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咫尺的梦想
正文
2019-05-09 08:56:07 | 分类:默认分类 | 标签:

1 引言

  根据澳大利亚国家统计局(ABS)最新数据显示,受东南亚市场需求强劲助推,澳洲活牛出口量逐年递增,屡创新高;澳活牛出口方式依旧是海运为主(超过95%),空运为辅。活牛是澳支柱产业和主要出口产品,未来产量和出口量将逐年增长,加上出口量同期增长的阿拉伯等国家和地区,可以推断牲畜运输船市场前景广阔,未来有稳定的需求基础。而此前有建造经验的船厂多数是欧洲和日韩的部分船厂,目前中国已有部分船厂(如广东中远船务设计建造的4500m?牲畜船)逐渐有建造和改装经验,从建造能力上看,中国船厂没有问题。因此,研究牲畜船设计建造如何满足AMSA规范要求,以适应逐步增长的市场需求,势在必行。

  2 货舱供电系统设计

  牲畜船有别于一般货船之处在于,其货运对象是牛羊等活物,因此AMSA MO43(Marine Orders Part 43, issue 6,以下简称MO43)章节中主要是对货舱供电系统的要求。其要求必须有两路完全独立的电源(发电机)向货舱牲畜系统设备供电,为一组电源服务的系统不允许服务于另一组;即设计和布置的一般前提为,任何一个单点故障不会造成两组电源同时失效。以4500m?牲畜船为例,供电单线图见图1:

  2.1 主用电源

  MO43中关于主用电源的描述是基于SOLAS II-1/41中关于船舶主电源的要求,即一般货船主电源的要求。但对于牲畜船来说,船舶负载这一概念不仅包含一般商船正常运行的负载,同时必须包含牲畜所需设备的负载要求;因此在进行电力负荷计算时,对负载的考虑较之一般商船来说,应更加周全:

  以4500m2牲畜船为例,该船选用3台1050kW主发电机,和一台相同功率的轴带发电机作为主电源供电。正常载货航行时,单台发电机或轴发以约92%的负载率满足正常工况所需。包含货舱牲畜设备,如货舱抽送风机,照明,淡水泵污水泵等负载的正常运行。如图1所示,电源由机舱的主配电板通过联络开关向货舱主用、备用配电板供电,再由货舱主用、备用配电板向牲畜设备供电。货舱设备供电为冗余设计,具体在下文描述。

  2.2 备用电源

  MO43中要求牲畜船需配备备用电源,即服务于牲口设备所需的备用电源。出于经济性考虑,牲畜船单独配置了发电机组,该发电机组独立于船舶日常使用的应急发电机组,专门作为牲畜设备应急供电使用。

  首先,备用发电机组应完全按照SOLAS II-1/45关于应急电源中电缆型号,电缆敷设,电缆材质,电缆接线和照明回路的要求,同时要求电缆不能穿过危险区域(SOLAS II-1/45.5.3要求)。

  其次,备用电源的电缆及相关设备(接线盒,分电箱等),不允许穿越包含主用电源所经过的区域,或者与主用电源相连续的区域。这就决定了,备用电源无论在空间布置或是其延伸分布上,必须是一个完全“独立”的存在。设计者进行区域划分、电缆路径规划等设计时,都要考虑到其独立性的特点,避免交叉。

  再次,以牲畜船实际运营工况出发,考虑停泊的经济性,备用发电机通常要兼作停泊发电机来使用。由于装卸货物对象为活物,牲畜船对港口的选择有一定的妥协性(如内河农场),当停靠的码头无法提供岸电时,备用发电机要作为港泊工况的电源使用。因此在发电机容量选择和计算时,应充分考虑这一工况的负载;同时,要求备用发电机通过货舱配电板对主配电板反供电,以满足停泊设备的使用要求。

  以4500m2牲畜船为例,如图2,该船选用1台415kW作为备用发电机,在主电源失电的状态下以53%的负载率向货舱设备供电,满足应急工况;当其作为停泊发电机时,以86%的负载率满足停泊工况。

  3 牲畜服务设备冗余设计

  MO43中12款中规定牲畜船所配备的牲畜系统和设备需满足维护保养的要求。作为对供电系统冗余的补充,牲畜设备也必须有足够的冗余,从而保证设备的单点故障不会造成全船或船上部分系统的故障,所涉及的系统设备如下:

  i. 通风系统

  ii. 饮用水系统

  iii. 饲料喂养系统

  iv. 照明系统

  v. 污水排放系统

  以上系统的冗余,并非是对整个系统的复制,诸如管路,电气线路,泵组等设备或系统,当其中一组故障或需维护时,应保证另一组能够正常运行;即原则是任何单点故障均不能影响系统正常功能。以下仅以4500m?牲畜船货舱通风系统为例,介绍其供电冗余设计,其他系统设计原则上相同,本文不做赘述。

  如图3所示,货舱风机组合启动器安装于货舱配电板内,从而满足了两组启动器在空间上分隔的要求;同时货舱主用备用配电板均为主用电源和备用电源供电(前文已作叙述),电源也满足了隔离和冗余的要求;最后为每台风机设置一台电源转换箱,用以实现两路电源的自动切换和联锁,以满足两路电源非同时供电的要求。值得注意的是,为了避免主用备用电缆布线时的交叉,电源转换箱最好放置在风机本地位置,而非另寻设置空间安装,这样可以保证两路电源的走线更易分开,对后期生产设计放样提供便利。

  4.结束语

  牲畜船相对于一般商船,根据载货对象的不同,对货舱供电设计提出了更高的要求。本文根据AMSA MO43的要求,结合已完工交付的牲畜船,对其货舱供电设计进行了简要的介绍,相信随着全球化经济一体化的进一步发展,牲畜船的比重会越来越高,对电力系统设计的应用也会越来越广。


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