压载水系统

压载水系统 船舶压载水系统 目录 定义 系统设计原则 船舶压载水处理系统 定义 船舶压载水系统主要由压载水泵、 压载水管路、 压载舱及有关阀件组成， 系统的作用是： 根据船舶营运的需要，对全船压载舱进行注入或排出，以达到调整船舶的吃水和船体纵、横 向的平稳及安全的稳心高度；减小船体变形，以免引起过大的弯曲力矩与剪切力，降低船体 振动；改善空舱适航性的目的。 系统设计原则 组成 船舶压载水系统主要由压载水泵、压载水管路、压载舱及有关阀件组成。 舱室布置 根据船舶的种类、用途和吨位的不同，压载水舱在船上的位置、大小和数量也不同。 一般船可用首尖舱、尾尖舱、双层底舱、边舱、顶边舱与深舱等作为压载水舱。 货油船可以用货油舱兼压载舱。 管路 1、船舶压载水系统的管路布置有三种形式：支管式、总管式和管隧式。 2、船舶压载水舱内吸口管应当同时具有加水功能。 3、各压载水舱的压载吸入口应布置在有利于压载水排出的位置。 4、为满足压载水系统的工作特点和简化管路，多采用调驳阀箱来调驳各压载水舱的压 载水。 5、船舶压载水系统应当能够将全船各压载舱的压载水驳进、驳出或相互调驳。也可不 用压载泵，舷外海水靠压差自动流入压载水舱。 船舶压载水处理系统 定义 船舶压载水处理系统就是对船舶排放海里的压载水进行处理的装置。 前景 因为船舶压载水的无控制排放对海洋生态、公众健康造成严重危害，2004 年，国际海 事组织(IMO)通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》，旨在防止船舶压载水排 放引起的外来物种入侵，病原体传播导致的环境、人类健康、财产及资源方面损害。“公约” 规定，从 2009 年起新造船舶必须安装压载水处理设备，并对现有船舶实施追溯，到 2017 年所有远洋船舶均须安装压载水处理设备。 否则， 公约生效后就不能驶入 IMO 成员国港口， 违反公约将面临制裁和处罚。随着“压载水公约”生效日期的临近，世界各国都在加紧研发船 舶压载水处理技术。截至目前，国外研发机构共 30 余家，已有 13 家研发机构获得 IMO 初 步批准，其中瑞典、德国、韩国及挪威已获最终批准。 我国现拥有占世界总吨位 3.4%的庞大船队，我国又是造修船大国，拥有一个巨大的船 舶关键设备市场，同时，国际市场也蕴含巨大潜力。 压载水处理技术的产业化不仅是保护海洋生态环境的迫切需要， 而且对提高国产船舶关 键设备装船率、提高航运业和造修船业核心竞争力具有重要意义。同时，对海军自主装备建 设意义也十分重大

（广船国际技术中心） 摘 要

：本文介绍了２３０ ０００ ＤＷＴ矿砂船压载水系统满足ＩＭＯ《国际船舶压载水和沉 淀物控制与管理公约》的设计。 关键词：ＢＷＭ公约 压载水管理 压载水系统设计 １ 前言 对船舶进行压载最初的目的是保证船 舶安全性和稳性，随着造船技术的发展， 海水作为最方便的载体成为船舶最常使用 的压载物。根据船舶营运的需要，对全船 压载舱注入或排出压载水，可以调整船舶 的吃水、船体纵、横向的平稳及安全的稳 心高度；减少船体变形，避免引起过大的 弯曲力矩和剪切力，降低船体振动；改善 空舱适航性。 随着世界经济贸易的全球化发展，航 运业对全球经济发展的巨大推动作用已被 广泛认同。每年新增船舶数量及装载量的 逐步提升，使得全球约八成的货物由船舶 进行转运。但是航运业的快速发展，也使 船舶压载水的“生物污染”问题日渐显 现，且有全球蔓延的趋势。大量研究证 实，船舶压载水是外来水生生物入侵的一 个重要途径和载体。据ＩＭＯ估计，每年世界 船队约带着１００亿吨压载水周游世界，大约 有上万种有不同潜在危害的海洋微生物、 植物及动物每天在全球“旅行”。这些异 地水生物进入另一海洋环境后，其中部分 生物种类对新的海洋环境的生态造成严重 影响和破坏，甚至引发当地物种灭绝，给 港口国带来巨大的经济损失，进而也影响 了当地的生态环境。 近年来，随着人们对海洋环境保护意 识的提高，船舶压载水的加装和排放所引 发的相关环境问题，引起了世界各国的广 泛关注。 ２００４年 ， 在 海 运 界 的 共 同 努 力 下 ， ＩＭＯ正式推出了《国际船舶压载水及沉淀物 控制和管理公约》（ＢＷＭ公约）。《国际 船舶压载水及沉淀物控制和管理公约》由 多个条款和一个附则组成。该附则包含了 对船舶压载水及沉积物规定的技术标准及 要求。公约对不同压载舱容积的船舶要求 按规定的时间表满足压载水置换标准（Ｄ－ １）或压载水性能标准（Ｄ－２），但是最终 都要满足Ｄ－２标准。在过渡时期，公约允许 船舶通过压载水置换法进行压载水处理， 包括排空法、溢流法、稀释法等。其他压 载水管理方法也可以作为压载水置换标准 和压载水性能标准替代方法而被接受，但这 些方法至少不低于对环境、人类健康、财 产或资源保护的同等水平，而且其原理应被 世 界 海 事 组 织 （ＩＭＯ）的 环 境 保 护 委 员 会 （ＭＥＰＣ）认可。 《公约》生效将对世界各国港口附近海 域环境质量、相 关法律法规建设、营运船 舶管理和船舶设计建造都提出了更高的要 求。同时也意味着有效处

