动力定位海洋工程船定位级别选择
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Internal Combustion Engine & Parts
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动力定位海洋工程船定位级别选择
王玉峰
（中国船级社实业公司天津分公司，天津 300457）
摘要院本文通过对动力定位海洋工程船在不同动力定位级别下的技术配置和船舶造价的分析袁以及不同海洋工程作业的技术需 求袁从性价比的角度出发袁提出了适用于不同海洋工程作业的动力定位海洋工程船舶动力定位级别的选择建议遥
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内燃机与配件
图 2 DP2 级系统配置简图
尽量多，从而降低电机组、推进器、配电系统、动力定位系 统等冗余设备设施的投资费用。
示例船 DP2 级动力定位系统简图如图 2 所示。6 个动 力组可处于同一舱室内，但分别独立成系统，其中 1 组为 冗余备份。2 套 DP 控制系统及相应电缆无需物理分隔，且 互为热备份。
力定位控制系统及相关与传感器、参 考系统和与动力组交互的两套电缆， 被满足 A60 防火及水密的舱壁分隔。 4 套动力组的发电机组及其辅助设 施、配电板、推进器及其相应的管系、 电缆分别被满足 A60 防火及水密的 舱壁分隔。
表 1 为上述三种配置的船舶预 估造价。
由表 1 可见，对于同规格尺度船 舶，由 DP1 级提高至 DP2 级，由于冗 余 设 备 、设 施 的 增 加 ，船 舶 造 价 增 加 约 7%，但其定位可靠性发生质的飞 跃；由 DP2 级提高至 DP3 级时，由于 A60 防火及水密物理分隔的增加，造 价增加超过 20%，其定位可靠性得到 进一步提升。
按上述级别定义，随着级别的提高，船舶安全性将大幅 提高，但船舶技术配置也相应提高，船舶造价随之大幅增加。
2 各级别动力定位船舶建造投资对比 下文通过一艘主尺度约为 160m伊42m伊12m （船长伊型 宽伊型深）的 2500T 起重船为例，对各级别的投资费用进行 对比。 DP1：该级动力定位船舶定位系统具有保持船舶位置 和艏向的能力，但其动力定位系统设备、设施无冗余配置， 系统简图如图 1 所示。 DP2：该级动力定位船舶在满足 1 级要求外，还需增 加必要的冗余设备，以确保最大能力动力定位分组失效 时，船舶仍可保持位置和艏向。该级动力定位分组数量可
关，即利 用推进器推力保持船舶在海洋工 程作业中定位的船舶。其凭借良 好的机动性能，以及在深水工程中 不可替代的地位，在海洋工程中被 广泛采用。根据国际海事组织制 定的《船舶动力定位系统指南》[1]定 义，动力定位船舶按动力定位安全 能 力 分 为 DP1、DP2、DP3 三 个 等 级。随着安全等级的提高，船舶技 术配置和造价也随之提高。对于 海洋工程动力定位工程船，选择适 合的动力定位等级对运营船舶的 海洋工程公司的经济性有直接影 响。本文将以一型起重能力 2500 吨的海洋工程起重船为例，对 3 个 不同动力定位级别的投资情况进 行简述，并根据不同海洋工程作业 对此类海洋工程船动力定位能力 的需求，简述海洋工程船动力定位 级别的选择。 1 船舶动力定位功能简介 船舶动力定位即不采用锚、 锚链、锚机等设施将船舶与海底 相连接的方式，而利用多个不同方向的推进器所产生的推 力使得船舶不偏离设定位置的一种定位方式。 船舶动力定位系统[1]主要由推进器及动力系统、控制 系统、位置参考系统三大部分组成。 整个系统以控制系统为核心。控制系统通过接收位置 参考系统中的位置信号、船舶运动状态信号、以及风速、波浪 等外部环境信号，对船舶位置、艏向的当前及未来状态进行 判断，并以此为依据，向推进器及动力系统发出指令，从而及 时修正船舶艏向和位置，及确保未来船舶的艏向和位置。 根据国际海事组织（IMO）的定义，动力定位船舶根据 动力定位系统设备冗余配置情况分为 3 个等级： DP1———具有动力定位能力，允许动力定位系统中单 个故障导致船舶失位；DP2———具有动力定位能力，动力 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
