论铝合金高速客船电气设计要点

刘晓琼

摘 要：十多年来，随着船舶向着大型化、高速化、自动化和高新技术化方向发展，以及国内外有关公约、规范、标准有了新的变化，特别是节能减排己提升至船舶设计和营运管理重要地位。这对船舶电气设备系统设计提出了新的要求，特别是电力电子技术和微处理技术的发展，使船电技术进入了又一个新阶段。

关键词：设计要点;生产设计;法规;工艺标准

随着铝合金高速客船的建造规模日益增长，对应的设计水平也日趋提高，下面从两方面介绍铝合金高速客船的电气设计要点。

一、方案阶段设计要点

从取得船东方招标方案开始，我们就需做一系列的认证工作，首先是确定主要的电气参数（如电制、电压、频率）。然后是电气设备选型是否满足规范要求。

设计人员拿到招标文件后需认证船上的主要的电气参数，有一个招标文件提到发电机主要参数是单相220V，频率50HZ，容量由船厂核算选型，咋一看没什么问题，但仔细看过标书后，就会发现，船上空调制冷要求过高，要求十分钟内室温由40度降至16度，那么空调主机功率相比常规增加一陪，加上机舱风机功率、消防泵功率（是一艘消防救援船）、组合探照灯、照明、导航无线电设备功率一起，总功率接近60KW，对发电机选型时，电制为单相220V功率60KW左右的发电机几乎没有，满足要求的只能是三相380V电制的发电机，船厂通过早期认证并将发现的问题及时与船东沟通，修改了电制，才避免了设计失误。

电气设备选型认证也很重要。在很多招标文件中对某些设备指定了品牌型号，这些型号很可能是船东曾经习惯使用过的产品，如果船厂销售人员直接按招标文件报价，很可能导致船厂极大损失，原因是，投标文件中的设备很可能不满足国内规范要求，具体一点就是船用产品检验证书的要求，如在2020年的《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海船法定检验技术规）未问世之前，高速船部分航行设备需满足2016年《船舶与海上设施法定检验规则》的修改通报，即陀螺罗经的性能标准应满足A.82（19）决议，雷达的性能标准应满足A.820（19）决议或MSC.192（79）决议，夜视仪的性能标准应满足MSC.94（72）决议等等。这些要求均需在船用产品检验证书中体现，而船东指定的产品可能是早期品牌型号没有这些要求，价格也就便宜很多，要满足这些检验要求的产品通常为国际高端品牌，价格昂贵，只有船厂在投标前向船东提出疑議，才能避免后期的经济损失。

二、初步设计要点

船厂中标后，就是初步设计了，设计要点为以下两点：1.准确估算全船电力负载;2.结合船体、轮机、内装三专业设计人员，对主要电气设备定位布置。为什么重点考虑以上两点，原因及设计工作下面介绍。

2.1准确估算全船电力负载，对铝合金高速客船航行时同时使用的电气设备的负载量，做一份电子表格，最好是结合船东提供的数据，主要包括空调、服务台用电设备、厨房设备、充电机、无线电导航设备、舱室照明、海淡水泵、公共广播等设备的负载参数，在这里重点计算空调与机舱风机的负载量，其中空调功率是可调整的，我们在建或己建的十余艘铝合金高速客船上，空调的制冷与制热量一定要算到足够余量，保证全船的舒适度，如果全船空调加上其它负载的容量总和达到发电机总容量的80%或以上了，就需要建议船东增大发电机的容量，不然等到建造后期，对于客船的舒适度达不到，而又没有更好的办法改进时，就会变成设计失误。

2.2主要电气设备定位布置，主要的电气设备是指主配电板、充放电板、分配电板及驾控台设备。布置这些设备时一定要与船体、轮机、内装三专业设计人员一起讨论定位。

主配电板定位，通常主配板安装于底甲板机舱，对于部分高速客船，为便于船东操作，将主配电板安装于主甲板艉部的配电间，而配电间的一部分还被上驾驶甲板的楼梯占用了一部分，这样主配电板的安装空间需要船体设计师预留出来，船体可通过改变楼梯的倾斜度来满足配电板安装尺寸，如果主配电板安装于底甲板机舱，电气需与轮机专业协商，尽量要避开轮机的齿轮箱、通风管道、主付机排烟管、消防管道等等，如果专业间不沟通，就会造成电气设备与轮机管道冲突，电气设备布置空间不足的尴尬场面。

充放电板与分配电板的定位，临时应急充放电板、无线电充放电板，分配电板它们均安装于驾驶室或客舱服务台或配餐间等位置，它们的定位需要提前与内装设计人员沟通，内装会根据配电板的尺寸做柜子及加强安装壁，如果不及时提前沟通，待到后期安装这些设备时，就会造成结构不强，布置不美观的局面。

驾控台设备定位，电气设计人员需要提早从供应商获取设备的外观及开孔尺寸，将所有需要布置于驾控台的设备，按一比一的比例画出来并按常规操船位布置于驾控台，然后与内装设计人员讨论，为了能布置这些设备，内装可能需要调整个驾控台的造型，如果不提前拿到设备尺寸，也不与内装沟通布置，结果很可能是驾控台布置不下应布置的设备，需要修修补补，从而导致驾控台不美观，增加返工成本。

三、生产设计要点

铝合金高速客船的优点是质量轻、航速高、工艺精。达到航速高不仅仅是因为配备了高端的进口推进主机，还有一个重要的原因是设备的安装工艺精湛。但这些施工工艺精华只有少数人掌握，并且还比较分散，我们需要把这些施工工艺做成一系列的标准，整理成册，然后规范生产，指导生产，让施工人员有图可依，提高工作效率。船舶的施工工艺有很多，但是结合实际问题通过示意图表示出来却不多，下面介绍两种生产设计中经常出现的标准工艺。

3.1特殊的电缆托架安装标准工艺之一如下图

3.2用P形夹固定电缆的标准工艺

在某些舱室天花舱壁上，电缆敷设较少不便走扁铝的情况下，可采用P型夹固定电缆，直接用铆钉将其固定在船体的结构上，为便于P型夹的安装，每个电缆支撑的距离不能大于300毫米，除非P型夹完全夹住电缆，不易松动，否则需要用电缆扎带将电缆捆扎到P型夹上，根据电缆的数量而定，尽可能地选用小型P型夹，用5-6个铆钉将P型夹具固定到结构上。

类似上述工艺标准还有很多种，如电装件标准、大型设备基座标准、中小型设备基座标准、电气设备安装工艺标准、电缆敷设工艺标准等等，标准多了，施工便简单了，效率就提高了，无论船厂人员怎么流动，施工都不会受太大的影响。

结束语：以上介绍只是建造铝合金高速客船设计要点的一部分，为推进我们国家船舶建造技术的提高，希望越来越多的设计人员能够多学习国内外的先进造船技术，总结造船精华，为国家的船舶行业出一份力。

参考文献

[1] 《船舶设计实用手册 》电气分册

[2] 《国内航行海船法定检验技术规范》2016年修改通报