化学品船动力装置与系统(DOC)

化学品船动力装置与系统化学品船发展历史1949年，美国把T-2型油船“MarineChemiCalTransport”改装成化学品船，投入运营。

自那时起，世界液态化学品船得到飞速发展，到今天已经经历了四代，其基本特点分别如下:第一代:将原来的单底油船改装成双层底，并增设纵横舱壁和开始使用深井泵(50年代)。

第二代:采用分隔式液货舱及舱壁涂层，以保护货舱内的船体结构，减少腐蚀，但能够装运的化学品种类有限(60、70年代)。

第三代:单船吨位有所增加，且采用能够适应装载强腐蚀性货物的涂层，并开始出现不锈钢或其它复合材料的液货舱，以提高船舶的揽货能力和经济性(80年代)。

第四代:单船吨位进一步增大，达到4万吨以上;分隔舱更密，可以适应更多品种的货物，营运性更灵活;普遍采用一舱一泵的装卸系统;船型更加优化，多采用球鼻首和高伴流球尾(90年代)。

需要注意的是，以上关于第一到第四代化学品船的术语，是沿用国内的一些学者的定义，国际上是按照化学品船所遵从的规范进行划分，即BCH化学品船和IBC化学品船，是以1986年为界限的(IBCCode从1983年开始生效，1986年7月1日以后建造的化学品船必须满足该规则)。

据克拉克松咨询公司统计：1998年底全世界订造的化学品船共174艘（占化学品船船队的10.3%），共381万吨（占船队的17.3%）；1999年世界化学品船船队增加化学品船208万吨/113艘（船队共计2398万吨/1794艘），增加的比例分别为9.5%和6.3%；统计数据不包括小于1000吨的化学品船。

据RLA（英国理查逊·劳瑞）咨询公司统计和预测：1996-2000年化学品运输需求，年增长率为4%;2000-2002年化学品运输需求，年增长率为6%。

据有关资料统计：1991年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别占4.19%和1.04%；1995年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别为5.25%和2.75%；2000年化学品船数量和吨位在世界总船队中分别达5.63%和3.04%。

据收集到的409条化学品船船型资料统计:IMO-Ⅰ型化学品船约占12.5%；IMO-Ⅱ型化学品船约占62.5%；IMO-Ⅲ型化学品船约占25.0%。

据112家船东计17301465载重吨化学品船的舱型统计；不锈钢舱，锌硅涂层和环氧涂层所占比重分别为25.5%、30.3%、和44.2%。

主尺度主尺度和船形系数直接影响船舶的造价、总体性能及其使用要求。

为赢得国际市场，根据船东对本船舶使用航线、码头、航道、燃油价格、运费、载重量、航速等各种不同要求，经研究、论证，以取得竞争力强、经济合理的主尺度。

以下给出几条化学品船的主尺度数据：37300t化学品船 13600DWT成品油／化学品船总长约 184.9m 总长约 120．O0m 垂线间长 176.0m 垂线间长 114．2Om 型宽 31.0m 型宽 21．O0m 型深 16.4m 型深 12．30m 吃水 9.5m 吃水 9．00／9．5m 设计吃水载重量 32000t 载重量 l3500／14600t 结构吃水载重量 37300 t 总吨位 8400GT19000t化学品船 29000t化学品船总长 162.00m 总长 175.5m 垂线间长 154.37m 垂线间长 167.0m 夏季水线长 156.19m 型宽 29.20m 结构船长 151.50m 型深 13.85m 型宽 26.00m 设计吃水 9.50m 型深 13.09m 结构吃水 9.50m 结构吃水 9.50m最大载重量 abt.23890t设计吃水 8.20m设计载重量 19000t1，按运货方式分类专用化学品船(SpeeialisedChemiealTanker):常用在专门航线上，运输特定的化学品，如磷酸船、棕搁油船。

