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内陆50吨级渔政执法船艇标准化研究

2016-06-24于全虎戴雪良

江苏船舶 2016年2期
关键词:标准化

于全虎,戴雪良,张 平

(江苏省船舶设计研究所有限公司,江苏 镇江 212003)

内陆50吨级渔政执法船艇标准化研究

于全虎,戴雪良,张平

(江苏省船舶设计研究所有限公司,江苏 镇江 212003)

摘要:内河运输船舶标准化工作已开展了多年,船舶标准化已成为船舶技术发展的一个重要趋势和导向。为改变我国内陆地区小吨位渔政执法船艇的建造缺乏标准的现象,通过对包括渔政执法船在内的内河典型执法船型的调研,采用船型简统优化等技术方法,对内陆适应性最广的50吨级标准渔政船型进行了先导性研究,提出了相关设计、建造标准化方面的一些思考,可为制定相关行业标准提供参考。

关键词:内河船;渔政船;标准化

0引言

我国内陆水系众多,水生生物资源丰富,种类繁多,近年来由于环境污染、过量捕捞等原因,渔业资源保有量呈下降趋势,个别地方甚至有枯竭化的趋势。加强渔业环境监测、渔业资源评估,保护好水生生物资源和生态环境,保持内陆渔业资源可持续开发利用,成为渔政管理部门的首要任务。目前我国渔业管理的薄弱环节之一就是装备较为落后。

国内渔政执法船艇的配备主要由所在省、市、自治区按照自己的需求结合当地经济发展水平就近设计、建造,船型杂,又缺乏指导性的建造标准,主要存在的问题有:

(1)船型、尺度规格很多,以50吨级渔政船为例,船长在20~28 m之间分布,型宽、型深等也变化不一。

(2)船舶设计性能存在较大差异,表现在船舶的稳性、速度、续航力等主要指标有很大不同。

(3)船舶建造质量、主要机电设备配备及性能也存在较大的差异。

内河运输船方面,2006年交通运输部发布的《全国内河船型标准化发展纲要》确定了到2010年和2020年我国内河船舶实现标准化和系列化的发展目标。船舶标准化已成为船舶技术发展的一个重要趋势和导向。

在前期广泛调研的基础上,通过深入研究典型船型,集中开发几种适应面较广的典型船型,就主要尺度、性能和机电配备等关键要素提出标准化、系列化的设计与建造要求,指导不同地区渔政船艇的建造装备,有利于提升渔政船艇的综合经济技术性能。

内陆地区水系较适宜小吨位船艇航行。现有渔政执法船吨位基本上集中在(35~75)吨级,50吨级左右的渔政船能够兼顾内陆大部分地区渔业执法的需求,适应性最广。本文就其船型标准化进行一些探讨研究,为制定相关行业标准提供参考。

1内河主流执法船艇基本情况

表1中列出了近年国内建造的各型内河50吨级执法船基本情况,可以为50吨级渔政船的研究提供相应的基础资料。

2内陆渔政执法船总体性能需求分析

通过对内陆代表地域渔政执法水域水文、基础设施、执法现状及发展规划等基本情况的调研, 内陆小吨位渔政执法船与表1所列其他行业执法船艇的主要船型及参数、总体布置形式、建造材料等方面没有太大差异,与部分行业船艇由于使用要求不同,航速存在一定差别,同时影响到主机功率的配备。

2.1船舶主尺度

总长:20~28 m;型宽:4.8~6.0 m;型深:1.7~2.2 m;吃水:0.95~1.2 m。需要特别指出的是,广西漓江的常年通航水位在0.6 m以内,所以该水域船舶的型深、吃水等参数与其他地区存在较大差异。

2.2航区范围

在内河A级和内河C级之间。

2.3排水量变化范围

在35~75 t范围内变化,大部分船的排水量在50 t左右。

2.4主机配备形式及功率变化范围

绝大部分船型选择双主机形式,功率范围一般在2×110~2×205 kW之间。

2.5乘员配置

一般在10~40人之间,个别的达到60人。

2.6续航力和自持力

续航力一般在450~1 200 km之间,自持力一般在3~8 d之间。

2.7上层建筑和门窗材质

上层建筑采用钢质或铝质,门窗以铝质为主。

2.8冰区加强

北方地区需要考虑相应的冰区加强及防低温、防冻影响。

表1 近年国内建造的各型内河

350吨级渔政船标准化要素分析

3.1总体性能要素分析

标准船型在渔政执法船艇设计与建造中具有重要的指导作用,必须要体现技术指标先进、经济指标合理的原则。我国江河流域广大,自然河流水文、气象条件千差万别,渔政执法的方式方法也不尽相同。标准船型必须充分考虑不同地区的情况差异,尽可能地兼顾各方需求,才具备推广价值。当地方的个性化需求与标准船型有较大差异性,确实无法统一时,应允许在标准化的框架下,求同存异,适度调整。

