70 000载重吨木屑船货舱舾装的设计特点

2020-10-23丁运来林兆东

江苏船舶 2020年4期

李磊，丁运来，林兆东

(中船澄西船舶修造有限公司，江苏江阴 214433)

0 引言

木屑是由木材加工成的小木片，其主要分为软木屑和硬木屑两大类：软木屑密度较小，货物积载因素(S.F)较大，约为100～120；硬木屑密度较大，货物积载因素较小，约为80～85[1]。由于木屑用途广泛，可再生，并且相比整木运输，其运输更加便捷、灵活，因此木屑受到了世界各国的青睐。目前，中国市场的木屑需求已经超过了日本，这些木屑主要进入3大产品线：牛皮纸浆、溶解纸浆和预热热磨机械浆。此外，欧洲各国家和韩国也是木屑的主要进口国。世界各国对木屑需求量的激增推动了木屑价格的飞涨，越南、澳大利亚、智利、美国、巴西等国作为主要的木屑出口国(其中越南已成为第一大木屑出口国)，每天都在不断生产木屑并向外输出。而木屑由于密度小、体积大，需要非常大的装载容积，海运成为了木屑最为经济高效的运输手段。因此，随着木屑需求量的增加和老龄船的拆解更新，各国都对木屑船的运力提出了更高的要求。

过去，全球的木屑船基本由日本建造，韩国也曾建造过。而我国是木屑进口大国，需要依赖进口的木屑船，且进口木屑船价格高，损坏后维修困难，大大提高了运输成本。近年来，为了打破日本对木屑船市场垄断的局面，我国木屑船设计和制造水平大大提升。国内有关设计院在2010年对木屑船的设计特点进行了研究[2]，并自主研发了61 000载重吨木屑船。国内相继承接了多个木屑船建造订单，其中国内船厂建造的64 000载重吨木屑船是国内第一个完全自主设计并建造的大型木屑船，为后续3艘同类型船舶以及更大型的70 000载重吨木屑船的建造质量打下了坚实的基础。

综上，虽然我国木屑船的发展取得了可喜的成绩，但国内公开发表的文献内容并没有木屑船具体的生产设计特点方面的介绍。因此，本文通过分析木屑船的装载和航运特点，结合船厂建造经验，对70 000载重吨木屑船货舱舾装设计特点进行分析，在开发设计总结的基础上，补充生产设计特点的总结，对提高国内木屑船的自主设计能力具有积极意义。此外，不仅可以进一步优化木屑船具体设计细节，还可以提高船舶运营效益和效率，不断提高国内木屑船自主设计和建造水平。

1 70 000载重吨木屑船的参数及布置

1.1 主要参数

船舶总长215.4 m，型宽37.0 m，型深25.2 m，设计吃水12.0 m，服务航速13.2 kn，载员25人。

1.2 船型及总布置

70 000载重吨木屑船是目前全球最大吨位的木屑船，其总布置图见图1。本船为远洋木屑运输船，主要用于运输木屑等轻质货种，兼装其他密度低于1 g/cm3的固体散货。全船船体为单甲板、单壳、双底钢质结构，采用单机、单桨、单舵推进方式，舱容约14.16万m3，配置3台400 kN的甲板克令吊;设置了6个货舱，其中3号货舱为风暴压载舱，1号货舱和5号货舱为港口压载舱，燃油舱布置在6号货舱和机舱之间。

图1 70 000 载重吨木屑船总布置

2 70 000载重吨木屑船装卸货特点

木屑的装载通常使用码头的装船机，卸货时常使用自身携带的克令吊，利用抓斗卸货。一般木屑船都带有自卸设备，抓斗将货物抓取后，放到料斗内，经传送带卸至码头的输送带上入库。70 000载重吨木屑船没有自卸系统，仅配置了3台400 kN甲板克令吊及3个适用于抓取轻货的300 kN抓斗，由克令吊将货物抓取后投送到码头的接收设备。

木屑船装货前要清扫冲洗货舱，确保舱内没有残余的粉尘垃圾和铁锈等，以免影响木屑品质。木屑具有吸湿性强、含水率变化大的特点。当空气潮湿时，木屑的含水率会迅速上升。如果木屑的含水量超过15%，就会产生易燃气体，有发生燃爆的风险，因此要确保货舱的水密性。这里要特别注意检查位于货舱底部的污水井和压载井盖，防止水从污水井内或压载井内经盖板进入货舱。

此外，由于木屑密度小(0.25～0.45 t/m3)，颗粒度小，装卸货过程中不仅会产生大量粉尘，散落至舱口围板及甲板各处，还容易堵塞各种开口或管头，附着在设备表面，影响设备的使用效果，所以在卸货过程中，应避免木屑在舱内的结构、舾装件上积聚，否则会导致卸货不完全，清舱时有较大困难。

