臧大偉 石振強(qiáng) 王 昆 王吉祥

（大連船舶重工集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司 大連116005）

Marflex深井泵在55000 t化學(xué)品船上的應(yīng)用

臧大偉 石振強(qiáng) 王 昆 王吉祥

（大連船舶重工集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司 大連116005）

滿足化學(xué)品船標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)輸船是世界造船業(yè)公認(rèn)的高技術(shù)、高附加值船型，從設(shè)計(jì)到施工建造，相并法規(guī)和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都極其嚴(yán)苛，而化學(xué)品船的核心設(shè)計(jì)在于其液貨系統(tǒng)。該文以某型55000 t IMO II型化學(xué)品船為例，介紹并分析其液貨裝卸系統(tǒng)的設(shè)備選型、深井泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及系統(tǒng)布置，相并設(shè)計(jì)滿足IBC CODE、MARPOL、OCIMF的要求。此外，由于電動(dòng)深井泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其安裝精度直接影響到泵的工作情況甚至整個(gè)液貨系統(tǒng)的可靠性。文中從深井泵基座和固定支架的設(shè)計(jì)、吸入井的設(shè)計(jì)及制作安裝工藝以及深井泵現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝程序等方面，對(duì)Marflex電動(dòng)深井泵的安裝進(jìn)行研究和介紹。

化學(xué)品船；液貨系統(tǒng)；電動(dòng)深井泵；安裝工藝

引 言

大型化學(xué)品船的特點(diǎn)是液貨艙分艙多，且一次可輸送多種液貨。為了滿足完全隔離的要求以及實(shí)現(xiàn)更高的營(yíng)運(yùn)靈活性，通常選用單艙單泵的形式，即每個(gè)貨艙配備一臺(tái)液貨泵，使其可以獨(dú)立裝載一種貨品［1］。

采用電動(dòng)深井泵作為液貨泵，輸送管路集中于液貨甲板區(qū)域，管系簡(jiǎn)單且閥件附件少，故洗艙與掃艙等均很方便。通常要求多臺(tái)液貨泵能同時(shí)工作且能無級(jí)變速，以實(shí)現(xiàn)排量與揚(yáng)程增減及低速運(yùn)行下的掃艙。55000 t IMO II類化學(xué)品船的液貨系統(tǒng)采用荷蘭Marflex廠家的電動(dòng)式深井泵。

1 概 述

55000 t IMO II類化學(xué)品船是目前世界上最大的II類化學(xué)品船，該船的液貨系統(tǒng)選用荷蘭Marflex公司的電動(dòng)深井泵。本船船旗國(guó)：新加坡；船級(jí)社P55K-1/2 LR+CCS，P55K-3/4 ABS+CCS。本船設(shè)置10對(duì)液貨艙、1對(duì)污油艙、貨油艙及污油艙共計(jì)22個(gè)，單艙單泵，完全獨(dú)立。設(shè)6對(duì)L型壓載艙，首部為空艙，尾尖艙兼作淡水艙。本船壓載艙嚴(yán)格執(zhí)行PSPC涂層要求，貨油艙整體特涂。

該船共計(jì)液貨泵20臺(tái)、污油泵2臺(tái)、壓載泵2臺(tái)、洗艙泵2臺(tái)，型號(hào)及參數(shù)等詳見表1。

表1 各型深井泵參數(shù)

2 marflex液貨電動(dòng)深井泵簡(jiǎn)介

Marflex是一家可提供全系列船用液貨泵的公司，主要供應(yīng)電動(dòng)式液貨泵。以MDPC型液貨泵為例，MDPC型是一型單級(jí)離心深井泵。深井泵可采用電動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的方式，電機(jī)驅(qū)動(dòng)相比液壓驅(qū)動(dòng)具有更高效率以及更低噪聲，且易于安裝維修等優(yōu)點(diǎn)。

