津川客滚船的电气设计方案

袁 晶

（上海欧得利船舶工程有限公司，上海 200023）

0 引言

客船的安全性一直以来都受到国际海事组织关注。SOLAS修正案提出了很多涉及船舶安全的新要求。IMO第82届大会颁布的MSC.216(82)决议，对SOLAS II-1章和II-2章部分条款进行了修改，新增“安全返港、有序撤离、安全中心”等内容，对客船的总布置、机舱布置、动力系统、船舶系统和电气系统的设计产生重大影响。.根据 SOLAS公约修正案新要求，客船须满足关于客船安全返港和确保有序撤离时系统维持运行的相关要求。该要求适用于2010年7月1日及以后建造的客船，载重线船长120 m及以上，或具有3个及以上主竖区的所有客船。

本文内容为满足安全返港和有序撤离相关的要求时，对客滚船电气系统进行设计。

1 津川客滚船基本信息

津川客滚船为1 345客位/2 100 m车道客滚船，由黄海造船有限公司建造，由上海欧得利船舶工程有限公司设计的一艘高端客滚船。其航线连接了中国天津港和韩国仁川港，是目前中韩线上最先进、最豪华的高端客滚船，服务航速20.4 kn，最大航速22.0 kn，续航力4 000 n.miles。

本船主要航行港口为中国天津港-韩国仁川港，属国际短途航线。港口之间航程为460海里，安全返港距离为230海里。

途中的中国威海港与韩国仁川的港口之间航程为238海里，安全返港距离为119海里。

天津港与威海港之间航程为230海里，港口间的安全返港距离为115海里。

设计需考虑的最大安全返港距离为119海里，保证本船航程中能返回天津港、威海港或仁川港。

本船在蒲氏风级8级下，安全返港航速14 kn，最大返港时间为8.5 h。

2 主要电站配置

主电源配置如下：

1）柴油主发电机，1 000 kW，4台，450 V，60 Hz；

2）轴带主发电机组，1 600 kW，2台，450 V，60 Hz；

3）应急发电机组，250 kW，1台，450 V，60 Hz。

次级电源配置如下：

1）主变压器，200 kVA，4台（2台备用），AC 450 V/230 V；

2）应急变压器，100 kVA，2台（1台备用），AC 450 V/230 V。

机器处所被分割为前后机舱，前后机舱能够分别独立操作。如图1所示。

图1 前后机舱分割图

电站的布置如下：

1）后机舱，1台轴带发电机、2台柴油发电机、后机舱主配电板、2台后机舱主变压器以及集控台；

2）前机舱，1台轴带发电机、2台柴油发电机、前机舱主配电板、2台前机舱主变压器；

3）应急发电机、应急配电板位于9甲板应急发电机室。

3 安全返港配电系统设计

本船配2套主配电板（MSB1 & MSB2），分别安装在后机舱的机舱集控室（MSB2）和前机舱的配电间（MSB1）。1套应急配电板（ESB）安装于应急发电机室。

后机舱的1台轴带发电机和2台柴油发电机馈电给后主配电板（MSB2），再由该配电板馈电给位于后机舱、后辅助设备间内辅助机械以及其他电力设备，且机舱集控室内设有AC 220V馈电屏馈电给部分照明系统、内部通信及报警、火警等系统。正常航行时由后机舱轴带发电机给后机舱设备供电。进出港工况下轴带发电机和主电网断开专给后机舱艏侧推供电，柴油发电机给其他设备供电。后机舱2台200 kVA变压器（一用一备）给后机舱AC 220 V馈电屏有效供电。

前机舱的1台轴带发电机和2台柴油发电机馈电给首配电间主配电板（MSB1），MSB1馈电给前机舱、前辅助设备间内辅助机械以及其他电力设备，前配电板间内也设有AC 220 V馈电屏馈电给剩余照明系统、内部通信及报警、火警等系统。进出港工况下轴带发电机和主电网断开专给前机舱艏侧推供电，柴油发电机给其他设备供电。前机舱2台200 kVA变压器（一用一备）给前机舱AC220V馈电屏有效供电。

应急配电板安装于应急发电机室，由前、后机舱主配电板两路供电，其中前机舱主配电板供电为主用，后机舱主配电板供电为备用。

安全返港时，如果后机舱事故，则前机舱轴带发电机供电全船设备，前机舱的2台柴油发电机备用，应急配电板仍然由前机舱主配电板供电。如果前机舱事故，则后机舱轴带发电机供电全船设备，后机舱的2台柴油发电机备用，应急配电板自动转换为后机舱主配电板供电。如果非机舱事故，则电站维持正常航行中的供电状态。

前、后机舱的主配电板和应急配电板分别位于3个独立的A级防火区域内；应急配电板与前、后机舱的主配电板之间都设有联络开关，可以作为任一主配电板的延伸。架构如图2所示。

图2 配电单线图

安全返港时，SOLASII-2/21.4条中的重要系统都能得到有效供电。安全撤离时，SOLAS II-2/22.3.1中的重要系统都能得到有效供电，且满足供电 3 h的要求。同时，上述供电也满足 SOLAS II-2/21.5关于安全区域通风和照明的要求。

4 船内广播及通用报警系统设计

根据CCS规范第4篇第2章2.9.2.2对广播的要求及CCS实施《IMO安全返港及有序撤离要求指南》。通知和召集船上人员所要求的内部通信一般通过通用报警系统和作为通用报警补充的广播系统来实现，上述2个系统在未受事故影响的主竖区中应能保持运行[2]。

