 kg ), 然后经过输送带送到速冻间, 根据平板或盘管速冻机的功率,一般需要6 ～ 12 h 开始出冻(鱼货物温度达-20 ℃～ -28 ℃), 然后将冷冻鱼盘放入水槽进行脱盘, 然后捞出鱼盘翻倒在脱鱼工作台上,直接进行包装, 鱼货经过速冻间内小舱口翻板由滑道滑入冷藏鱼舱。

2主要渔捞设备

根据鱿鱼钓船的作业方式，本船主要配备如下渔捞设备：

制冷系统：3台制冷压缩机，型号为CJZS816，制冷量约156 kW，配套设有2台冷凝器，1台高压贮液器，2台干燥过滤器，2台热交换气液分离器，1台过冷器；

鱿鱼钓机：48台；

水下灯：5 kW 2组；

诱鱼灯：2 kW 180盏；

海锚：1只。

3电力负荷计算工况

由于船舶的类型、用途以及运行工况各不相同，在进行全船电力负荷计算时，通过最大负荷工况来确定电站总容量，单套或最小的发电机动量则由最小负荷工况来确定。一般在进行负荷计算时，会考虑四种工况，即航行、进出港、鱿鱼钓作业与停泊。以下对不同工况下的电站配置进行分析。

3.1航行工况

航行在船舶单个运行中期中占了最大的比重。此工况下，船舶电站的配置不仅要求满足船舶在全速航行时的安全，也需要能够满足船员充足的生活供电需求。仅有柴油发电机组组成的船舶电站，出于节能减排的考虑，在处于一般的航行工况时，最好仅是单台发电机处于工作状态。基于这点考虑，在电力负荷计算时，可将工况分普通航行工况与非普通航行工况。普通航行工况时仅需考虑轮机电力设备、航行设备、通风及日常照明等，以上设备功率总数即可作为单台发电机容量选取的参考依据。而非一般航行工况时，会出现一些大功率的设备使用工况，例如远洋鱿鱼钓船航行中制冷压缩机工作、鱿鱼烘干机使用的工况。此类负载的使用不会贯穿整个航次，或因航次的差异而有所不同，此类大功率电器设备的使用对整个船舶电站负载造成的影响不言而喻，因此，需要将一般航行工况与非一般航行工况时单台发电机组功率容量区分考虑。由于单台发电机组功率容量主要通过一般航行工况时的总负载功率来确定，而此时，由船舶主机功率决定功率大小的轮机电力设备占到电站负载总功率的50%以上，因此对于同类型船舶，其主机功率则成为了选取单套发电机的重要依据。

3.2进出港操纵工况

进出港操纵工况时，不仅普通航行时所需要的大部分设备处于工作，与进出港操纵相关的锚设备和系泊设备，对于装配侧推器的高性能远洋鱿鱼钓船，甚至是大功率的电推艏艉侧推器都处于工作状态，按照规范要求，此种大总功率的工况下，备用发电机组的配备必不可缺，可作为远洋鱿鱼钓船电站总容量大小的重要参考工况。

3.3鱿鱼钓作业工况

鱿鱼钓作业工况是指开启诱鱼灯，用鱿鱼钓机钓鱿鱼时的工况。在这种工况下主机停止运行，为主机配套的各类辅助机械也基本暂停使用，使用的主要设备是鱿鱼钓作业需要的诱鱼灯、鱿鱼钓机、制冷压缩机、海锚、日常照明等。对于不同类型的船舶，在这种工况下所需要的总功率相差较大，例如鱿鱼钓作业中诱鱼灯使用数量对此种工况下的负荷功率影响很大。当电站负载因鱿鱼钓作业工况时这些大功率设备的使用而过大时，按照作业要求还需配备备用发电机组，此种工况下的电力负载也是确定电站总容量的重要参考依据。

3.4停泊工况

停泊工况是指船舶在锚地系泊、停靠码头的无作业状态，此时电力负荷仅包括船员生活用电和一些船舶机修设备，负荷功率最小，是确定最小发电机容量的参考工况。

3.5实船电力负荷计算实例

本船根据规范要求和营运需求，分为六种工况：普通航行工况，非普通航行工况(在普通航行工况上考虑一台制冷压缩机用于冷藏鱼舱保温)，进出港操纵工况，鱿鱼钓作业工况(考虑二台制冷压缩机用于冷藏保温、速冻)，普通停泊工况，非普通停泊工况(在普通停泊工况上考虑一台制冷压缩机用于冷藏鱼舱保温)，具体如表1所示。

