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船舶管路布局优化方法及应用

2017-06-16孙丰产

科学与财富 2017年17期
关键词:优化方法布局应用

孙丰产

(中远船务(启东)海洋工程有限公司 江苏南通 226251)

摘要:管路布局是船舶设计中重要的组成部分,管路布局的质量不仅影响到船厂的建造成本,更影响到后期船舶运营的妥全性和便利性。而船舶管路布局是一项繁琐而复杂的工作,需要团队协同作业,不同的设计师,不同的区域,受经验与知识面的影响,设计风格、设计理念往往存在差异,这就要求设计人员在管路布局过程中能纵观全局,统筹把握,在满足各类规范和各项标准的前提下,优化出最经济、最实用的管路布局。

关键词:船舶管路;布局;优化方法;应用

1船舶管路综合布局的准备工作

船舶管路综合布局的准备工作主要以图纸的准备和绘制为主,由于船舶管路综合布局优化的复杂性和专业性,进行船舶管路综合布局工作必须做到细致耐心。应该从以下几个方面进行船舶管路综合布局的准备工作。

1.1船舶建造相关图纸的熟悉

船舶管路综合布局的优化应该从设计时间开展,在设计时期对于船舶建造图纸要有高度的重视,特别是对于船舶管路综合设计图、船体图、相关系统的总图、电缆走向和连接示意图等进行熟悉,以便对船舶设计的意图和建造的主体有一个较为清晰而准确的把握。

1.2船舶管路施工规范的熟悉

船舶管路综合布局需要有相关的施工规范和行业规范作为前提,船舶管路综合布局优化人员应该对技术标准和施工规范做到熟悉和掌握,特别是对于较大影响的规则和程序更是要予以高度重视,以实现为船舶管路综合布局提供优化的基础。

1.3船舶管路设备材料的收集

要全面掌握船舶管路和设备的信息,对于主要的材料进行质量上和性能上的严格控制,特别是对于船舶管路中管道、阀门、开关等重要器材和附件要有详细的技术资料掌握,以便确保设备材料的性能适用于船舶管路建设和综合布局优化的需求。

1.4船舶管路建造的工艺准备

船舶管路综合布局的优化前提是对建造管路技术的全面掌握,也就是说要对船舶管路建造做好工艺上和技术上的准备,这样才能够效确保管路优化过程中施工的可行性和建造的合理性。

2船舶管路综合布局的优化要点

船舶的管路布局首先应当满足相应的行业标准和规范,从设计图纸、施工计划等方面进行施工质量的检查,在此基础上需要再进行一些设计施工环节的优化,例如在管路线路的布置上应尽量做到简单、清晰、合理、美观,并且在线路的布置中遵循先布置大管道,后布置小管道,先布置特殊管道,后布置常规管道的原则。对船体管路的布局可以采用分段布局的方式,在每一次布局前都需要对油舱加热管路进行预先的加热,并根据船体的结构对相应的设备、电缆等进行预先的布置组合。

2.1一般管路的设计要点

船舶管路的布置首先应当具有合理性和科学性。例如,所有燃油储蓄管就应该与空气管尽量分隔开,防止管道发生泄露造成爆炸事件。一些具有爆炸性或燃烧性液体、气体的管道应当尽量避开控制室、居住室、储存室等,防止对船上人员的正常生活产生干扰。淡水管应与油管尽量分开,防止油管污染珍贵的淡水资源。若在实际情况中无法满足以上要求时,需要对管道进行加固和加密措施,如在管道外再设置套管或油密隧道等,防止管道发生泄露。其次应该着重进行考虑的是管路布置的安全性。在船舶的管路中有相当一部分管道具有一定的爆炸性或燃烧性,例如蒸汽管、油管等。这些危险性的管路应尽量避开电缆线路,并且尽可能远离电源。一些储油管则应当避开热源,例如锅炉房、烟道、蒸汽管等。所有通过防火区的管路都必须采用特定的防火手段进行加工。管路的布置还应当具备良好的操作性,只有这样才能更好的完成对管路的日常维护和管理。一些需要经常维护或使用的管路,如输油管路、通气管路等应当设置在较低的位置,并且应当将阀门设置在易于接触的地方。最后,船舶管路的设置应当具有较强的可维护性,为此可以在管道、附件、过滤器等装置上设置一定的排放装置,可以对管道内的气体和液体进行及时的排放和清理。