作业简介院王玉峰（1974-），男，河北辛集人，本科，工程师，研究 方向为船舶与海洋工程建造技术。
图 1 DP1 级系统配置简图
定位系统中单个活动部件或系统失效，不能导致失位。当 有充足的保护，静态部件失效一般不做考虑；DP3———满 足 2 级条件，任何常规静态部件被假设失效，且所有动力 定位分组部件应被水密及防火分隔。
虽然 DP3 级动力定位船舶可通 过优化动力定位系统冗余配置，而降 低船舶造价。但对于同规格尺度船 舶，由于各动力定位系统分组之间 A60 防 火及水密分隔的增加势必导 致船舶尺度较 DP2 级有所增加。究其 原因可从动力定位系统配置优化的 两方面说明：淤增加动力定位冗余分 组 数 量 ，降 低 最 大单 点 故 障 所 损 失 功 率 ，从 而 降 低 总 装 机 功率。按此思路，同规格 DP2 级的冗余分组应是单组功率 最低的冗余配置方案，但由于 DP3 级所需的 A60 防火及 水密分隔需求，该 DP3 级船舶尺度势必较 DP2 级有所增 加，从而导致动力定位所需的装机功率增加，相关的结构、 机、电、舾装等工作量和工程施工难度大幅增加，船舶造价 也随之大幅提升。于考虑 A60 防火及水密分隔的影响，优 化减少动力定位系统冗余分组，从而优化配置方案。按此 思路，当动力定位冗余组减少的情况下，为了满足动力定 位船舶在最大单点故障情况下，仍能保持定位和艏向的能 力，整船动力定位系统总装机功率势必较 DP2 级有所增 加，加之动力定位冗余组之间增加 A60 防火及水密分隔， 相 关 的 结 构 、机 、电 、舾 装 等 工 作 量 和 工 程 施 工 难 度 的 增
DP3：该级动力定位船舶在满足 DP2 级要求外，还需 将动 力定位分组用水密且满足 A60 防火要求的舱壁隔 离，以确保最大能力动力定位分组失效时，船舶仍可保持 定位。由于该级动力定位分组需要在布置空间上进行物理 分隔，其分组数量应根据船舶技术方案和投资情况进行综 合评价。
示例船 DP3 级动力定位系统简图如图 3 所示。2 套动
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动力定位海洋工程船定位级别选择
王玉峰
（中国船级社实业公司天津分公司，天津 300457）
摘要院本文通过对动力定位海洋工程船在不同动力定位级别下的技术配置和船舶造价的分析袁以及不同海洋工程作业的技术需 求袁从性价比的角度出发袁提出了适用于不同海洋工程作业的动力定位海洋工程船舶动力定位级别的选择建议遥
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内燃机与配件
图 2 DP2 级系统配置简图
尽量多，从而降低电机组、推进器、配电系统、动力定位系 统等冗余设备设施的投资费用。
示例船 DP2 级动力定位系统简图如图 2 所示。6 个动 力组可处于同一舱室内，但分别独立成系统，其中 1 组为 冗余备份。2 套 DP 控制系统及相应电缆无需物理分隔，且 互为热备份。
力定位控制系统及相关与传感器、参 考系统和与动力组交互的两套电缆， 被满足 A60 防火及水密的舱壁分隔。 4 套动力组的发电机组及其辅助设 施、配电板、推进器及其相应的管系、 电缆分别被满足 A60 防火及水密的 舱壁分隔。
表 1 为上述三种配置的船舶预 估造价。
由表 1 可见，对于同规格尺度船 舶，由 DP1 级提高至 DP2 级，由于冗 余 设 备 、设 施 的 增 加 ，船 舶 造 价 增 加 约 7%，但其定位可靠性发生质的飞 跃；由 DP2 级提高至 DP3 级时，由于 A60 防火及水密物理分隔的增加，造 价增加超过 20%，其定位可靠性得到 进一步提升。
按上述级别定义，随着级别的提高，船舶安全性将大幅 提高，但船舶技术配置也相应提高，船舶造价随之大幅增加。
