DP状态下船舶噪声测量方法分析

储年生，练兆华

（上海外高桥造船有限公司，上海 200137）

DP状态下船舶噪声测量方法分析

储年生，练兆华

（上海外高桥造船有限公司，上海 200137）

根据MSC 337(91)对有动力定位系统（Dynamical Positioning，DP）功能的船舶规定，各推进器应在≥40%负荷时在船接近静止的情况下进行噪声测量。结合某型具有DP功能的平台供应船的动力配置及布置情况，针对规范中尚未明确海试船态的问题，在试航过程中对多种船态下医务室进行实际噪声测量，并对结果进行分析，找到效果相对较好且能被接受的测试船态。对DP状态下各推进器的工况进行实际记录，排除采取DP模式进行噪声测量的可能性。在满足规范要求的前提下对船厂试航方法提出相关建议，为船厂试航提供有效的指导，同时希望相关当局在条件成熟的情况下出台相关导则性文件。

DP状态；噪声测量；分析

0 引 言

国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）海上安全委员会（Maritime Safety Committee，MSC）对《船上噪声等级规则》进行修订的决议MSC 337（91）[1]已于2014年7月1日生效，对船舶噪声控制及人员保护提出了更高的要求。对于带有动力定位系统（Dynamical Positioning，DP）船级符号的平台供应船等海工船舶来说，噪声测试方法和要求在原IMO决议A468[2]的基础上作了进一步明确。原IMO决议A468只要求在侧推器等推进器运行时对这些机械场所和相邻的舱室、工作站进行噪声测量。新修订的MSC 337（91）[1]则明确提出在DP工作状态下，控制站、值班处所及舱室的噪声不得超过标准最大值，要求当局、船级社、船厂及DP设计方就各推进器在≥40%负荷工况下模拟DP模式下船态接近静止的方法达成一致。

在制定规则时已意识到各推进器在≥40%负荷时并不是真正的DP模式，但在DP模式下根据海况的不同，各推进器的实际负荷千差万别，无法统一。因测速等其他试验的要求，试航的海况总要明显好于真正在海上作业时的海况，不能真实反映船舶正常营运的状况；同时，DP模式下各推进器的输出功率和方向的瞬时变化会给噪声带来极大的负面影响。因此，采取的方案是规定推进器的输出功率，而不要求在DP模式下船态接近静止，具体操作方法可由各参与方根据实际情况进行协商。船旗国和船级社也没有明确规定航速小于多少为接近静止，给船厂、船级社、船东和DP供应商保留了根据具体情况进行协商的自由度及自由发挥的空间。

由于规范生效的时间较短，已有的实际试验通常只要求推进器的功率保持40%，并没有对船的运动速度和方向达成共识。随着海洋工程产业不断发展[3]及海工船市场状况日益恶劣，船东接船的意愿不强，船东和船厂在执行该规则时分歧不断，总是难以达成一致。对船厂来说，在该问题上一定要有自己的判断和主见，方法不当会造成测试结果失真甚至是超出标准要求，给交船带来障碍。

本文以某电力推进的平台供应船的动力配置和总体布置为基础，对试航中DP噪声测量的实际情况进行分析。

1 该船动力配置

该船配备2台全回转电力推进装置，电力由4台柴油发电机组提供。艏部布置1台管隧式侧推和1台全回转伸缩式推进器（见图1）。试验船主要参数见表1。

图1 试验船动力配置情况

表1 试验船主要参数

2 该船总体布置

该船采用乌斯坦X-BOW设计，生活区域布置在艏部，艏部同时布置有管隧式侧推和全回转伸缩推进器（见图2）。在前期设计阶段的噪声预报中已充分意识到布置在主甲板上的医务室是全船噪声风险最高的地方（预报医务室噪声为58～61dB，医务室布置见图3），原因在于标准值要求严格（为60dB）；考虑到担架进入通道方便，将医务室布置于主甲板上，下方就毗邻2个推进器，结构传播极为不利[4]。该区域被定为采取减振降噪措施的重点区域，尽管采取多层浮动地板减噪、改变壁板的连接形式及风机变频控制等多种改善措施，但试航过程中实测结果表明该区域依然是最敏感的测量区域。本文的数据分析就以医务室的记录为参考依据。

图2 试验船总布置

图3 试验船医务室布置

3 DP噪声测量中各推进器的运行方向

该船艏部管隧式侧推只有向左和向右2个方向，其余3个推进器都是360°全回转。从噪声源上看，当推进器的输出功率一定时，其本身的噪声在不同的推进方向上几乎没有变化。虽然对不同方向和频率振动耦合之后产生的噪声影响未做深入研究，但从实际经验上看影响并不明显。然而，各推进器在不同方向上运行，随着船态的变化，在海流的作用下，水击噪声及作用到船体上的振动对测量结果的影响确实非常明显，甚至会对数据是否合格造成影响[5]。

