摘要：本文從應用技術角度總結了壓載-艙底水管系工作特點；解析了管系布置圖設計的重要性及出圖歸屬問題；對系統(tǒng)用泵選型、機艙-壓載艙-首部管系布置，以及對負壓（抽真空）工況用的截止止回閥、止回閥型號鄧提出了見解；并對規(guī)范中某些表述予以說明。

關鍵詞：壓載-艙底水；應用技術；研究

中圖分類號：U664.8文獻標識碼：A

Ship Ballast, Bilge Water Piping Application Technology Research

ZHANG Xijian

（Shandong weihai shipyard , weihai 264200）

Abstract: this paper summarizes the application technique Angle ballast, bilge water piping job characteristics; Parsing the piping plan in the design of the importance and the figure of belonging problem; For the system with pump selection were alarmed; The cabin - ballast tank - stem of piping layout elements and nodes; The working condition of negative pressure (vacuum) misuse of stop-check valves, check valves model put forward correction; And the ambiguity in the specification.

Keywords: ballast； bilge water；application technology；research

1 引言

船舶壓載-艙底水管系在船舶中主要承擔著裝卸貨服務和航行安全兩大功能，其有以下特點：一是管路長，一直延伸到艏部防撞艙壁前部；二是路徑特殊，一般要在底壓載艙內穿過；三是功能性強，涉及壓載艙輸/排水及艙底水吸/排工況；四是自動化程度高，遙控閥大都設在該兩管系。由于船型及功能各異，該管系在應用設計中不確定因素很多，或者說因人而異沒有既定模式，因此在系統(tǒng)原理及布置上容易出現(xiàn)種種誤區(qū)。筆者根據(jù)已監(jiān)造船舶的前車之鑒，提出以下避免誤區(qū)的應用技術要素，供同行借鑒和研究。

2管系設計圖的出圖歸屬

由于詳細設計和生產設計職能的獨立性和民船對詳細設計深度的簡化需求，使船舶設計諸多傳統(tǒng)規(guī)則都被更改或廢棄，對于管路而言則表現(xiàn)為將理論技術（管系原理圖）和應用技術（管統(tǒng)布置圖）割裂，分屬為兩個部門的設計產品，這是非常錯誤的。

（1）管系布置體現(xiàn)在布置圖上，目前大多數(shù)詳細設計部門只出原理圖不出布置圖，使本屬于詳細設計職能的布置圖劃歸了生產設計部門。船舶管系設計分為兩部分：一是原理設計；二是布置設計。上述兩部分加在一起才是管系設計圖，簡稱管系圖，設計標準CB/T3243.5-1995輪機表A5清楚的說明了這一點。表中標注的管系圖，應包括系統(tǒng)圖、原理圖、管系圖所規(guī)定的內容。

（2）管系布置是設計者在空間模擬的量化位置及路徑，需要相對準確，若無布置圖則會導致兩個錯誤：①船東或監(jiān)造部門失去了提前審圖發(fā)現(xiàn)問題及修改圖紙的機會；②生產設計部門在布置設計上無法與原理圖設計思路求得一致，全憑自身的理解進行布置，導致出現(xiàn)諸多冗余或不良設計乃至錯誤，而此錯誤要在管路安裝后才能曝光，一旦發(fā)現(xiàn)就為時已晚，并且一般情況下是無法更改的。因此，全船管系布置圖必須由詳細設計部門做出，并最遲在審圖后轉交生產設計部門前提交船東審閱并確認。

（3）管系生產設計俗稱“放樣”，是將管線路徑示意變?yōu)榫唧w尺寸的管段施工圖。生產設計的重點職能是根據(jù)管系布置圖繪制管段施工圖紙（俗稱放樣小票），因此該職能不具備管系布置設計能力，對管系布置的修改僅限于對閥門直通/直角等的選擇權，其它如有錯誤均需反饋詳細設計部門予以更正。初步設計、詳細設計和生產設計相互銜接的基本要求CB/Z254-88標準5.1和5.4.b條對詳細設計供圖范圍做了明確規(guī)定。而目前不少船舶設計中，將生產設計職能延伸至詳細設計階段并由其進行管系布置設計的做法是十分錯誤的。

3壓載泵、艙底泵、噴射泵選型及布置

3.1 壓載泵

應采用立（可拆葉輪式）泵結構，排量參數(shù)應略大于設計排水時間以滿足當泵間隙偏大時也能滿足原定排水時間；泵吸口不能高于海水總管，如高出需設置真空自吸裝置的，在泵出口需設置具有垂直回落止回功能閥門；真空裝置要設定真空度/真空量技術參數(shù)，參數(shù)要與真空工況相吻合。

3.2 艙底-消防泵（離心式）

應同于壓載泵結構，二級壓力/排量參數(shù)；泵吸口距內地板高度不能大于2倍艙底水總管直徑安裝高度；兩泵必須具有各泵獨立排舷外口和互備轉換功能；兩泵設在機艙同一側的，另一側噴射泵要單獨設置出舷外口。