3.1.1主尺度选择

考虑到总体布置、快速性、稳性,船员工作生活方便、舒适性等方面对尺度的需求,并结合公务执法船造型威严、简洁等要求,经过分析比较和优化,确定了主要尺度。其主尺度为:总长25.0 m,型宽5.40 m,型深2.0 m,设计吃水1.0 m。

3.1.2总体布置

渔政执法船在管辖渔区内巡航,需要具备一定的续航能力和自持力,一定的生活、办公和召开会议的场所。船上至少布置会议室、工作室、船员室和厨房间、卫生间等处所,驾驶室有良好的观察视线和室外的观察平台,通道要顺畅。总体布置情况及船型外观分别如图1、图2所示。

3.1.3船员和乘员

根据各地调研情况来看,临时上船的执法人员数量差异很大,在5~20人左右。如果按乘客超过12人以上的客船设计显然是不必要的,但在稳性校核时,按照内河A级航区的要求补充校核旅客集中一舷对稳性的指标要求是必要的。

3.1.4船舶性能

公务执法船必须具备的基本性能主要包括快速性、良好的稳性、富裕干舷、续航力和自持力。

(1)快速性。现有大部分渔船的正常航行速度一般不超过20 km/h,执法船的速度应该快于渔船,速度不宜小于22.2 km/h。

(2)良好的稳性。由于渔政船的执法过程是全天候的,要具备足够的巡航能力和良好的完整稳性,因此应按内河最高航区等级A级航区校核船舶稳性指标并且尽可能提高抗风等级。

(3)富裕干舷。船舶具有较大干舷时,有利于船舶造型显得高大威武,也利于舱室布置中对舱室高度的需求,在执行公务时相对渔船的视野更好,便于执法工作。

(4)续航力和自持力。从统计资料来看,各型执法船的续航力指标在450~1 200 km之间。综合调研情况来看,续航力指标定在600 ~800 km之间较为合理,相应自持力定在5~7 d。

图1 50吨级渔政船总布置图

图2 50吨级渔政船设计效果图

3.1.5结构强度和结构材料

考虑到渔政船在执法过程中可能遇到相对比较频繁的碰撞情况,船舶结构在符合现行规范对船舶结构安全的基础上,对容易碰撞位置的结构形式作适当加强。

在结构安全的前提下,还要考虑到船舶快速性和稳性。减小空船重量可直接减小排水量,对提高航速有直接的意义。同时,降低重心高度可以有效提高船舶的稳性和抗风能力,因此上棚结构宜采用铝合金结构材料,重量轻且耐腐蚀性强。

3.1.6舾装设备

50吨级渔政标准船型大部分舾装设备的配备都与常规船舶一样,只要符合法规要求即可。在锚泊设备方式的选择、救生设备、搜救设备上需要强化配置,包括配备一些专业设备。

3.2主要机电设备性能要素分析

3.2.1主推进系统

3.2.1.1主机选型方案

根据50吨级渔政船对主推进的要求,就国产主流机型作了调研和对比分析,在综合考虑柴油机的经济性、实用性和可操作性的基础上,筛选了其中几种主流机型,并就其相对于本船型要求的主要性能进行对比研究,具体性能参数见表2。

表2 几种适用主机性能参数对比表(举例)

由于本船的船型定位为执法巡逻工作艇,因而主推进系统要求体积小、重量轻,一次连续工作时间以及年平均工作时间都远小于营运货船,表2中3种机型都能满足基本要求,且各自有其一定的优点。

3.2.1.2轴系润滑及密封

水润滑艉轴轴承和密封装置的优点在于不会对水体产生油泄漏污染。我国内河水域泥沙含量较高,考虑到泥砂对轴承的磨损影响以及价格偏高的问题,且现有油润滑艉轴轴承和密封装置产生的油泄漏量极少,因此50吨级渔政船不宜采用水润滑型艉轴承及密封,仍然采用油润滑型。艉轴管与前后轴毂均采用环氧树脂定位工艺粘接,螺旋桨与螺旋桨轴通过键连接。其结构简单,工艺要求低,适于可能建造50吨级渔政船的中小船厂施工。

