海洋工程船散料输送系统轮机生产设计

摘 要：在本文中，我们以武昌船舶重工有限责任公司建造的8000千瓦多用途平台工作船为载体，系统的阐述海洋工程船散料运输系统的轮机生产设计过程中涉及到的相关问题，海洋工程船散料输送系统的材料选择应该结合实际生产进行有针对性的设计，组织更多的人力对其进行深入的研究，从而使该系统在海洋船舶轮机专业的科技含量进一步提高。

关键词：海洋船舶；散装物料输送系统；轮机设计

1前言

远洋船舶的船用辅助服务项目在海洋石油开发项目上具有重要的作用，目前主要分为三用工作船（Anchor handling tug supply vessel）和平台供应船（Platform supply vessel）等两大类型。经过多年的发展，大型海洋船舶属已经成为这个产业的发展趋势，而它的功能也越来越倾向于复杂化和综合化。散装物料输送系统设备配置是钻井系统重要的硬件设施，海洋工程船散装物料输送系统项目中最为重要的技术，目前都被完整的保留下来，它的技术也是一直在发生变革，运输的散装物料主要有水泥、膨润土、重晶石粉、石灰石、高岭土和煤灰等，一般要求介质的密度≤8吨/立方米，颗粒大小在2 800～4万Blaine之间。

2海洋工程船散料输送系统操作的难度

目前对于海洋工程船散料输送系统的研究仍然处于快速发展的阶段，散料输送系统设计首先要注意散料运输的特点，散料输送技术是利用气固两相流，实现粉料在岸上基站与海洋工程船之间的长距离交换以及海洋工程船与平台间的交换。粉状材料的有效运输则是利用空气压缩机提供能量并且最终转变为动能输送粉状物料的复杂运动，使材料颗粒的位置不断变化，将散装物料输送到一个基站或平台上的空气压缩机上；而卸货作业主要是在海上平台上使用压缩机将物料送入分配罐中。船上的空气压缩机不仅需要提供电源，也要考虑压缩空气吹扫对物料运输的影响，在远洋船舶运输系统中，散料输送的问题主要集中于装卸工作上。

海洋工程船散料输送系统一般由以下部分组成：散料储料罐、空气压缩机及管道、阀门遥控系统、监测和控制工艺管道（主要包括进料管、排气管、安全阀排放管、气体供应管和助吹管）等。从类型上来看，散装物料输送系统有很多，但是其基本原理都是通过管道输入和输出以达到物料输送的目的。如果需要的工作人员不多，则更容易布置管道，可以更容易地提高散装物料运输的效率，但是管理压力可能又会增加。反之，则会使运行成本增加，同时控制系统更加复杂，由于管道运输和分散的结构方式，必然会造成维护成本的提高，因此在散料输送装置上管道的布置是难点。

3散料输送系统的特点以及输送系统轮机设计的问题

3.1散料输送系统的设备布置和安装

该系统主要包括散料罐、空气压缩机、干燥机、空气压缩机、空气冷却机、干燥输送罐和输送管道等几部分组成。

工作船通常配置四只左右的散装物料罐。这些装置的排列受到船体大小的限制，一般都不会太大，常常是沿船体方向横向放置，8000千瓦多用途平台工作船的散料系统也是这种形式的。考虑到散料罐在吊装时可能会出现S形的路线，其在移动过程中至少需要有四个较大的支柱来控制其安装方向及位置，那么就需要在甲板上设置四个支柱，使罐体更容易被固定住，因此罐体安装时应考虑在甲板开4个工艺孔，工艺孔如图标示，见图1。

设置散料输送的压缩空气管系统，至少要配置2台空气压缩机和1台冷却干燥机。2台空气压缩机组布置应留有一定的维修空间，但在狭小的空间内，冷干机和空气压缩机的总体布局又须相对紧凑，因此也可以按照散料输送的负载型系统进行有针对性的呈T形紧凑布置，任何类型的散料输送设备的配置系统设计中都应考虑电气控制的操作面和管路接口位置（同时包括压缩空气进口和出口，冷却水入口和出口），通常是设置在设备的侧面，此处需要600mm以上的维修空间，以保证工作人员的有效操作，而不使其他设备或结构造成干涉。