MDPC型深井泵驅(qū)動(dòng)軸采用滑油潤(rùn)滑的方式，與傳統(tǒng)的液貨潤(rùn)滑方式的不同之處在于：驅(qū)動(dòng)軸用滑油隔離在傳動(dòng)軸腔中，避免了軸承在掃艙和吹除過程中的磨損。其軸的工作壽命可長(zhǎng)達(dá)10000 h，可以滿足運(yùn)營(yíng)船舶20～25年的服役時(shí)間。

MarflexmDPC型深井泵由甲板裝置、傳動(dòng)軸腔及泵頭等三部分組成，具體如圖1～3：

3 液貨電動(dòng)深井泵布置

本船在泵體整體形式的選型過程中應(yīng)注意以下四個(gè)方面：

（1）修改后的2004mARPOL（國(guó)際防止船舶造成污染公約）73／78 附則II對(duì)化學(xué)品船貨品掃艙殘存量的要求為：X、Y、Z類污染貨品均不得超過75 L［2］。

（2）液貨泵的排出口需要考慮液貨管路的布置，不能與其他設(shè)備及管線相干涉。

（3）船舶一般為尾傾狀態(tài)，液貨泵布置應(yīng)盡可能靠近后艙壁。本船2號(hào)貨艙和10號(hào)貨艙由于電機(jī)基座的布置與甲板系泊設(shè)備干涉，所以布置在距后艙壁約1.6m和1.8m。

（4）本船深井泵布置在干舷甲板上，位于一類危險(xiǎn)區(qū)（ZONE 1）。所以還需注意參照國(guó)際電工委員會(huì)出版的標(biāo)準(zhǔn)IEC 60092-5021999確定深井泵電氣設(shè)備的防爆等級(jí)，本船深井泵選用的EEx de IIC T4防爆等級(jí)的描述及適用性見表2［3］。

表2 本船深井泵選用防爆等級(jí)描述及適用性

因此，考慮到上述原因，本船深井泵在設(shè)計(jì)過程中要求廠家：

（1）液貨泵/污油泵排出口盡可能朝向船首。

（2）壓載泵、洗艙泵左右對(duì)稱布置。

（3）壓載泵吸入端朝向船舯，排出端朝向船尾，接線盒朝向船舯。

（4）洗艙泵吸入端朝向船尾，排出端朝向船舯，接線盒朝向船首。

另外，液貨泵在泵頭的選型過程中應(yīng)考慮泵掃線排出管、掃線進(jìn)口軟管的連接、清潔管進(jìn)口是否和電纜相碰、清潔管出口的布置高度、以及安裝在泵體上的溫度傳感器的接線問題。壓載泵和洗艙泵還應(yīng)注意自吸管路的布置［4］。

表3 本船液貨泵及污油泵位置

除深井泵電機(jī)和泵系主體外，電動(dòng)深井泵系統(tǒng)還包括動(dòng)力及控制系統(tǒng)。動(dòng)力及控制系統(tǒng)由變頻裝置和本地控制系統(tǒng)組成，其中，變頻裝置布置在機(jī)艙變頻室，控制系統(tǒng)位于貨控室內(nèi)貨控臺(tái)。

4 marflex電動(dòng)式深井泵安裝

深井泵作為化學(xué)品船核心部件，其安裝十分重要?，F(xiàn)場(chǎng)施工及工藝人員應(yīng)熟讀廠家的安裝要求，了解泵的相并參數(shù)及各接口用處。并嚴(yán)格按照說明書要求進(jìn)行安裝施工。設(shè)計(jì)及相并的安裝注意事項(xiàng)如下：

4.1 深井泵基座設(shè)計(jì)安裝

基座高度的焊接定位直接決定泵底距吸入井底的距離，所以基座的安裝尤為重要。深井泵的基座根據(jù)廠家推薦進(jìn)行設(shè)計(jì)，法蘭面精度要達(dá)到廠家要求。需要特別注意的是：法蘭面不能涂油漆而要涂保養(yǎng)油以防止影響表面精度?；饕糜诔休d泵體，故應(yīng)考慮泵的振動(dòng)，增加加強(qiáng)肘板，船體結(jié)構(gòu)也應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)。

