牲畜船特点综述

刘泽吉，滕洪达，颜运涛

（大连中远船务工程有限公司，辽宁大连 116113）

0 引言

在完成SHEARER牲畜船项目的续建工作后，大连中远船务又相继参与了一艘扩建和一艘改装项目的经营报价。根据目前手头收集的资料来看，牲畜船是一种特点非常鲜明的船型，不论是从系统设计还是设备配置方面都有一些特别之处。

牲畜船除了本身的构造特点鲜明外，其舱底、压载系统也有其特殊之处；同时为了满足AMSA的要求，该船型还需要配置一些特有的系统和设备。除此之外，从安全角度考虑，牲畜船对安装在饲料舱内的设备还需要注意防爆等要求。本文就如下几个方面阐述其特点：1）AMSA 发电机的配置；2）牲畜区供水系统；3）饲料系统；4）污水系统。

首先，各项目类型及主要参数介绍如下：

1）续建项目 SHEARER船，总围栏面积为23 500 m2，所有围栏区域既可用来运输牛也可以用来运输羊，当运输不同牲畜时有效围栏面积稍微有差异，具体如表1和表2所示。运输牛时的有效围栏面积为23 473.85 m2；运输羊时的有效围栏面积为23 584.25 m2。

1）扩建项目：船东拟增加围栏面积，原围栏面积为：8 000 m2；

2）改装项目：拟由汽车运输船改建为牲畜船，改建后的围栏面积为23 898 m2；其中16 113 m2既可用作牛的围栏区域，也可用作羊的围栏区域；另外还有7 785 m2只能用作羊的围栏区域（表3和表4）。

1 AMSA发电机的配置

根据AMSA Order 43 Schedule 4.2.1[1]的要求：牲畜船的主电源系统，除了满足SOLAS对主电源系统的要求外，还需要具备给牲畜区提供电源的能力。同时还要求配置第二电源系统，且两套电源系统的辅助系统应该互相独立，其目的是不会因为单点故障而导致两套电源系统同时失效。

表1 运输牛时的可用围栏面积

表2 运输羊时的可用围栏面积

表3 改装项围栏面积(1)

表4 改装项围栏面积(2)

以下分别为各项目电源系统的配置：

1）SHEARER项目：2台AMSA发电机（MAN 7L21/31）布置在艉尖舱上方，通过空舱与机舱区域的主电源系统隔离。主电源系统包括 4台发电机（MAN 8L21/31），AMSA发电机两台，具体布置见图2。

图2 主电源系统布置图

2）扩建项目：为双机双桨配置，左右各布置1个相互隔离的机舱。每1个机舱内包含1台主机、1台轴带发电机及1台发电机。该项目由于缺少发电机的参数，不能对其电源系统作进一步的分析，但是其动力系统的配置、机舱的布置提供了一种新的思路（见图3）。

3）改装项目：因该项目为改装项目，原船发电机的容量不能满足新增加牲畜区的耗电量要求，故主电源系统又增加了2台发电机（MAN 7L21/31）。由于机舱空间有限，主电源系统增加的发电机布置在机舱前部的新发电机室，而2台AMSA发电机（MAN 7L21/31）则布置在艉部的AMSA发电机室，具体布置见图4。

图3 扩建项目机舱布置图

图4 改装项目布置图

在AMSA order 43中，除了要求AMSA发电机及其辅助系统与主电源系统隔离外，对其辅助系统还有一些具体的要求，如：

1）第二电源原动机的启动系统由1个独立的动力源来提供动力。该动力源可以在30 min内将启动系统充满[1]；在SHEARER项目中，在AMSA发电机室配置了一台应急空压机和一个空气瓶，用来满足AMSA发电机的启动要求。

2）在主电源区域由于着火或其他原因受损而不能提供电源的情况下，第二电源及其辅助系统可以为牲畜区域提供3天的电源供应[1]；上述项目的做法是在 AMSA发电机室布置独立于主电源区域的燃油舱，燃油舱的仓容满足3天使用要求。