艙底-消防泵隨機的真空裝置性能，應根據(jù)船用泵抽吸裝置CB/T3489-92標準給定的技術參數(shù)與實際工況相適應，或將裝置參數(shù)作相應的修改。自吸裝置真空能力參數(shù)計算依據(jù)為：①機艙艙底水總管→各支管→末端止回閥；②機艙→全船艙底水總管→最長兩支管→末端止回閥前管內體積之和。

3.3 噴射泵

機艙噴射泵排量參數(shù)應不小于艙底泵高壓排量的70%，首部噴射泵應不小于應急消防泵排量的80%；機艙噴射泵吸口不能高出花鋼板（距壓載泵出口總管越低越好，可以水平安裝）；不需設置噴射泵至污水井吸入管路；首部噴射泵必須垂直安裝，高度位置見6（3）條。

3.4 應急消防泵

自吸臥式離心泵的自吸能力只是針對單獨吸入管路的垂直高度而言，因此只能滿足在海水吸入高度不足工況下的單一自吸功能，該泵恰當?shù)挠猛臼亲鳛閼毕辣枚荒茏鳛榕摰妆檬褂谩?/p>

4 機艙管系布置

（1）壓載泵排出：泵出口至左右舷外路徑應避免出花鋼板向上然后呈倒U型反向至舷外口，應在花鋼板以下（海水總管下部）直接至舷外口。

（2）艙底水吸入：至機艙內地板以上邊空艙（含機艙壁前）的水平吸入管均要在該艙底部敷設，垂直吸口至水平管高度不能大于1 000 mm，水平吸管路經高度不能高于初始高度，需設膨脹彎管的要按水平方向延伸。

5壓載艙內總管布置

（1）由于壓載-艙底水遙控閥現(xiàn)已采用電-液式原理結構，如再在壓載艙下設置管弄以及將此閥還布置在單層底的閥艙內已不滿足該組合閥門對安全使用及維護工況的需求，因此遙控閥必須布置在貨艙橫壁的底墩艙內或單獨為遙控閥設置的閥艙內（內底板上）。鑒于此，機艙至首部壓載-艙底水總管在底壓載艙的每艙內按開口S型膨脹節(jié)布置，即一個壓載艙內只出現(xiàn)一個開口S型彎管，彎管長度按許可的鋼管彈性模數(shù)確定。壓載總管通道應在艙前后肋板上等設置專用減輕孔；艙底水總管（一般為右側）布置同壓載總管禁止占用人孔通道。

（2）如總管采用直線布置并采用波紋膨脹節(jié)取代S型管路膨脹節(jié)的，現(xiàn)波紋式膨脹節(jié)CB1153-93標準由于壁厚不夠等原因不能在外部也接觸海水工況下使用，應在以下尺寸上做修改并取得CCS證書：①波數(shù)可減少30%但總長度不動（5波紋改3波紋）；②波形外徑與內徑的間距應加大一倍及以上，波形板厚度要加大一倍；③要采用B型結構，接管與波形板的焊接應為熔透焊并為同等材質。該膨脹節(jié)應安裝在總管與水密橫壁后三通支管的連接處。

（3）左右壓載總管在底墩艙及閥艙下部設一三通支管至底墩艙或閥艙內，在艙內再連接三通支管與兩遙控閥連接；至左右底壓載艙支管經遙控閥后按最佳路徑引入底艙吸口處；至左右頂邊艙的支管經遙控閥后在艙內向兩側沿槽型壁向上進入頂邊艙吸口處；

（4）從流體力學原理嚴格界定分路三通管進/出口連接，應以直管的一端作為吸排總管而禁止將三通管（與直管垂直管） 作為吸排總管布置。

（5）因為艙底水吸入同時兼有對機艙/貨艙/泵艙分別進水應急排水功能，因此總管至各吸入支管總流通面積應按機艙、單一貨艙、防泵艙為各自獨立工況進行分別計算，各支管總流通面積應不小于總管流通面積。如艙底泵吸口通經為DN200，則機艙4吸口各通經不小于DN100；貨艙2吸口各通經不小于DN150；應急消防泵艙單獨吸口不小于DN200?，F(xiàn)諸多設計將至貨艙兩吸口通經設為DN100、至應急消防泵艙設為DN65（有些船該艙為單層底）是不合理的。

（6）艙底水總管在右側進入底墩艙同壓載總管布置，至左右污水井的水密通艙件應為螺栓可拆式（見鋼通艙管件CB/T3480-92 A、C型）。

6 首部管系布置

（1）首部管系主要由機艙艙底水管系和應急消防泵管系兩部分組成。由于規(guī)范只強調首應急消防泵的消防功能，因此習慣上都把首部艙底水（首應急消防泵艙、錨鏈艙、空艙、首甲板室）抽取功能統(tǒng)劃歸機艙艙底泵負責，并由一個噴射泵負責吸/排水而將應急消防泵功能閑置（只打消防水），這導致在使用效果、頻率以及功率配置上極不合理并使耗能無端增加，建議將首部艙底水吸入也并入應急消防泵吸入管路，并將噴射泵只保留至錨鏈艙吸入管路，其他直接接入艙底水吸入總管。