3.2.2发电与配电设备

目前国内主流船用发电机组的主要优点是价格低廉,操作、维修保养容易,维护费用低,对油品的适应性好,缺点是噪音高,油耗高。如选用进口带隔音罩的发电机组,则噪音可以得到很好的控制,尤其是夜间停泊状态下,其噪音低的优点体现得更为突出;缺点是价格高,后期维护费用高,需高品质润滑油,配件贵,较大的修理工作需服务商完成。根据50吨级渔政船的用电需求,国产20 kW船用发电机组容量较为合适,作为本船主电源满足正常航行所需电力负荷。另设1台主机轴带的直流发电机,作为本船辅助电源。

3.2.3有关油污水处理装置的标准问题

《内河船舶法定检验技术规则》(2011)要求内河船舶机器处所油污水处理装置必须符合IMO的 MEPC.107(49)决议,而《渔业船舶法定检验规则》(2002)无此项要求。本船对污染控制采用了相对较高要求,除了设置油污水处理装置,同时还增设了容积满足海事局法规要求的油污水箱,必要时可以将油污水储存在船上。

4北方船型的特殊考虑

航行于我国北方寒冷地区(如黑龙江)的渔政船,必须在船体结构、舱室的绝缘和保温方面考虑冬季低温的影响。

(1)船体结构。参照规范对航行于冰区船舶的要求进行船艏加强,并将艏柱板加厚,在冰带区内的舷侧部位适当增设纵骨;同时考虑到在河水结冰过程中对船体结构的挤压力,船体外板及舷侧构件也应适当增厚,增加抗挤压能力。

(2)舱室的绝缘保温措施。北方型船在舱室50 mm厚的矿物棉板隔热基础上采用了(50 mm+25 mm)矿物棉板加强隔热。在厨房间、卫生间部位的天花、围壁处增设50 mm矿物棉板加强隔热。

(3)除霜、除雾。为有效除霜、除雾,消融可能的玻璃结冰,在驾驶室的前窗玻璃采用电加热型。

(4)油水储备。在低温环境下,保持同样的续航力和自持能力需要消耗更多的油、水,适当增加船上相应的储存容积。

(5)轴系强度按冰区加强的要求进行核算。

5绿色船舶概念

随着社会环境保护意识的增强和相关规范的发布,绿色船舶概念将会逐步落实在船舶建造实践中,在安全的前提下实现船舶的低消耗、低排放、低污染、舒适性的目标。

具体到渔政标准船型的研发上,主要包括船舶主辅机的选型和节能技术的使用,船舶防污染设施的采用(含油污水处理、生活污水处理、生活垃圾处理)、舱室内部装潢中绿色环保材料的使用等。

6结论

通过对包括渔政执法船在内的内河典型执法船型的调研,简统优化出50吨级渔政船设计、建造中涉及到的主要考虑要素有:

(1)船舶主尺度要素中总长约25m,型宽约5.4m,型深约2.0m左右较为适宜,吃水应注意一些特殊区域的超浅水深。

(2)船舶性能中主要是航速不宜小于12kn(22.2km/h)。

(3)主要机电设备应重点考虑国产成熟型号及厂商。

(4)舱室的绝缘保温措施应重点考虑北方可能的极寒气候。

(5)防污染系统及设备需满足国内内河船舶防污染的一般性规定要求。

上述研究是为后续相关内陆小型渔政船建造标准的制定开展的先导性研究,更多地是揭示了标准编制中的一些基础研究思考。船舶标准化工作是一项长期的工作,不仅需要各种标准船型的不断研发,还包括后续建造过程中的技术服务和质量监督、控制,是一项动态的任重道远的工程。

参考文献:

[1]中国船级社.钢质内河船舶建造规范[M].北京:人民交通出版社,2009.

[2]中国海事局.内河船舶法定检验技术规则[M].北京:人民交通出版社,2011.

基金项目:农业行业标准制定和修订项目-内陆50吨级渔政船建设标准

收稿日期:2014-05-17

作者简介:于全虎(1974—),男,高级工程师,从事船舶科研与设计工作;戴雪良(1963—),男,研究员级高级工程师,从事船舶科研管理工作;张平(1966—),男,研究员级高级工程师,从事船舶科研与设计工作。

中图分类号:U662.1

文献标志码:A

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