在Order 43中，还有关于主电源与第二电源的切换以及第二电源供电系统等方面的要求，在设计过程中都需要考虑遵守。

2 牲畜区供水系统

牲畜船牲畜区供水系统的设计主要涉及到两个方面：一是造水机及淡水舱的配置；二是牲畜区供水系统的设计。下面结合AMSA Order 43的相关要求及上述各项目的资料，就这两方面进行介绍。

造水机的造水量及淡水舱的仓容由牲畜区的淡水消耗量决定。在AMSA Order 43 Schedule 4.7.1中规定[1]：“为了取得ACCL的认可，船上应急淡水储备需要满足36 l/d/m2（牛）和6 l/d/head（羊）的要求。如果船上水舱储备的淡水可以满足3天的用量，那么造水机可以不要求主电源和第二电源同时供电。”

1）SHEARER项目：根据该项目围栏面积及上述规定中淡水消耗量进行计算，单日最大淡水消耗量为845 t；而该项目造水机和淡水舱的舱容如表3所示。

表3 SHEARER项目造水机和淡水舱的舱容

根据上述数据可以看出，该项目配置的造水机的造水量满足牲畜区的消耗，且淡水舱储存的淡水足够3天的用量。

根据该项目的规格书，其牲畜区供水系统由泵、压力水柜及牲畜区的淡水分配管路组成。压力水柜和水泵在艏部和艉部分别布置了一套，分别向淡水分配管路供水，其容量分别如下：

艏部：1个3 m3的压力水柜布置在生活区设备室，为之服务的2台25 m3/h的淡水泵布置在其下面的饲料输送系统设备室内。

艉部：由布置在机舱的1个3 m3的压力水柜及2台40 m3/h的淡水泵组成。

淡水泵的启停由压力水柜的液位自动控制。假设压力水柜在不补水的情况下的有效淡水容积为2 m3，如单独由艏部的压力水柜供水，那么约每隔3 min左右2台淡水泵需同时启动给压力水柜补水约8.5 min，启停频繁且工作时间长，可能会影响泵的使用寿命。

2）扩建项目：根据其改装前的围栏面积为8 000 m2，计算得到其单日最大淡水消耗量为288 t；资料上仅有其造水机造水量的参数，具体如表4所示。其造水机的造水量满足单日最大淡水消耗量。

表4 扩建项目造水机造水量参数

3）改装项目：根据改装后的围栏面积，可计算得到单日最大淡水消耗量约为714 t；根据其规格书的描述，改装后需要配置1台多级蒸发式造水机和3台反渗透造水机为牲畜区淡水系统服务，并增加淡水舱的数量，改装后淡水舱的容积及造水机的具体参数如表5所示。

表5 改装后淡水舱的容积及造水机的参数

该项目造水机的总造水量略小于日最大淡水消耗量，而淡水舱的容积能满足3天的淡水消耗量。虽然规范中没有强制要求造水机的造水量必须大于消耗量，但是考虑到如果航程过长，淡水舱内的淡水完全消耗后，会出现供应不足的问题，因此上述设计在极端情况下还是存在隐患。

该改装项目的牲畜区供水系统配置了3台淡水泵，泵持续工作，为牲畜区淡水管路提供淡水。其中1台主泵布置在新造水机室，另1台备用泵布置在饲料舱，泵的排量为30 m3/h，满足AMSA在布置方面的要求。

关于牲畜区供水系统，除了满足功能性的要求外，如淡水泵的数量、造水机和淡水泵的供电设计及防止淡水被回水污染等要求，在AMSA Order 43中都有明确规定，在设计时需要遵守。

3 饲料系统

根据AMSA Order 43 Schedule 4.7.5.1，饲料的消耗量可根据如下标准进行计算：5.7 kg/m2（牛围栏面积）或4.8 kg/m2（羊围栏面积）。而饲料系统就是给牲畜区提供日常消耗的饲料及饲料装卸载的系统，因此其系统的设计能力需要满足上述要求。