（2）應急消防泵艙艙底需設置內底板及污水井，板下與壓載艙貫通。壓載總管至首壓載艙減徑支管應在泵艙內底板上部經防撞艙壁進入應急消防泵艙。該通艙管件短管壁厚要按舷外短管等同要求，至首壓載艙支管在遙控閥后需經彎管膨脹節(jié)后進入首壓載艙吸口處。艙底水至消防泵艙支管穿艙布置同壓載支管。

（3）首部噴射泵吸口至錨鏈艙底部垂直高度要控制在1~1.5 m之間（不可緊貼底部吸口不設止回閥）；非垂直部分管段要呈直線型斜度狀布置；噴射泵進出管路均須用蝶閥控制并需將其安裝在垂直管路上（使泵停止時吸入管內的泥漿水不能滯留于管路中）。

（4）噴射泵及控制閥均應設在應急消防泵艙通道中至首空艙底平面高度，通道中無安裝位置的應向前空艙內延伸形成水密工作平臺。

7 遙控閥及控制臺

（1）壓載水閥門遙控系統(tǒng)要將尾尖（壓載）艙閥門遙控包括在內；有條件的要將泵前、后的轉換閥門以及至左右噴射泵（掃艙系統(tǒng)）進出口閥門納入遙控范圍。

（2）遙控臺屬于液位顯示-閥門遙控組合顯示-控制臺，臺面上需設置壓載泵、艙底-消防泵、應急消防泵啟動/停止按鈕和壓載泵、艙底-消防泵（一級/二級壓力）遙測式壓力表。

8 吸入式截止止回閥、止回閥

（1）對于艙底水負壓（抽真空）吸入工況而言。截止止回閥的概念不再是一個組合功能閥門，而應是截止閥+法蘭旋起式直通止回閥閥組。鑒于DN 50及以上鑄鐵旋啟式止回閥目前還無行業(yè)標準號，仍應以JIS F7372、7373作為標準選用。如將排出型截止止回閥（GB/T591-93）、（GB/T592-93）繼續(xù)設置在負壓（真空）吸入管路上，將會給艙底水吸入工況帶來終生麻煩。上述閥門為何要更改型號的技術原理詳見《廣東造船》2014第二期作者專文《造船管系閥件設計與應用》在此不再贅述。

（2）消防、艙底水泵（離心式為主）吸入端，原設計為截止止回一體閥（升降式閥盤），末端同樣設截止止回閥或止回閥的，均要改為截止閥+法蘭旋啟式直通止回閥；至貨艙污水井水平吸入管末端，只需設單獨旋啟式止回閥，泵前空間位置不滿足的可用板式止回閥代替（閥盤僅限垂直安裝）；各邊空艙吸口高于泵吸口端且水平吸入管一直低于初始端的，應免設止回閥；除連環(huán)空艙外，止回閥不能安裝在水密艙柜內。

由于規(guī)范對該管系設計均無指令性約束條款，例如對止回閥類型及負壓（抽真空）工況用的是指導性表述（詳見第三篇3.4.2.1、3.4.5.1（4）、3.4.7.2、3.9.2.1條；第六篇2.1.2.2條內容），加之CCS交船驗收項目也無此類內容等，導致了該管系在設計上屬于“隱性失控”現(xiàn)狀，由此造成的功效損失將由船東“買單”，這是應引起各方重視尤其是船東們不應懈怠的問題。

9 結束語

船舶專業(yè)技術分為理論技術（工作原理）、工藝技術（制作難點）、應用技術（布置制裝）、管理技術（工作標準）四大類。從目前普通船舶設計-建造和配套產品的制作看，前兩類已基本雷同不需要再獨立進行探討，即使有些目前沒有的先進船舶也會以技術輻射形式迅速推廣。而應用技術則是千差萬別的，包括對先進理論技術及產品引進的過程，同樣也屬于應用技術范疇，在航天科技的報道中就曾多次使用應用技術這一專業(yè)術語。

應用技術的特征表現(xiàn)為上與理論技術銜接，下與使用效能掛鉤，是實踐型技術。應用技術的大多數(shù)內容是將在實踐中不斷優(yōu)化的系統(tǒng)例證及程序加以規(guī)范化總結，成為有條理的準則、規(guī)則、要則等，用于指導后續(xù)的工作實踐，這也是本文的旨意。望通過本文能引起業(yè)內人士的重視，并將船舶應用技術作為一項普及性專業(yè)技術進行研討和推廣。

作者簡介：張晰見（1956-），男，助理經濟師。主要從事船舶監(jiān)造及造船技術管理工作。

收稿日期：2014-03-17