根据所经营的航线的化学品液货种类、货运量、专用泊位的水深和用户分布等情况，确定和选择船型。

多功能化学品船(PareelChemiealTanker):通常设有几十个隔离液货舱，各隔离液货舱设有完全独立的液货装卸系统和液货保护系统，能够同时运输多种化学品。

兼用化学品船(Chemieal/ProduetTanker):特定的一些化学品与成品油、动植物油或糖浆等兼运的化学品船。

2，按货舱结构型式分分类整体式:即货舱为船体结构一部分，货舱受力方式及所承受的载荷与相邻船体结构相同。

独立式:即货舱不与船体结构相连接或不构成船体结构一部分，设置时应按船体变形、应力对货舱影响最小为准则。

3，按IM0要求分分类IMOⅠ:该种船型装载的货品对环境或安全有非常严重的危险。

该种船在海损时，即一旦碰撞或搁浅仍能保持浮性，而且不允许流出化学品。

公约要求液货舱和污液舱的双层底高不得小于B/15或6m(取小值)，最小值为0.76m;舷侧双壳宽度不得小于B/5或11.5m(取小值)，最小值为0.76m。

IMOⅡ:该种船型装载的货品对环境或安全有相当严重的危险。

该种船对货品的漏逸程度要求要比I型船低。

公约要求液货舱和污液舱的双层底高不得小于B/巧或6m(取小值)，且最小值为0.76m;舷侧双壳宽度不得小于0.76m。

IMOⅢ:该种船型装载的货品对环境或安全有足够严重的危险性。

该种船要求最低，可用中等程度围护来增加破舱条件下的残存能力，液货舱在船内布置距船体外板的距离则无要求。

此种分类方式也是国际上最常用的分类方式。

4，按货物危险性质分分类可分为装载可燃/易燃性货物、毒性货物、污染性货物或相溶性货物的化学品船。

船舶动力装置与柴油机的关系。

以柴油机优化控制为目标，通过简化柴油机平均值模型，得到以柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率为状态变量的四阶线性变参数状态空间模型.以6S60MC 型船用柴油主机为例，进行了仿真计算，并与平均值模型进行了对比分析.结果表明:1)同平均值模型相比，尽管在简化时忽略了很多非线性因素， LPV 模型在动态和稳态过程中仍具有较好的准确性。

2)LPV 模型可直接用于基于模型的现代控制算法，如鲁棒控制的设计分析和系统仿真.采用LPV 模型，可以设计既控制柴油机转速也调节空气流量的控制算法，从而可在满足转速要求的情况下，将过量空气系数维持在最佳范围。

概述。

化学品船系指能载运IMOII类化学品，也可载运成品油和动植物油的船舶。

这些船舶符合国际散装危险化学品运输船舶的建造和设备规则IBC规则。

近年来由于国际市场需求旺盛，我国一些中、小船厂开始承接化学品船。

这些船舶技术含量较高、施工难度较大设备配套复杂需要满足船级社和国际海事组织的相关要求国外船东往往要求达到国际造船良好质量。

这些要求使得一些中小型船厂在建造和交船中遭遇到很多困难。

本文针对化学品船的建造特点，重点阐述了货油舱区的施工要领，包括槽形舱壁的装焊要点、不锈钢管焊接规程和特涂工艺等建造成化学品船的关键技术。

船型和舱型。

船型。

化学品船的典型船型是：双底、双舷、有一个连续的主甲板、有首楼和尾楼、球首、球尾、带首侧推。

舱型。

II型化学品船装载的货品对环境或安全有相当严重的危险。

需要有效的防护措施来消除破损漏泄，其液货舱必须是双壳双底结构，并有整体液货围护系统。

多舱制。

货品的多样性。

化学品船为参与海运市场竞争，必须适应货品的多样性，且单品种的运货量不大的特点。

在IBC规则中，列举了近500种允许装载的化学品族。

不均匀装载。

不同化学性质、不同比重的货品又形成了各舱的不均匀装载。

因此化学品船对总纵强度、局部强度和破舱稳性的要求比一般货船更高货物的分隔。

IBC规则对相互影响的货物分隔有明确要求。

并认为，对分隔来说，无论是垂向还是横向，十字接头被认为是双重障碍：在相互反应的货物之间在水反应的货物之间根据上述要求，9000DWT化学品船的货油舱设计成左右舷各5个，污油舱1个。

