馬月清

(江蘇省鎮(zhèn)江船廠(集團)有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212000)

38 m全回轉(zhuǎn)溢油回收船設(shè)計

馬月清

(江蘇省鎮(zhèn)江船廠(集團)有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212000)

面對溢油回收船的需求越來越大，但其造價較高，利用率比較低的問題，在常規(guī)全回轉(zhuǎn)拖船的基礎(chǔ)上進行研究，開發(fā)設(shè)計了既滿足溢油回收功能又滿足港口作業(yè)需要的全回轉(zhuǎn)船舶。在不影響全回轉(zhuǎn)拖船進行港口作業(yè)的情況下，配備圍油欄、收油機和消油噴灑裝置等設(shè)備，達到消除污染的目的，具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

全回轉(zhuǎn)拖船;溢油回收船;船舶設(shè)計

0 引言

近年來，隨著海洋經(jīng)濟的不斷發(fā)展，海洋運輸業(yè)得到快速壯大。海港作為發(fā)展海洋運輸?shù)闹匾劳?，不僅是國家海洋運輸?shù)臉屑~，而且對于振興經(jīng)濟有著重要的作用。許多港口大多建有工業(yè)區(qū)和工業(yè)專用碼頭，集儲存保管、集散、加工等于一體。海洋運輸?shù)陌l(fā)展使得港口不斷增加，同時為港口服務(wù)的船舶也日益增多。但在港口建設(shè)和海運業(yè)迅猛發(fā)展的同時，海洋污染也日益加重，特別是溢油污染給漁業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)及旅游業(yè)等海洋經(jīng)濟帶來巨大損失，因此，必須對溢油風(fēng)險進行預(yù)防和應(yīng)急處理。考慮到全回轉(zhuǎn)拖船普遍存在于各個港口，且反應(yīng)速度快，如果能兼作溢油回收船舶，可大大提高溢油回收船的經(jīng)濟性能。

1 全回轉(zhuǎn)溢油回收船主要參數(shù)

38 m全回轉(zhuǎn)溢油回收船不僅是一艘具有消防作業(yè)能力的全回轉(zhuǎn)拖船，能在港內(nèi)協(xié)助大輪靠離碼頭作業(yè)，還具有溢油回收功能及布放圍油欄功能。

1.1 船舶主要量度

總長 38.00 m(不包括護舷及底座)

垂線間長 36.00 m

型寬 11.00 m

型深 5.30 m

設(shè)計吃水 4.30 m

肋距 0.50 m

航速13 kn

拖力 600 kN

1.2 液艙艙容

燃油艙 57.4 m3

滑油循環(huán)艙 7.20 m3

淡水艙 37 m3

主機海水循環(huán)水艙 68 m3

輔機海水循環(huán)水艙 20 m3

污油艙 5.80 m3

泡沫艙 8.50 m3

溢油回收艙 120 m3

1.3 入級符號

國內(nèi)入級并取得下列入級符號:CSAD，CSMD;Oil Recovery ship with Corgo Tank。

2 總體布置

38 m全回轉(zhuǎn)溢油回收船為橫骨架式、單底結(jié)構(gòu)(局部區(qū)域設(shè)雙底)、單甲板、3層甲板室、破冰式船首和大圓角方型船尾的全焊接鋼質(zhì)船。駕駛室設(shè)于船中部駕駛甲板，居住室設(shè)于船中部的主甲板和橋樓甲板，機艙設(shè)于船中部主甲板下。全船主甲板下由4道水密橫艙壁分隔成艏尖艙、錨鏈艙、溢油回收艙和機艙、舵槳艙。

該船在機艙布置1臺1 600 m3/h的對外消防泵，由主機自由端PTO驅(qū)動，向消防炮和水帶管供水;在駕駛室頂部羅徑甲板布置1臺1 200 m3/h的消防炮用于對外消防;對外消防作業(yè)時，覆蓋全船的水幕系統(tǒng)用來保護船舶的自身安全。

為滿足溢油回收的需要，本船尾升高甲板上設(shè)置2只圍油欄集裝箱，每箱內(nèi)裝200 m長充氣式海灣型1500型圍油欄。全船配備1個動力站和1個充氣機用于收放圍油欄。為了作業(yè)后及時清潔圍油欄，配備1套圍油欄清洗裝置。在主甲板室前端甲板上安裝1臺吊機(2 t)以便溢油回收時將2只DXS下行帶式收油機(每只收油機能力為80 m3/h)吊入水面，進行溢油回收。