4.2 深井泵吸入井的制作及安裝

吸入井根據(jù)Marflex廠家推薦，采用一次成型整體不銹鋼材質(zhì)（SUS316L），根據(jù)我廠以往建造經(jīng)驗(yàn)，采用爆炸成型方式，爆炸沖壓成型的吸入井表面與焊接成型相比更加光滑。本船爆炸成型吸入井技術(shù)介紹如下頁表4。

成品吸入井不銹鋼表面需進(jìn)行酸洗鈍化處理，高強(qiáng)鋼部分需進(jìn)行防腐處理，并涂防銹底漆。吸入井制作后內(nèi)表面應(yīng)平整、無劃痕、完好無損，不得有裂縫、折疊、軋折、夾層、結(jié)疤等缺陷。

不銹鋼內(nèi)板制作、運(yùn)輸全過程應(yīng)避免與鐵離子接觸。不銹鋼內(nèi)板應(yīng)能保證在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中不被碰傷，內(nèi)外側(cè)應(yīng)保持干燥和清潔。整體吸入井包裝前應(yīng)倒圓，整體應(yīng)外包三防布或其他等效材料。

表4 吸入井參數(shù)

4.3 深井泵支架設(shè)計(jì)

深井泵的支架布置在艙內(nèi)，支架在泵的軸向方向不直接承載深井泵的重力，僅需承擔(dān)泵橫向受力。但是由于船體變形、熱脹冷縮造成的深井泵軸變形，會(huì)引起支架間接承受深井泵傳動(dòng)軸的軸向力。

以液貨泵為例介紹泵支架的設(shè)計(jì)及安裝，在泵支架的設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格按照廠家推薦進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于在貨艙內(nèi)，除與貨艙壁焊接的墊板為碳鋼外，泵支架其他部分材料均為SUS316L不銹鋼。Marflex廠家推薦的支架型材的尺寸和規(guī)格［5］見表5。

根據(jù)廠家建議，支架設(shè)計(jì)及安裝還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）支架角度為45°±5°，如果超出該角度范圍要求則需要的得到廠家確認(rèn)認(rèn)可；

（2）支架型材不允許開槽；

（3）確保支架在無張力條件下安裝；

（4）固定支架的眼板不允許過長(zhǎng)。

表5 marflex 廠家推薦支架型材規(guī)格

本船艙壁結(jié)構(gòu)為槽型艙壁，且第2號(hào)貨艙和第10號(hào)貨艙的深井泵距離艙壁結(jié)構(gòu)較遠(yuǎn)，所以支架形式和結(jié)構(gòu)都需要重新設(shè)計(jì)。圖5是深井泵泵體支架設(shè)計(jì)的典型圖。

4.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝程序

電動(dòng)深井泵現(xiàn)場(chǎng)安裝及整體吊運(yùn)是化學(xué)品船建造過程中十分重要的一環(huán)，也是化學(xué)品船建造工藝的核心之一。下頁圖6介紹了液貨泵的安裝工藝流程。

液貨泵安裝過程中應(yīng)注意以下六個(gè)方面：

（1）檢查假軸位置時(shí)假軸底部距離吸入井底應(yīng)比設(shè)計(jì)尺寸高5mm；

（2）假軸垂直度要求誤差不超過1mm；

（3）焊接甲板圍井時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)焊接工藝，時(shí)刻觀察避免焊接的變形；

（4）液貨泵的吊裝要求采用2臺(tái)吊車按廠家推薦方法吊運(yùn)；

（5）液貨泵吊運(yùn)到位后應(yīng)仔細(xì)檢查泵吸口與吸入井之間的距離，液貨泵吸口距吸入井距離為50+05mm，殘油艙泵口距吸入井距離為45+05mm；