在AMSA Order 43 Schedule 4.7.8中要求，与1983年7月1日以后建造的牲畜船，其饲料需要至少分别储存在2个饲料舱内。

表6 饲料舱配置

1）SHEARER项目：根据围栏面积计算得到的饲料消耗量为133.8 t/d；饲料舱配置见表6。根据该项目规格书，其饲料输送系统的设计能力为：用于给牲畜区提供饲料时的能力为 50 t/h；从岸上向船上装货时的能力为150 t/h，满足AMSA的相关要求。

2）改装项目：根据其围栏面积计算得到的饲料消耗量约为130 t/d；该船配置了两个饲料舱，总装载能力为2 520 t。

饲料系统的装载能力：从岸上向船上的装载能力为200 t/h；给牲畜区分配饲料的能力为30 t/h。

4 牲畜区污水系统

根据IMO决议MEPC 115 (51)，牲畜区排放作为生活污水的一种，其排放需要满足MARPOL公约的要求[2]。因此，牲畜区污水系统一般设计如下：在排放限制区内，牲畜船一般配置污水舱用来储存未经处理的生活污水；在排放限制区外，牲畜区的生活污水经过污水泵直接排舷外。

污水舱舱容的计算，按照 AMSA Order 43 Schedule 4.6.6中规定：“牲畜区排泄物的量根据每天在禁止排放水域期间运行最长时间内饲料和饮用水消耗量来计算。”

当在排放限制区外进行污水直接排舷外，需要满足相关规范的要求，即船舶需在4 N·m以上速度以合适的速率进行排放[3]。

关于牲畜区污水系统，SHEARER项目和改装项目配置分别如下：

1）SHEARER项目

（1）污水舱

配置2个污水舱，可兼用做海水舱，其总仓容为764.4 m3。按照AMSA的规定计算得到的污水排放量为978.8 t/d≈40.79 t/h；

（2）污水泵的配置

深井泵：50 m3/h，3台，用于储存舱和输送舱排舷外。

深井泵：120 m3/h，10台，用于牲畜区污水井排舷外。

喷射泵：5 m3/h，12台，用于牲畜区污水井排舷外。

（3）按照MEPC 157 (55)计算得到的最大排舷外速率：

2）改装项目

（1）污水舱

配置2个污水舱，可兼用做海水舱，其总仓容为1 200 m3。按照AMSA的规定计算得到的污水排放量为843 t/d=35.125 t/h。

（2）污水泵的配置

尿液泵：60 m3/h，8台，其中2台用于排舷外。

喷射泵：48 m3/h，6台，用于牲畜区污水井排舷外。

（3）按照MEPC 157 (55)计算得到的最大排舷外速率：

从上述数据可以看出，以上2个项目用于污水排舷外的泵，数量均在1个以上，且排量均大于按照MEPC 157 (55)计算得到的排放速率，其中用于排舷外泵中还有喷射泵。因此，在进行船上的牲畜区污水排放管理时，需要合理组织，以规范允许的合理速率进行排放。

5 其他

除了上面介绍的几个系统外，牲畜船还有一些特点，如：

1）根据AMSA Section 18的要求，牲畜船上必须配置适用于所装载牲畜的宰杀设备；

2）压载系统的设计；因牲畜船本身配置的压载舱较少，且还需要储备大量的淡水，因此牲畜船可以用淡水来压载，仅配置少量的海水压载舱，以及小排量的压载泵和压载水处理装置。

除此以外，牲畜船上的其他系统，如消防系统、冷却水系统、燃/滑油系统等，由于其结构和布置上的特点，与常规运输船相比也有很多不同之处，也需要研究总结。

6 结论

通过上述对牲畜船的总结和介绍，起到资料积累的作用，供同行参考。

由于资料缺少和研究还待深入，目前仍不够系统和全面。希望能抛砖引玉，共同对牲畜船进行更为深入的研究。

[1]AMSA. Marine Order 43 (Cargo and Cargo Handling —Livestock) 2006[S]. 2013.

[2]IMO. MEPC.115(51)[S]. 2004.

[3]IMO. MEPC.157(55)[S]. 2006.