汽车滚装船货舱通风系统分析

增刊1(总第155期) 2019年5月

船舶设计通讯

JOURNAL OF SHIP DESIGN

Extra edition No.l(Serial No.155)

May2019

y船舶机电X

汽车滚装船货舱通风系统分析

罗蓉汤瑾璟贾立玫

(上海船舶研究设计院，上海201203)

［摘要］货舱通风系统是汽车滚装船的关键系统之一。其设计需要根据实船的具体情况选择恰当的通风方式，规划流畅的流场分布，合理布置风道并优化阻力，有效控制噪声，并通过灵活多变的控制系统实现便利的操纵。设计过程中，不仅需要确保通风系统在各个工况下的有效运行，还需兼顾船厂的建造成本和船东的营运成本，并和包括总体、结构、电气在内的各个专业保持良好的协调和沟通。

［关键词］汽车滚装船；货舱通风；流场；噪声；功耗

［中图分类号］U674.13+5［文献标志码］A［文章编号］1001-4624(2019)增刊1-0079-04

Analysis of Cargo Hold Ventilation of PCTC

LUO Rong TANG Jin-jing JIA Li-mei

(Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute,Shanghai201203,China)

Abstract：Cargo hold ventilation system is one of the key systems for PCTC,which need appropriate selection of ventilation type in accordance with the actual situation,fluent flow distribution,reasonable ventilation duct with optimized pressure drop,good noise level control and convenient operation through the flexible control system as well.At the same time,the design should ensure effective operation under different working conditions with great considerations into both initial cost of shipyard and operating cost of owner.Good communication with other majors including general part,structure part and electric part should be kept during the design stage.

Keywords：PCTC；cargo hold ventilation；flow field；noise；power consumption

0前言

近年来，随着全球汽车产业的飞速发展,汽车滚装船的需求也大幅增加，遵从市场需求的原则，上海船舶研究设计院研发了一系列汽车滚装船，从5400车、6700车到7500车，打破了日本对汽车滚装船的垄断。

汽车滚装船(Pure Car Truck Carrier,简称PCTC)是国际上公认的高端特种船舶之一，主要用于运输轿车、卡车等车辆，具有技术要求髙，航速快，甲板层数多，车辆装载量大，货物价值高和复杂的货舱通风系统等特点⑴。典型布置如图1所示。

汽车滚装船的机舱多设于尾部；起居处所和驾驶室设于顶部；底部货舱由机舱前端壁向前布置，上层货舱多为连续车辆甲板贯通全船长度，视装载车辆的大小设置活动甲板；在船舶尾端设有尾跳板，一侧或者两侧设有侧跳板。

1货舱通风

汽车滚装船所装载的汽车由于携带油箱，被认为有易燃油气产生，所以存在危险区域划分的问题。

［收稿日期］2018-03-14；［修回日期)2018-12-12

［作者简介］罗蓉(1972—),女，高级工程师，长期从事船舶轮机设计工作。

汤瑾璟(1982-),男，高级工程师，长期从事船舶轮机设计工作。

贾立玫(1975-),女，高级工程师，长期从事船舶电气设计工作。

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增刊1（总第155期）2019年5月

Extra edition No.l(Serial No.155)

May2019

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与此同时，货舱通风的风量也有比较高的要求：规范要求货船上的封闭滚装处所和车辆处所需满足至少6t/h的换气次数；在装载或卸载车辆时，主管机关可要求提高换气次数，通常设计为满足15~20t/h 的换气次数。车辆滚装船的货舱容量较大，多在30000-50000rrP,所以通风要求的风量巨大。

1.1通风方式

由于危险气体比重较大，多积聚在汽车舱的底部，为达到较好的通风效果，早期的PCTC的货舱通风多采用机械抽风的通风方式。近年来出于经济性的考虑，越来越多的船级社接受机械送风的通风形式。机械送风相较抽风而言，规避了防爆风机的使用，为船厂节约了成本。

在装卸工况时，货舱通过风机进行送风（抽风），通过坡道大开口及尾门（侧门）实现排风（补风）；航行工况下，通常开一半风机进行送风（抽风），通过额外布置的自然风道进行排风（补风）。也可采用可逆风机，对一半风机实行可逆运转，其优点在于可以充分使用原有的风机风道，布置和使用灵活，减少了风道占地，减轻了重量，而机械送风和机械抽风并行也使通风效果更佳。但由于各厂商提供的可逆风机在逆转后的风量各不相同，能完全做到100%逆转风量的风机厂商不多，仍有可能需布置一些自然风道以进行补偿；其缺点在于可逆风机无法规避防爆要求，且可逆风机在效率上差于普通风机，系统功耗是最大的。

营运成本是船舶指标的重要参数之一，为了降低船东的使用成本，可大大降低航行工况运行功耗的双速风机乃至变频风机已经逐渐成为主流。变频80电机在其调速范围内可任意调速，电机不易损坏，减少了船东后期维护的支出。变频风机在使用控制上更为灵活，布置也使货舱内的流场更为均衡。而且，当风量通过变频风机或者双速风机降低至原来风量的一半左右时，理论上实际的功耗可以降低至原来的25%左右，节能效果显著。

在不同的PCTC上，可根据实船的具体情况将双速风机、变频风机、可逆风机等组合使用，以达到通风系统的利益最大化。

1.2流场分布

通常车辆舱通风采用纵向或者横向的通风方式:纵向通风，是指空气流动沿船长方向，即船首进风、船尾抽风或者船首抽风、船尾送风；横向通风，是指风机分别设在两舷，比如左舷全部送风，右舷全部抽风。考虑到船长有限，并需要考虑艇、吊等设备的布置，建议采用首尾送、中间抽的方式，反之亦可。图2为6700车PCTC货舱通风布置图。

该船就是采用了首尾送、中间抽的方式，风机房规划整齐，送风区域与排风区域分隔清晰，有效避免了气流的短路。在货舱内，分成几个区域考虑，以纵 向通风为基准，将风机布置在各区域的前后，一方面降低了风机的风压要求，另一方面由于货舱并没有真正地进行结构分隔，送风口和相邻区域的抽风口还可以形成斜向气流，更大程度上形成了风的有效流动，如图3所示。为验证货舱内通风的有效性，我们对货舱通风的空气流场进行了软件模拟，直观地显示了货舱内空气流动的方向及强度，并根据仿真结果对局部进行适当的调整，以避免死角、达到良好的流动效果

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