（6）深井泵安裝過程中螺栓選用A4-80（AISI316） 材質(zhì)，其緊固力矩如表6所示。

表6 A4-80（AISI316）緊固標(biāo)準(zhǔn)N·m

5 結(jié) 論

本文從深井泵的設(shè)備選型、布置、安裝工藝等方面對(duì)55000 t IMO II 化學(xué)品船的液貨系統(tǒng)中的電動(dòng)深井泵的應(yīng)用進(jìn)行研究。液貨泵的型式與化學(xué)品船液貨裝卸系統(tǒng)的型式密切相并，采用電動(dòng)長(zhǎng)軸深井泵既可以免去設(shè)置液壓泵站的各項(xiàng)工作，也能通過變頻控制實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和調(diào)節(jié)工況，同時(shí)系統(tǒng)的效率也會(huì)比選用其他型式的液貨泵高。隨著化學(xué)品船大型化和船東對(duì)船只運(yùn)營(yíng)要求的不斷提高，化學(xué)品船在液貨系統(tǒng)泵設(shè)備的選型和應(yīng)用等方面也會(huì)不斷出現(xiàn)新的思路。本文對(duì)Mar flex電動(dòng)深井泵應(yīng)用的介紹和研究可為日后的設(shè)計(jì)工作提供一定的參考。

［1］ 中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司.船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)（輪機(jī)分冊(cè)）［M］.第3版.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2013：445-446.

［2］ 國(guó)際海事組織. 防污公約2011年綜合文本［M］.中國(guó)船級(jí)社，譯. 第1版.北京：人民交通出版社，2012：183-184.

［3］IEC. IEC60092-502-1999（E） ［S］ Geneva: IEC，1999：23-24.

［4］趙占軍，李忠剛. 46000 DWT化學(xué)品船設(shè)計(jì). ［J］.船舶，2000（2）：35-36.

［5］MARFLEX Installation and maintenance manual［EB/ OL］. 2014-11-06. www.marflex.com/ title-181409701.fm.

Application of mar flex deep well pump on 55000 t chemical tanker

ZANG Da-weisHI Zhen-qiang WANG Kun WANG Ji-xiang
(Dalian shipbuilding Industry Design and Research Institute Co., Ltd., Dalian 116005, China)

The carriers in accord with the standards of chemical tanker are known as high-tech and high value added vessels in the world shipbuilding. The relevant regulations and specifications throughout the design and construction of the chemical tanker are extremely rigorous, and its core design is the liquid cargo system. This paper introduces and analyzes the equipment selection, the structural characteristics of the deep well pump and the arrangement of the liquid cargo handling system on a 55000 t IMO II TYPE chemical tanker. The relevant design of the liquid cargo system satisfies the requirements of IBC CODE,mARPOL, OCIMF.moreover, the installation accuracy of the electrical driven deep well pump could directly affect the working condition of the pump and even the reliability of the entire liquid cargo system due to the structural features of the pump. The installation process of the mar flex electrical driven deep well pump is studied and introduced from the design of the base and fixed support, and the design and manufacture of the suction well, as well as the site installation process of the deep well pump.

chemical tanker; liquid cargosystem; electrical driven deep well pump; installation technology

U664.1

A

1001-9855（2017）05-0055-06

2017-02-13；

2017-03-01

臧大偉（1983-），男，碩士，工程師。研究方向：船舶與海洋工程輪機(jī)管系設(shè)計(jì)與研究。石振強(qiáng)（1991-），男，碩士，助理工程師。研究方向：船舶舾裝設(shè)計(jì)。王 昆（1978-），男，碩士，高級(jí)工程師。研究方向：船舶與海洋工程輪機(jī)管系設(shè)計(jì)與研究。王吉祥（1978-），男，高級(jí)工程師。研究方向：船舶與海洋工程輪機(jī)管系設(shè)計(jì)與研究。

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2017.05.055