38 m全回轉(zhuǎn)溢油回收船總布置圖如圖1所示。

3 主推進設(shè)備

主推進系統(tǒng)采用雙機雙槳全回轉(zhuǎn)推進系統(tǒng)。主機為中速柴油機，其單機持續(xù)功率為1 840 kW，其排放滿足IMO(國際海事組織)TIER II的要求。主機的啟動和停車在機艙內(nèi)進行，駕駛室里設(shè)有緊急停車按鈕。全回轉(zhuǎn)舵槳裝置為Rolls-Royce Azimuth Thruster US205P20FP，由主機通過高彈聯(lián)軸節(jié)、萬向節(jié)和中間軸驅(qū)動。螺旋槳的槳徑為2 400 mm，船舶設(shè)計航速為12.8 kn，拖力為600 kN，不僅滿足了溢油回收時快速反應(yīng)、及時到達目的地的要求，又滿足了港內(nèi)各種作業(yè)的要求。

為滿足溢油回收工況的需要，機艙內(nèi)裝有3套柴油發(fā)電機組及配電屏。當(dāng)進行港內(nèi)頂推等輔助作業(yè)時，1臺發(fā)電機組為全船供電;當(dāng)進行污油回收作業(yè)時2臺發(fā)電機組并車運行，1臺備用。任意2臺發(fā)電機組可并車轉(zhuǎn)移負荷或長期并車運行。

4 溢油回收設(shè)備

海面浮油回收的方法大致可分為物理法、機械法、化學(xué)法和生物法。物理法是采用圍油欄圍堵浮油并采用吸油材料吸附海面浮油。機械法是通過撇油器或收油機等機械設(shè)備來進行海面浮油回收作業(yè)?；瘜W(xué)法是通過各類化學(xué)藥劑對海面浮油進行處理。生物法是通過微生物以浮油為其新陳代謝的營養(yǎng)物質(zhì)，達到去除浮油污染的目的。

本溢油回收船在設(shè)計上根據(jù)港口的實際需要，配備了圍油欄、收油機和消油噴灑裝置等設(shè)備。

4.1 圍油欄裝置

圍油欄裝置包括充氣式圍油欄、充吸氣機和圍油欄動力站。

圍油欄是溢油控制所必備的。溢油發(fā)生時，首先要用圍油欄圍控住溢油，防止其擴散。圍油欄還可將溢油導(dǎo)引到合適區(qū)域，使其盡可能濃集，為物理法或機械法回收溢油提供條件。充氣式圍油欄集裝箱與圍油欄動力站和充吸氣機連用，可存儲、布放和回收充氣式圍油欄。每個集裝箱可存儲充氣式橡膠圍油欄200 m。

充吸氣機是充氣式圍油欄輔助設(shè)備。在布放充氣式圍油欄時，充吸氣機給圍油欄的氣室充氣;在回收充氣式圍油欄時，充吸氣機從圍油欄的氣室中抽出氣體。

圍油欄動力站可通過液壓操控臺給圍油欄卷繞架內(nèi)的液壓馬達、液壓充吸氣機液壓馬達提供液壓動力，并且可控制卷繞架轉(zhuǎn)向和速度，也可控制液壓充吸氣機的運轉(zhuǎn)速度。

4.2 收油機

DXS80下行帶式收油機是一種前進型收油機，可以用船拖帶該收油機收油，也可以定位布放在水流中收油，收油能力80 m3/h。它有下列特點:

①適合回收各種粘度的溢油;

②適合回收任何厚度的溢油層;

③回收油中自由水含量少;

④風(fēng)浪對收油效率影響小;

⑤適合在水流中收油。

收油機向前運動時，水面的水、油混合液進入收油機的撇油器機體后，被一個運動方向和水流方向相同、運動速度和水流速度接近的收油帶壓入水下一定深度。水、油混合液在收油帶下端部釋放后，水從機體下部出水口流走，液態(tài)油和油塊浮起進入集油斗中，刮油板刮下收油帶上粘附的溢油，積聚在集油斗中的溢油由輸油泵抽走。通過連接收油機和溢油回收艙之間的軟管將回收油輸送至回收艙。