表1　规范要求和营运需求下的六种工况

4电站的配置

进行电站总容量设计时，不仅要考虑到节能减排，也需要综合考量船级社规范内的保证航行安全所需的备用电量，发电机组修理维护时的最小维持电量，以及因发电机组服役年数增加而造成的损失电量。因此，船舶电站容量的选取有以下几条原则：

(1) 单台发电机组合理的负荷率原则。

单台发电机组的功率需要满足远洋鱿鱼钓船在大部分工况下的电力需求。当远洋鱿鱼钓船电站因使用大功率负载而导致电力负荷过大时，可通过自动分级卸载或者并联发电机组，保证用电安全。鉴于此种原因，普通航行工况下船舶电站单套机组的用电负荷率应控制在50%～90%间，由于船舶使用年数的增加会造成柴油机老化，并考虑到新船使用后新添用电设备的增加，常规情况下将电力最高负荷率设定在85%。大单机容量的船舶在停泊时需要将负荷率定在40%以上，以避免发电机组长时间的低负荷运行，因此在保证供电总量的前提下选择小容量发电机组，以满足船舶停泊时的电力需求。

(2) 发电机组备用性原则。

为了保证远洋鱿鱼钓船航行的安全性，发电机的配置要求考虑增加设备用发电机组来满足航行及进出港工况时必要作业设备的用电需求，维持供电的连续性。所以船舶电站最少要求配置2套发电机组。

(3) 发电机组通用性原则。

为了提高发电机组通用性，在远洋鱿鱼钓船电站的配置选择中，尽量选择同品种的发电机组。若考虑到电站的经济性而需要牺牲通用性时，应尽量在同一电站配置中尽可能减少发电机组的种类，但若从电站的经济性考虑不可避免此种情况发生时，则尽可能考虑同品牌同系列的发电机组，以此来减少备件的种类。

(4) 发电机组运行经济性原则。

电站配置中应尽可能使用轴带发电机。例如远洋鱿鱼钓船配有侧推器，并且侧推侧推器功率小于轴带发电机的功率，而轴带发电机也能够满足远洋鱿鱼钓船在进出港操纵工况下时的电力需求，在此种情况下，选用的轴带发电机组的经济性相比于柴油发电机组就非常明显了。

根据以上的基本原则，本船选用了山东潍坊柴油机厂生产的柴油机和西门子电机，发电机组配置如下：CCFJ 400 J 400 kW 3台，CCFJ 200 J 200 kW 1台，CCFJ 90 J 90 kW 1台。由于轴带发电机在渔船上应用不是很广泛，因此本船没有选配。

5结语

远洋鱿鱼钓船的电站选型设计不仅是电力负荷计算，更是一种平衡分析。在船舶电站设计中，要充分考虑上述因素，除有利于准确计算外，更紧密联系实际，促进电站配置得合理可靠、经济环保，且更具有先进性。

参考文献

[1]孙文志.拖网渔船总布置特征[J].大连水产学院学报, 1989，4(3、4):61-68.

[2]贾复, 钱鸿.大、中型拖网渔船尺度分析及其设计特点[J].中国造船, 1987(2).

[3]中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册 电气分册[M].北京：国防工业出版社，1997.

[4]王文义. 船舶电站[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2006.

[5]贾复．渔船设计[M].北京：农业出版社，1997.

[6]吴斐文．海洋工程船舶电气系统和设备的现状及展望[J]．船舶，2011，22(4)：45-52．

Type Selection Design of Power Station of Ocean-going Squid Fishing Ship

YANG Bin-fang1, LU Jin-xiang1, WANG Hua-ming2

(1. Zhejiang Seahead Ship Design and Research Institute Co., Ltd., Zhoushan Zhejiang 316100, China;

2. School of Naval Architecture & Ocean Engineering, Zhejiang Ocean University,

Zhoushan Zhejiang 316000, China)

AbstractOcean squid fishing vessel is to use light to lure fish to catch squid. It is very important for the ship to select the power station the ship for a large number of lamps are used to attracting fish. This article focuses on the optimization of the squid fishing ship power station design.

KeywordsSquid fishing shipPower plantType selection design

中图分类号U662

文献标志码A

作者简介：杨斌方(1980-)，男，工程师。