2.2特殊管路的设计要点

风管属于船舶管路中的特殊管路,在设计过程中需要采用特殊的设计方法和手段。首先在风管的线路布置上应当充分考虑到船体自身的结构特点、船体的外部形状以及甲板的位置、高度等。此外,通风口的结构和高度应当符合船舶的建造要求,甲板的长度也应当根据船舱的长度进行确定。其次需要对每一个通风管道合理的分配风量,通风管道的结构布置应当科学、合理,要做到良好的散热。通风口应当对准空气过滤器,从而确保空气的质量。锅炉和液压器应当设置在燃烧口的上方,确保热源不直接与空气接触。通风口应当尽量靠近人员活动较多的地区,其次再靠近设备运作区域以起到良好的通风效果。抽风口与供风口应当采用对角线的设置方式。这样能够确保充分的空气对流。机修间、电焊间、喷油头间、分油机室抽风口应布置在舱室的上方。风管的线路设计应当考虑到其他设备的空间位置以及其他线路的布置情况。在风管的设计中要尽量避免线路的交错以及风管与其他设备的相互碰撞。此外还需要在风管与天花板、地板间的间距问题。风管的布置应当根据事先拟定的布置图进行,但在实际的施工过程中还需要考虑到现场出现的各种意外情况,在条件、标准允许的情况下可以做出一定的调整。

2.3管路空间位置与尺寸的设计要点

管路的空间位置划分必须考虑到管路的加工工艺。对管道的施工应当尽量采用机弯的方式,即先焊接后弯的方式,并且应采用定型彎的技术。而同时为了经济成本及整船重量考虑,又要求管路长度尽可能短,弯头及各管路附件尽量最少。这样就要求相关设计人员从整体协调船舶各设计专业间的布局,使船舶中各专业舱室划分、设备布局更为合理。在完成焊接和定型后还需要对管道的表面进行一定的处理,使得管道的抗腐蚀性和抗氧化性得到提升,确保管道的使用寿命。对管道表面的处理通常采用电镀、喷漆、酸洗槽等方式。

(1)管路的布置应具有合理性,如所有燃油舱柜的空气管、溢流管和测量管,都应避免通过居住舱室、精密仪器舱、粮库等贮藏舱室。淡水管路不得通过油舱,以免管子破损或渗漏时污染水质。同样,油管路也不得通淡水舱。如不可避免时,应加设油密隧道或套管,让管路通过。其他管路通过油舱时,应遵照规范要求加厚管壁,并在舱内不得有可拆接头。

(2)管路的布置应具有安全性,如蒸汽管、油管、水管和主机、发电机排烟管等,应避免布置在配电板及其他电器设备的上方及后面,且尽量远离配电板周围。油管路还应避免在锅炉、焚烧炉、烟道、蒸汽管、排烟管及消音器的上方通过。凡通过防火区域的管路,应满足船级社认可的节点形式。管子穿过水密或气密结构处,应采用贯通件或座板。

3结语

综上所述,船舶管路综合布局优化是一项复杂而繁琐的工作,涉及的面比较广,要考虑的细节也比较多,团队协作时要保持情报共享、步调一致,对于不同的管种要考虑好空间的分布情况,尽量避免错综复杂,这样会增加安装的难度,不利于船厂的成本控制以及增加后期维护的难度。总而言之,良好的管路布局对提高船舶管系设计质量,缩短船舶总体设计周期,提高船舶设计建造效益等意义重大。

参考文献:

[1]范小宁.船舶管路布局优化方法及应用研究[D].大连理工大学,2006.

[2]王运龙,王晨,韩洋,林焰.船舶管路智能布局优化设计[J].上海交通大学学报,2015,04:513-518.

[3]刘少卿.基于维修性的船舶管路布局优化研究[D].武汉理工大学,2010.endprint

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