動力站由船用防爆電機、液壓泵、防爆電控柜、液壓油冷卻器、液壓油箱、濾油器及液壓控制系統(tǒng)組成。船用防爆電機驅(qū)動的液壓泵通過濾油器從液壓油箱中抽取液壓油，并通過前甲板上的液壓操控臺可同時或分別向撇油器的收油帶驅(qū)動馬達和輸油泵馬達提供液壓動力，并且可控制其速度及轉(zhuǎn)向。

4.3 消油噴灑裝置

消油噴灑裝置屬水面溢油污染處理設(shè)備，當(dāng)溢油層較薄時，在有關(guān)部門允許下使用該設(shè)備向水面噴灑溢油分散劑，達到盡快消除油污染的目的。設(shè)備設(shè)計為帶有車輪的車式結(jié)構(gòu)，便于移動，平時可放在儲藏室。噴灑裝置帶有手持噴槍用來將溢油分散劑以帶有沖擊力的小顆粒的形式噴灑到溢油污染的水面上，溢油分散劑與溢油充分混合后，使溢油分散入水中。

4.4 收油網(wǎng)

收油網(wǎng)是回收水面高粘度浮油、焦油球、巧克力凍狀油、吸油氈以及凝油劑凝油后的粒子的設(shè)備。使用時收油網(wǎng)由單船拖帶，水面上的塊狀溢油被圍油欄導(dǎo)引到收油網(wǎng)，水和油一起進入集油網(wǎng)，但水通過集油網(wǎng)的網(wǎng)孔流走，而塊狀溢油流在網(wǎng)內(nèi)。

4.5 伸縮式起重機

為使溢油回收作業(yè)時能將收油機從船的前甲板吊至拖船兩側(cè)的水面，本船配置了1臺安全工作負荷為20 kN的伸縮式起重機，起升高度25 m，起升速度15 m/min，回轉(zhuǎn)角度360°，操作半徑3～10 m。

伸縮式液壓起重機的液壓油油箱設(shè)計在回轉(zhuǎn)基座上，使整機結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。它的動作由起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮4大執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)，具有起升、回轉(zhuǎn)、變幅、伸縮4種動作功能，全部采用液壓作動力。吊鉤起升由液壓絞車實現(xiàn)，并有限制超載功能。

4.6 貨油泵

本船配備了1臺150 m3/h的貨油泵，用于將溢油回收艙的油駁至岸上或其他設(shè)施。該泵是一種定量容積泵，2根螺桿相互嚙合，螺旋槽與容納螺桿的孔壁構(gòu)成一個個彼此連接的密封腔。隨著螺桿連續(xù)平穩(wěn)的向前推移，實現(xiàn)液體的泵送功能。

4.7 圍油欄清洗裝置

為清除附著在圍油欄上的殘油及污垢，配備了1套圍油欄清洗裝置。清洗裝置是由高溫高壓清洗機、清洗箱、動力站和輔助卷繞架構(gòu)成。

5 結(jié)語

專業(yè)的溢油回收船造價高，性能單一，利用率低。全回轉(zhuǎn)浮油回收船除了滿足沿海航區(qū)全回轉(zhuǎn)拖船的各項性能外，同時也具備了浮油回收的能力。浮油回收的功能可以適應(yīng)多種外部需求:溢油較少時可采用噴灑裝置來快速消油;溢油較多時可用圍油欄圍堵以防擴散，也可用收油機收油;當(dāng)氣候寒冷或其他因素使得溢油凝結(jié)成塊時，可通過收油網(wǎng)來回收溢油。

［1］ 中國船級社.鋼質(zhì)海船入級規(guī)范［M］.北京:人民交通出版社，2012.

In the face of the problem of more and more great requirement of spilled oil recovery ship，but higher capital cost，lower coefficient of utilization，the paper develops and designs z-propeller ship satisfying oil spill recovery function as well as harbor operation demands based on general z-propeller tug boat.At the condition of no influencing z-propeller tug harbor operation，the ship equips oil fence，oil recovery machine and oil eliminating sprinkler etc equipments，achieving the aim at eliminating pollution，having better society benefit and economic benefit.

Design on a 38 m z-propeller spilled oil recovery ship

Ma Yueqing(4)

U662.2

A

2014-08-12

馬月清(1973—)，女，工程師，從事船舶輪機工程設(shè)計工作。