3 70 000载重吨木屑船货舱舾装设计特点

木屑船货舱区舾装设计时要考虑木屑船尺度特点、货物特性及装卸货特点。本文选取70 000载重吨木屑船货舱舾装的几个典型的设计特点作介绍。

(1)为减少货舱内结构和舾装件上货物积聚，货舱内倾斜式结构较多。单壳结构加强均设计为35°向下倾斜安装，角落布置卸货板。货舱内的梯道需要按澳大利亚海事安全局(AMSA)要求进行设计，且符合人机工程学的基本原理。因此需要从舾装件结构的简化、材料的选用等方面加以考虑。70 000载重吨木屑船盘梯踏步与普通散货船相比在设计上有明显改进。以海豚64 000载重吨散货船盘梯踏步为例，踏步四周由角钢围成，平面上有较大面积遮挡，见图2。而70 000载重吨木屑船的盘梯踏步四周由钢板拼制，仅保留一处角钢用以增加方钢条的焊接长度，从而提高强度。该踏步平面上遮挡面积小，可有效减少货物积聚，见图3。相似的设计方法还用于货舱管子保护上。通过选取方钢，旋转45°后弯制成管子保护的撑脚，在正对管子的位置，焊接竖向布置的角钢，平面上的遮挡面积便仅剩下角钢的横截面，有效避免了货物的积聚。

(2)货舱污水井盖板连接着货舱和污水井。为了避免木屑通过盖板上的孔进入污水井内，同时也防止污水井内的水进入货舱，可在污水井盖盖板和座圈之间增设1块隔离板。其结构见图4。

(3)舱口围板需布置清扫平台，用于清扫舱口围板。根据木屑的货物特性和装卸货特点，装卸货工作完成后，舱口围板会附着大量的碎木屑和粉尘，需要及时清扫。为了避免木屑粉尘影响货舱舱口盖橡皮的密封效果和使用寿命，建议用压缩空气吹净舱口盖橡皮上和压紧扁钢上附着的木屑粉尘。舱口围板清扫平台的布置可以采取不同的布置方案。70 000载重吨木屑船、64 000载重吨木屑船、海豚64 000载重吨散货船这3种不同的舱口围板清扫平台布置型式特点见表1，布置效果见图5～图6。在实际布置时，可以结合舱口围板周边管路的布置及船东的意见选择合适的布置方案。

图2 海豚64 000载重吨散货船盘梯踏步

图3 70 000载重吨木屑船盘梯踏步

1—螺栓、螺母；2—拉手；3—盖板；4—围板；5—座圈；6—隔离板；7—密封圈。

表1 舱口围板清扫平台布置型式对比

(4)观舱平台的布置需要适应木屑船舱口围板较高的特点，同时考虑港口要求。我国日照港是最早开始建设木片专用卸船码头的港口，如今大量的进口木片至日照港卸船。根据港口要求，观舱平台应能保证观察者视线覆盖整个货舱，每个舱左右舷前后各一个观舱平台。因此，在设计观舱平台时，应进行视线模拟，以舱口围板面板向下定位。按此设计的观舱平台比较高，宜采用侧方布置简易踏步或者直梯式踏步的方式上下，具体应根据周围管系和其他设备的布置情况确定。70 000载重吨木屑船甲板纵向管束集中在左舷，管束与舱口围板之间留有通道，因此不宜设置直梯式踏步，避免阻断通道，可以利用舱口围板的肘板设置简易踏步。而右舷没有纵向连续管路，非常整洁，可以设置直梯式踏步，更加便于上下攀爬。70 000载重吨木屑船所有观舱平台均只与舱口围板焊接，避免了甲板和甲板反面的油漆破损。此外，还可以实现在舱口围板分段安装，将工序前移，提高了分段完整性，为木屑船建造提供较大便利。需要注意的是，观舱平台防护栏杆的设计应设计成可倒、可拆或插拔式，从而保证其不突出舱口围板面板，不影响装卸货操作。

图5 海豚64 000载重吨散货船舱口围板清扫平台

图6 70 000载重吨木屑船舱口围板平台(左舷)

(5)由于木屑船型深较深，所以舷梯和引水员梯都比较长，通常可以采用艉部下沉式甲板，便于布置艉部系泊和舷梯。70 000载重吨木屑船艉部为平甲板，选用了1部伸缩式舷梯，长度为23.1 m；舯部引水员梯长度为19.8 m。由于艉部线型收缩较大，艉部舷梯尽量布置在艉部靠近货舱区的位置，以对应舷边较为平直的部位。加油站也因相同理由布置在此处，以利于加油操作，但会造成加油软管需要越过舷梯接到加油站。为了避免软管和舷梯的摩擦，需要设置一处高出舷梯收储状态的油管托架，燃油管吊需要布置在A甲板靠艏的位置。

(6)70 000载重吨木屑船的3台克令吊分别布置在1号和2号货舱之间、3号和4号货舱之间、5号和6号货舱之间，每台克令吊均配置1个吊臂托架。为了简洁美观，通行顺畅，管路集中布置于左舷，右舷甲板上没有管路，同时也为3个吊臂托架与3只抓斗的布置留出了空间。但是，需要避开舯部绞车的带缆区和舯部引水员梯，并综合考虑甲板安全通道的布置，还要保证驾驶室视线不受影响。