2 各级别动力定位船舶建造投资对比 下文通过一艘主尺度约为 160m伊42m伊12m （船长伊型 宽伊型深）的 2500T 起重船为例，对各级别的投资费用进行 对比。 DP1：该级动力定位船舶定位系统具有保持船舶位置 和艏向的能力，但其动力定位系统设备、设施无冗余配置， 系统简图如图 1 所示。 DP2：该级动力定位船舶在满足 1 级要求外，还需增 加必要的冗余设备，以确保最大能力动力定位分组失效 时，船舶仍可保持位置和艏向。该级动力定位分组数量可
关，即利 用推进器推力保持船舶在海洋工 程作业中定位的船舶。其凭借良 好的机动性能，以及在深水工程中 不可替代的地位，在海洋工程中被 广泛采用。根据国际海事组织制 定的《船舶动力定位系统指南》[1]定 义，动力定位船舶按动力定位安全 能 力 分 为 DP1、DP2、DP3 三 个 等 级。随着安全等级的提高，船舶技 术配置和造价也随之提高。对于 海洋工程动力定位工程船，选择适 合的动力定位等级对运营船舶的 海洋工程公司的经济性有直接影 响。本文将以一型起重能力 2500 吨的海洋工程起重船为例，对 3 个 不同动力定位级别的投资情况进 行简述，并根据不同海洋工程作业 对此类海洋工程船动力定位能力 的需求，简述海洋工程船动力定位 级别的选择。 1 船舶动力定位功能简介 船舶动力定位即不采用锚、 锚链、锚机等设施将船舶与海底 相连接的方式，而利用多个不同方向的推进器所产生的推 力使得船舶不偏离设定位置的一种定位方式。 船舶动力定位系统[1]主要由推进器及动力系统、控制 系统、位置参考系统三大部分组成。 整个系统以控制系统为核心。控制系统通过接收位置 参考系统中的位置信号、船舶运动状态信号、以及风速、波浪 等外部环境信号，对船舶位置、艏向的当前及未来状态进行 判断，并以此为依据，向推进器及动力系统发出指令，从而及 时修正船舶艏向和位置，及确保未来船舶的艏向和位置。 根据国际海事组织（IMO）的定义，动力定位船舶根据 动力定位系统设备冗余配置情况分为 3 个等级： DP1———具有动力定位能力，允许动力定位系统中单 个故障导致船舶失位；DP2———具有动力定位能力，动力 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
作业简介院王玉峰（1974-），男，河北辛集人，本科，工程师，研究 方向为船舶与海洋工程建造技术。
图 1 DP1 级系统配置简图
定位系统中单个活动部件或系统失效，不能导致失位。当 有充足的保护，静态部件失效一般不做考虑；DP3———满 足 2 级条件，任何常规静态部件被假设失效，且所有动力 定位分组部件应被水密及防火分隔。
虽然 DP3 级动力定位船舶可通 过优化动力定位系统冗余配置，而降 低船舶造价。但对于同规格尺度船 舶，由于各动力定位系统分组之间 A60 防 火及水密分隔的增加势必导 致船舶尺度较 DP2 级有所增加。究其 原因可从动力定位系统配置优化的 两方面说明：淤增加动力定位冗余分 组 数 量 ，降 低 最 大单 点 故 障 所 损 失 功 率 ，从 而 降 低 总 装 机 功率。按此思路，同规格 DP2 级的冗余分组应是单组功率 最低的冗余配置方案，但由于 DP3 级所需的 A60 防火及 水密分隔需求，该 DP3 级船舶尺度势必较 DP2 级有所增 加，从而导致动力定位所需的装机功率增加，相关的结构、 机、电、舾装等工作量和工程施工难度大幅增加，船舶造价 也随之大幅提升。于考虑 A60 防火及水密分隔的影响，优 化减少动力定位系统冗余分组，从而优化配置方案。按此 思路，当动力定位冗余组减少的情况下，为了满足动力定 位船舶在最大单点故障情况下，仍能保持定位和艏向的能 力，整船动力定位系统总装机功率势必较 DP2 级有所增 加，加之动力定位冗余组之间增加 A60 防火及水密分隔， 相 关 的 结 构 、机 、电 、舾 装 等 工 作 量 和 工 程 施 工 难 度 的 增
DP3：该级动力定位船舶在满足 DP2 级要求外，还需 将动 力定位分组用水密且满足 A60 防火要求的舱壁隔 离，以确保最大能力动力定位分组失效时，船舶仍可保持 定位。由于该级动力定位分组需要在布置空间上进行物理 分隔，其分组数量应根据船舶技术方案和投资情况进行综 合评价。
示例船 DP3 级动力定位系统简图如图 3 所示。2 套动