理船舶压载水将 成为船舶进入他国港口的“通行证”，没 有进行压载水处理的远洋船舶将处于无法 进入他国港口的尴尬境地。 ２．２ 目前船舶压载水处理的方法 随着世界各国对压载水控制的重视， 蒋海燕 赵明伟：２３０ ０００ＤＷＴ矿砂船压载水系统设计 ２ 压载水排放的要求 ２．１ ＢＷＭ公约对压载水的排放要求 １８ 国际航行船舶特别是航行欧美的船舶已必 须配备压载水管理计划，并按照批准的计 划进行压载水操作。进行压载水控制最简 单的办法就是置换法，即通过抵港前在深 海中对船内的压载水进行充分的置换，达 到控制压载水内有害水生物的目的。常用 的压载水置换方法有排空法、溢流法、稀 释法。不管哪一种方法，船舶在进行压载 水置换时均不可避免地将承受局部的交变 船体应力，这对船体强度有着很高的要 求，船舶必须按照认可计划中规定的次序 和操作要求进行操作，以便将船舶在压载 水置换过程中的应力控制在允许范围之 内。 （ １）排空法。 排空法是指船舶在海上 更换压载水时先将压载水排空，直至泵丧 失吸力为止。然后注入少量海水对压载舱 进行冲洗，再重新吸入干净的海水。排空 法可以有效地排出压载舱舱底、舱内船舶 构件表面的沉积物、淤泥中的水生生物和 病原体，所需水量较少，更换时间短。但 是使用排空法更换压载水有可能对船舶稳 性及船上人员的安全构成威胁，要有详细 的置换计划和监控。 （２）溢流法。 溢流法是指从压载舱底 部注入海水，使海水充满压载舱并且经由 空气管溢出，以海水的溢出来带走原来的 压载水。采用这种方法的船舶顶部要设计 溢流的端口。溢流法置换船舶压载水不会 产 生 对 船 舶 的 稳 性、 吃 水 等 因 素 的 重 大 影 响，不用进行周密的计算，在恶劣的天气 下船员也能操作。在过渡期管路修改少。 但使用溢流法需要向舱内注入三倍舱容的 海水，更换时间长，消耗能源较多。该压 载水置换方法是目前船舶应用最普及的一 种压载水置换方法。 （ ３）稀释法。稀释法是指海上更换压 载水时，从压载舱顶部注入海水，同时以 相同的速率从压载舱底部将压载水排出压 载舱。稀释法因涉及船舶设备、管路的改 ２００９年第３期（总第１０５期） 进或添置，故仅在新船上设置使用。这种 方法比排空法和溢流法都更为安全。 ３ 压载水系统的设计 ２３０ ０００ ＤＷＴ矿 砂 船 在 ２００９年 交 付 使 用，压载舱的最大舱容约为７ ５００ ｍ 。 根 据 《 国际船舶压载水和沉淀物控制与管理公 约 》 的 要 求 ， 我 们 按 照 公 约 的 第 Ｂ－３

条４， 进 行 压 载 水 系 统 的 设 计 ， 即 ２００９年 至 ２０１２年这一阶段新建造的，压载舱最大舱 容≥５０００ ｍ 的 船 舶 ， 可 以 接 受 在 ２０１６年 前 只满足压载水置换标准，但２０１６以后必须 满足压载水性能标准。因此根据规格书的 要求，选用了排空法作为２３０ ０００ ＤＷＴ 矿 砂 船压载水的处理方法，并有一份《压载水 置换手册》提供给船东。 ３．１ 压载水系统的配置和布置 矿 砂 船 配 置 了 两 台 ３ ５００ ｍ ／ｈ × ０．３５ Ｍｐａ的压载泵，两台２００ ｍ ／ｈ× ０．３ ＭＰａ的压 载水扫舱器，设独立的压载水海底门。 压 载泵、压载水扫舱喷射器和压载水专用海 底门均布置在机舱。设置专用海底门是避 免对机舱海水冷却系统造成干扰。为了满 足ＢＷＭ公约，对船舶压载水在２０１６ 年 以 后 的排放要求，在机舱内留有合适的地方， 便于将来安装压载水处理设备。 压载水、扫舱管路上的阀件采用了电 ／液遥控蝶阀，遥控蝶阀带手动打开／关闭装 置，以便在电／液系统失效时可以对遥控蝶 阀实施人工操作。遥控蝶阀可以在机舱集 控室直接操作，也可以在甲板办公室遥控 操作。通过吃水传感器可以在显示器上读 出压载舱的液位数值。遥控蝶阀的使用， 提高了系统的自动化程度，大大改善了船 员的工作环境和劳动强度。 ３．２ 压载水管路的设计 矿砂船的压载水舱是左右对称布置在 货船的两侧和双层底，共有８对压载水舱。 压载水系统采用了带扫舱总管的双总管的 １９ ３ ３ ３ ３ 形式，并将系统分成左右两部分。压载泵 分别对左右压载舱注入或排出压载水，两 部分通过遥控阀连接在一起 。 当１台泵发生 鼓障时，另１台泵可以作为备用。两路压载 水总管和扫舱总管均布置在双层底空舱 内，每舱设１个压载水吸入口和１个扫舱吸入 口，每１路总管均通过遥控阀接至压载水 舱 ， 方 便 注 入 和 排 放 压 载 水 。这 种 管 路 布 置形式既缩短了压载水的注入、排放时 间，又降低了电机的单机功率，提高了使 用 的 可 靠 性 。 总 的 压 载 水 排 放 时 间 为 ２ ５小 时 ， 见图１。 图１ 压载水系统原理图 矿砂船的压载水舱舱容约为７ ５００ ｍ ， 通 过 计 算 确