3.2散装物料输送系统的管道布置

由于其传输介质的特殊性，我们在设置管道过程中应该遵循一定的原则。如果输送的是水泥，则凝结水可以很容易地与水泥混合在一起堵塞管道。虽然空气压缩机和冻干机可以提供干燥的压缩空气，但仍含有少量的水蒸气，当冷凝管中出现温差时就会形成结垢和阻塞物质。因此输送料管布置时应尽量避免穿过液舱，以减少管路产生温差的可能；同时，由于管路中仍不可避免的会发生结垢现象，因此设计时要考虑到尽量使管路布置于工作人员易于接近的地方，且要充分考虑到管段的可拆性，以方便维护。

散料输送系统的管道遥控控制阀是在船舶驾驶室进行操作的，物料输送管的控制阀使用气动阀，常用的遥控阀门有两种，一种是集成式，另一种是分体式，两种典型的气动遥控阀门控制空气管系布置如图2、图3所示。

海洋工程散料输送系统的管道配置要考虑到拆卸方便，以确保输送系统的管道配置符合现代生产的标准。

3.3弯管模具工艺设计要求难

管道的弯曲部分的设计要考虑到实际情况，良好的管弯可以保证散料输送的畅通性，管道弯曲部分均要采用4倍以上的弯曲半径。以外径φ140mm为例，则弯曲模具就要使用560mm以上的规格。在实践中经常使用600毫米的规格，模具设计应考虑弯管的热应力，以降低系统的复杂度。在集管式散料输送系统中，输送总管中由于介质双向流动，需要采用一种双三叉管的型式。制作这种管系有两种方法。方法一，先弯两支管，合并段对开拼接，在总管上开与支管相贯的坡口，以总管的相贯曲线坡口比照两支管，在支管上开孔、修割，最后焊接；方法二，先按尺寸制作总管，修割支管的相贯曲线至实际要求的尺寸，然后比照在总管上焊接。通过对实际制作样管的对比，方法二较难操作，制作的管子外观效果较差，正常情况下常常采用方法一来操作。

4结语

散料输送系统轮机专业的设计和制造对于整个海洋工程运输船的工作效率会产生重要的影响，因为散料输送管道系统不仅要求使用更大直径的管道，还要有较大的弯曲半径。所以我们在设计散料输送系统的管道时优先考虑布置直管段，否则后期设计将出现较大困难。海洋工程船的散料输送系统的设计均优先考虑这个设计原则，首先考虑散料系统的整体布局规划，再考虑其他配合系统的布置，从而达到了较好的总体设计效果，海洋工程船在交付并运营两年后，船东的反响也一直不错。

参考文献：

[1]夏德斌，邰大阳. 自升式钻井平台散料系统生产设计浅析[J]. 山东工业技术. 2016（15）.

[2]李占军. 目前海上钻井平台三用工作船散料空压机常见故障及解决方法[J]. 天津航海. 2013（03）.

[3]李燕清，陈占，陈静，纪松林，黄永清. 散料自动输送控制系统在钻井平台上设计和应用[J].船舶工程. 2016（S1）.

[4]李学彬，王闯，王会成. 当代海洋工程开采研究——以辅助船散料系統的生产设计为例解析[J]. 广东造船. 2015（05）.

[5]唐为民.多用途拖轮散料供应系统的组成、装载与排放[J]. 航海. 2017（02）.

[6]宁俊，佟国志，石银辉. 深水钻井船散料输送系统的设计[J]. 船舶工程. 2014（S1）.

[7]李耀刚，郑玉好，杜连东.万吨级散料货轮浅海堆积系统电气控制的实现[J]. 机电工程技术. 2004（07）.

[8]蔡钿，陆炳良，熊曙. 散料和泥浆兼容输送系统研究[J]. 船海工程. 2014（02）.

推荐访问:海洋工程 轮机 生产 输送系统 设计