本文分别选取推进器的5种不同运行状态（见图4）进行船态记录及医务室噪声测量。结果最好的是状态5（见图4e）），最差的是状态1（见图4a）），当艏或艉2个推进器前进方向相反时，由于2股水流的相对冲击会对船舶噪声产生非常不利的影响，且居住区布置于艏部，因此艏部2个推进器相对作用时产生的噪声最大。比较图4a)和图4b)可知，船舶顺时针旋转对左右侧舱室的噪声影响与逆时针旋转是有区别的。由于医务室布置在右舷，因此当船舶顺时针旋转时噪声会略高一些。而图4c)状态3，航速过高，明显不符合规则的要求，且当稳定航行航速进一步上升超过伸缩推所允许的航速时，会因安全风险导致试验终止。图4d)与图4e）的区别仅仅在于船舶是处于前进还是后退工况，因前进时艏部的阻力会小于后退时艉部的阻力，在图4e）状态5的情况航速会进一步降低，也更接近规则要求的静止状态，具体噪声记录见表2。除表2记录的数据之外，试验过程中发现，当船舶旋转时，随着船态的改变，在海流的作用下，振动和噪声会在某个瞬时产生异常，远高于正常水平，这些异常点应予以剔除。

图4 推进器5种不同运行状态

表2 船态及噪声一览表

4 DP模式下各推进器运行情况

在该船海试的DP试验中，对DP状态下各推进器的实际工况进行记录（见表3）。因试航过程中的海况可能要明显好于实际海上作业时的海况，该记录仅供参考。

表3 DP状态下推进器输出一览表

5 试航DP噪声测量建议

综合以上分析，建议船厂在进行DP振动噪声测量时不要贸然进行正式测量，应按以下步骤进行分析和简单试验：

1) 试验时各推进器输出固定在40%，不能采用DP自动模式；

2) 根据试验船推进器的配置情况初步分析各推进器的运行方向，使船舶船速尽可能小，避免使用与推进器运行方向相反的推力抵消运行的简单方法；

3) 根据测量点的布置情况和噪声标准初步分析风险最高区域或占位，并对这些区域或占位进行初步测量，在有把握之后再进行正式提交测量；

4) 试验过程中注意观察并进行数据分析，与各方达成一致，若遇到瞬时数据异常，应重新测量。

6 结 语

随着《船上噪声等级规则》的广泛执行和相关研究人员的不断探索，以后会有更细致的导则出台，以减少各方立场不一致造成的分歧。在当前海工前景不明朗的大环境下，船东的要求将更为苛刻，船厂作为试验的组织者、实施者，应充分领会规则的精神，在船舶设计建造过程中，在噪声分析预报的基础上寻找减振降噪方法，严格执行工艺要求，从根本上降低船舶噪声。同时，在试航测量过程中认真分析，采取正确的方法保证数据能真实反映船舶噪声水平。

[1] IMO. Adoption of the code on noise levels on board ships: MSC.337 (91)[S]. 2012.

[2] IMO. Code on noise levels on board ships: A.468 (Ⅻ)[S]. 1981.

[3] 周国平. 对接国家战略 推动上海海洋工程产业创新发展[J]. 船舶与海洋工程，2014 (2): 1-8.

[4] 中国船舶工业集团公司，中国船舶重工集团公司，中国造船工业学会.船舶设计实用手册结构分册[M]. 3版. 北京：国防工业出版社，2013.

[5] 王立军. 船舶大舵角转向时艏摇与横摇耦合仿真研究[J]. 船舶与海洋工程，2013 (1): 6-11.

Analysis on Ship Noise Measurement Under DP Condition

CHU Nian-sheng，LIAN Zhao-hua

(Shanghai Waigaoqiao Shipbuilding Co., Ltd., Shanghai 200137, China)

According to the regulations of MSC 337 (91) for ships with Dynamical Positioning (DP) system, the noise level of the thrusters should be measured when the thruster loading is ≥40% at the time the ship is going to stationary.As there isn’t specific rule requirement on the sea trial ship state, this study carries out noise measurements of an onboard clinic room under several ship states during sea trial based on the power configuration and general arrangement of a DP offshore support vessel. The results are analyzed to find the acceptable ship states of better effectiveness. The actual working status of each thruster under DP condition are recorded, where the possibility of noise measurement under DP mode is excluded. Meanwhile, suggestions on the sea trial are delivered to the shipyard on the premise of meeting regulatory requirements, which can provide effective guidance for the shipyard to carry out sea trials, and it is expected that relevant guidelines would be issued by the authorities..

DP condition; noise measurement; analysis

U661.44

A

2095-4069 (2017) 05-0039-04

10.14056/j.cnki.naoe.2017.05.007

2016-08-18

储年生，男，工程师，1976年生。1994年毕业于九江船舶工业学校机械制造专业，现主要从事船舶产品设计管理和技术协调工作。