海洋工程辅助船散料系统生产设计

时间:2022-11-02 10:18:02 教案设计 来源:网友投稿

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设计中透气管路先经过除尘收集罐去除部分灰尘,使排出的空气清洁度达到5mg/m3,同时要保证散料的装载速度不小于100t/h。在散料注入过程中,应防止透气管路的堵塞引起散料储存罐及灰尘收集罐压力过高,因此在每个罐体上设计安全阀泄放管至大气,安全阀的起跳压力为系统设计压力的1.1倍。

(2)卸货作业是使用平台供应船自带的压缩机将散料储存罐内的散料输送至海上平台。由于在茫茫大海中空压机较难寻找,而且海上平台上的空压机一般排气量较小,无法满足系统的使用要求,因此在平台供应船上配备散料装载系统就孕育而生。本船采用的正压散料系统对自身并没有装载能力,只有对外排放的功能,这个设计方案是最经济、最简便、最优化的方案。本船采用一备一用排量为30m3/min的压缩机作为动力源,满足规格书要求卸货能力不小用75t/h的要求。散料储存罐的罐底布置通过流化装置处理,使罐内的物料充分流化,然后由遥控阀门的开关控制排料管到达主甲板面前后注入站。

为了清理散料罐内的残留散料,设有利用压缩空气为动力源的喷射泵,通过透气管排到除尘罐。通常大部分船舶将进出料管共用一个总管即集管式,输送介质在总管内双向流动。有的船采用分管式即分为进出料两总管,介质在各自管内单向流动。由于海工辅助船空间狭小,管路多且管径大,布置困难,故此种形式已逐步被淘汰。

3 散料输送系统布置

3.1 散料设备布置

(1)GPA 688 PSV船采用柴油电力驱动,布置于机舱外上部主甲板,所以大大提高了甲板下散货的装载能力。为了装载更多的货物,将散料罐体放大到极限,同时将船体容纳空间减小到极限。为了达到两者最佳的平衡,需要丰富的实践经验。本船就遇到这一个难题,5个罐体总容积为330m3,每个直径达 4270mm,还得预留出主通道、检修通道。

5个散料罐中,1-3-5为一组,2-4为一组。按此方案管线布置纵横交错,很难达到系统工艺要求,所以将其布置创造性地改动如图1。

(2)为了管路布置便利,从而达到更好的工艺效果,每个罐体上的管路接口和检修口位置都不同,设备厂商根据设计者要求修改设备认可图。

图1 散料罐布置更改前后

3.2 管路布置

散料系统管路分为输送/排出料管、透气管、供气管、助吹管、安全阀卸放管共5个部分。其中:供气管、助吹管、安全阀卸放管与常规管路布置无特别的要求;输料管、排料管,由于运输介质的特殊性,对管路的布置有一定要求。

3.2.1 管路布置系统要求

散料输送管路,输送介质如水泥等遇水容易结块,长久会阻塞管路。另外,散料系统应用压缩空气做动力,虽然配有干燥器还会有少量水蒸汽进入管路,当管路出现温差时,便凝结形成结垢。因此,输送料管应尽量避免穿过液舱,以减少管路产生温差的机会,同时由于管路中实际结垢不可避免,设计时要考虑尽量让管路布置在人易于接近的地方,方便维护。

散料系统装卸过程中会引起灰尘,如不加控制会造成风尘污染,所以透气管端要避免布置在居住舱室附近。透气管管端设CAMLOCK 快速接头,使用时接上金属软管,放至舷侧海水中。

3.2.2 管路布置要点

(1)连接方式

进/出料管为方便维护,管路连接使用易于拆卸的活接头即V-法兰。管路设计压力为5.6bas,故选用Victaulic(唯特利)S/75型挠性接头,如图2所示。

图2 VICTAULIC 法兰

由于VICTAULIC 法兰采用沟槽式连接,管路端部需机加工处理,所以采用连接短管形式,另一端采用对焊形式与管路连接。

(2)弯曲半径

为保证散料输送顺畅,所有进/出料管尽可能为平直管,弯管最小弯曲半径为通径的7倍。本船进/出料管管径ND150(6”),那么弯曲半径定为7x6”=1070mm。如此大弯模半径只能采用中频弯管机热弯,如果船厂没有这样弯管设备可采购特殊定型弯头方式实现。需要说明的是,透气管虽不需要如此大的弯曲半径,但也必须保证流向顺畅,少用定型弯头,多采用弯管机弯管。

(3)支管形式

在集管式散料输送系统中,输送总管中由于介质双向流动,需要采用一种三叉管的形式,根据制造工艺有两种方法,如图3所示。

通过比较可以看出,A方法易于操作省时省工、精度较高。只需在总管上利用支管坡口切割机开一个相贯坡口。但是,此种支管形式由于弯曲半径特别大,只能在空间允许情况下使用。

通常船上空间是不满足三叉管布置条件的,如本船留给管路布置空间实在有限,经过研究最后应用VICTAULIC 45度三通,如图4所示。

4 结束语

散料输送系统由于管径大(本船DN150),相对全船其它系统布置较为困难,所以此系统应该优先布置。另外,散料罐在定位情况下,管路接口要根据实际布管情况变动,这点要事先和设备厂商讲明。GPA688项目通过制订方案,反复研究,与专业内部沟通、专业外部沟通、设备厂商沟通、船东沟通,终于得出最终方案,经实船检验效果很好,船东也反应良好,为船厂后续PSV提供了宝贵的设计经验。

参考文献

[1]赖国栋. 海洋工程船散料输送系统轮机生产设计[C].广东造船,2011.

[2]Specification- GPA-Detroit 4500 Group 5 - Mechanical Rev -2

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