广播放大器 CPA1～2、PPA1～2警铃控制箱PU1～4均由主电源、应急电源、临时应急电源三路供电。

广播系统设置了2套船员广播放大器CPA1、CPA2（分别位于驾驶室和九甲板航行设备间）和2套乘客广播放大器 PPA1、PPA2（分别位于五甲板服务台和九甲板航行设备间），安全中心、服务台、消防控制站，艏艉系泊站，左右舵机舱，航行设备间和集控室以及左、右救生艇旁各设置1个广播遥控台，可以分别对船员、乘客或者全船广播。

报警系统设置了2套船员警铃控制箱PU1、PU3（分别位于安全中心和九甲板航行设备间）和2套乘客警铃控制箱PU2、PU4（分别位于安全中心和九甲板航行设备间），安全中心、九甲板航行设备间、消防控制站、7甲板左右救生艇旁、5甲板170#左右救生筏旁各设置1套通用报警控制板，可以分别对船员、乘客或者全船报警。

广播、通用报警系统电缆均采用防火电缆，任意一套设备所在区域失效（包括失火和进水），均不会影响系统的正常工作。

5 火灾报警系统设计

火灾探测报警系统（图 3）设置了主火灾探测报警控制箱（MFDS）和辅火灾探测报警控制箱（SFDS）各1套。

图3 火灾报警框图

MFDS位于驾驶室，SFDS九甲板航行设备间。2个控制箱均由MSB和ESB两路AC 220 V供电。安全中心设置了1套主火灾探测报警控制板，消防控制站和机舱集控室设置1个火警复示板。

整个系统设置了14个探测回路，分别监控主竖区1、主竖区2、主竖区3、主竖区4、车辆舱上中甲板、车辆舱中下甲板、前机舱、后机舱、艏部区域以及艉部区域。每个探测回路的头、尾分别连接MFDS和SFDS，同时MFDS和SFDS之间还有额外的电缆连接，用于每个探测回路的信息备份传递以及2个控制箱之间的主控切换，这样整个系统就是1个带有封闭环路的冗余系统。通常MFDS主控，SFDS备用。一旦MFDS故障，SFDS将自动切换到主控状态。工作人员也可以在2个控制箱之间自行选择主控状态。

6 照明设计

照明系统分为主照明系统和应急照明系统。其中应急照明系统又分为：普通应急照明、临时应急照明、附加应急照明、辅助照明4部分。

1）主照明系统,由前后机舱主配电板按主竖区不同而分别供电。

2）普通应急照明，由应急配电板按主竖区不同而分别供电。保障规范要求的处所应急照明36 h（满足CCS规范2.2.2.1的要求[1]）。

3）临时应急照明，临时应急照明采用AC 220 V灯具，其供电电源为逆变器，转换充放电板的DC 24 V。保障规范要求的需要临时应急照明的处所0.5 h照明（满足CCS规范2.2.2.2的要求[1]）。

4）附加应急照明，采用AC 220 V自带蓄电池和小应急灯头的荧光蓬顶灯。平时作为普通应急照。保障规范要求的需要临时应急照明的处所3 h照明（满足CCS规范2.2.2.3的要求[1]）。

5）辅助照明，辅助照明采用AC 220 V灯具，其供电电源应急配电板。辅助照明灯具平时是不亮的。与为同一主竖区供电的主配电板连锁。当主配电板失电时，辅助照明灯具自动亮起（满足 CCS规范2.7.3.7的要求[1]）。

7 通导设计

本船驾驶室设有满足SOLAS第V章所要求的航行设备[3]。九甲板航行设备间配置有满足安全返港所需要的航行设备。当驾驶室发生火灾或进水导致驾驶室内航行设备失效时，可通过安装于9甲板航行设备间的航行设备安全返港。按照 SOLAS II-2/21.4.3以及MSC.1/Circ.1369/Add.1的要求，满足安全返港要求额外增加并安装于9甲板航行设备间的导航设备有：1）1套DGPS系统；2）1套9 GHz的X波段雷达系统；3）1套纸质海图；4）1套航行灯控制板；5）1套便携式白昼信号灯带2套插座；6）磁罗经自差表（随时校正航向和方位）；7）随时校正航向和方位的校正仪（设在九甲板航行设备间）；8）1套罗经方位圈；9）1套国际信号旗。

安全返港导航设备由专用AC 220 V分电箱（主、应急配电板2路供电，自动转换）和专用UPS供电（电源来自应急配电板）用于安全返港 DGPS系统和白昼信号灯，该专用UPS容量能在主应急电源均失效后仍能持续使用3 h。

磁罗经设在罗经甲板，配有信号分配器，放在九甲板航行设备间（安全返港用），并提供接口至九甲板航行设备间安全返港用X波段雷达。当驾驶室发生火损时，该设备不受影响。

8 结论

满足安全返港及有序撤离，电气需要考虑的系统很多，本文简单介绍了几个系统的设计。津川客滚轮作为上海欧得利船舶工程有限公司设计的最新一条满足安全返港要求的客滚船，津川国际客滚船在之前得出的经验上做了很大的改进。配电更加简单高效，做到前后机舱完全互相独立。各个系统回路划分更加清晰，能有效地满足安全返港和有序撤离的要求，得到了船级社的认可。船东对这条船的设计非常满意。津川客滚轮成为了中国天津港-韩国仁川港之间一道美丽的风景。