全船共12个舱均可装货。

货油舱的结构特点和工艺要求。

结构特点。

如上所述，货油舱为双底、双舷，而且甲板骨架设置在上甲板上，纵横舱壁均采用槽形舱壁，使舱内形成无骨架结构，以满足特涂的要求。

槽形舱壁施工要点。

1，拼板为了满足不均匀装载的要求，槽形横舱壁板的厚度，上厚下薄，因此，需要拼板。

一般宜采用双面焊双面成型的自动焊工艺。

2，油压机成型后，槽形舱壁的拼装仍宜采用双面焊双面成型的自动焊工艺。

成型质量好，可避免对焊缝打磨。

采用CO2单面焊双面成型，可减少一次翻身，但如果焊工技术不过硬，在X射线探伤中，曾发现根部未熔化现象，可能会埋下严重的质量隐患。

3,槽形横舱壁的吊装与余量修割。

槽形横舱壁在船台吊装时，需与内舷板、内舷底部斜板、内底板相吻合。

装配关系比较复杂。

但在吊装时，只要在垂直方向一个自由度上划线和切除余量即可。

4，焊接及检验。

II型化学品船货舱舱壁的焊接，按IBC规则和船级社的要求:货舱壁下部与内底板及斜板下部的连接均为全熔透，采用100%UT探伤。

其余部分为深熔焊，采用20%UT探伤。

焊接的方法，宜采用药芯CO2气体保护焊。

强度试验。

对货油舱进行结构强度试验，主要是灌水试验，通常是灌入干净的海水，试验后，再洗舱清除残余海水。

不锈钢管的焊接。

化学品船上，货油管、加热盘管、蒸发气收集装置等均为不锈钢材质，如316L奥氏体不锈钢。

不锈钢管的焊接是建造化学品船的关键技术之一。

在施工之前，船厂需编制工艺规程，并通过船级社的焊接程序认可试验。

焊接方法。

宜选用能量集中的焊接方法，常用熔化极氩弧焊（MIG）。

焊接材料。

对焊接材料的选择，通常采用其熔敷金属的化学成分与母材基本相当的原则。

对于316L奥氏体不锈钢的焊接采用316L不锈钢焊丝。

质量控制要点。

1，焊接电流的选择。

宜采用小电流，通常不超过100A。

2，层间温度的控制。

为了防止焊接热裂纹的发生和热影响区的晶粒长大以及碳化物的析出，保证焊接接头的塑韧性与耐蚀性，应控制较低的层间温度，通常为60℃。

3，运条方法的要求。

通常以低热输入、短电弧的方法进行焊接。

焊接时，应使电弧稳定而快速地直线运动，避免两边摆动。

检验。

对于不锈钢管接头，采用X光无损探伤。

通常对D>，89，采用单片单影。

对于D>，89采用逐段拍片。

在内场制作时，不锈钢管的焊接质量，容易得到保证。

而在舱内现场焊接，仰焊部位易出现未焊透等缺陷，对焊工技术水平要求较高。

特涂。

化学品船货油舱的涂装，称为特涂。

特涂与普通涂装的区别在于其对涂层的质量要求特别高。

需要由有资质的特涂施工队，用专用的涂料和设备进行涂装。

特涂成功与否，取决于涂料的正确选择、表面处理的质量和涂装施工程序的正确选用。

1，涂料。

对涂层的要求：化学结构致密，能抵御各种货品的溶解、渗透和腐蚀，并不会污染装载的货品。

有优良的耐海水性和耐海水—货品交替装载的性能。

有耐热水清洗和耐货品加热的特性。