关于船舶舱底水系统设计探讨
时间：2020-12-18 12:04:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘 要]本文主要分析了船舶舱底水的危害，并依据相关的规范和法规，概述了舱底水系统的收集与设计要领。
[关键词]船舶；舱底水系统；设计
中图分类号：U664.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0266-01
船舶舱底水系统作为最主要的船舶系统之一，具有排水抗沉功能，是重要的保船系统，对保护海洋生态环境也有重要作用。它不仅保证了在船舶航行时对水密舱室内生成的舱底水能有效排除，且发生紧急事故船体舱室破损后舱室有限进水的情况时也担负着应急排出任务。因此船舶舱底水系统是保证船舶安全航行的系统。
1 船舶舱底水的危害
船舶舱底水的危害有多方面，主要对船舶有腐蚀作用，其次舱内的积水会使货舱的货物和机舱的机电设备受潮或损坏，严重的还会影响船舶正常航行。而且船舶舱底水还需经过收集处理达到相关的规范和法规要求的标准后才能排出船外，若将舱底水直接排出船外还会对江/海的水质造成污染，因为舱底水一般所含油份为10g/L，所含油类几乎多为船上使用的燃油、滑油，其密度为0.85～0.96kg/m3，粘度为4.7～240mm3/s（50℃时），残碳量为0.4%～8.3%（质量百分比）。油份会形成大范围的油膜在江/海面漂浮，污油的特殊气味会伤害敏感的生物，影响生物洄游路线、生物接触油污会窒息或中毒死亡。即使只有少量污油进入生物体，也会明显下降生物对传染病和外界刺激的抵抗能力。这些危害可能会破坏生态平衡，促进生物中的毒素积累，不但降低了水生物资源的营养价值，污油中的毒性物质会在生物体内积累，造成大面积生物中毒死亡，破坏生态平衡，并最终通过食物的形式进入人体，最后影响人类健康。
2 舱底水系统的收集与设计原则
2.1 舱底水的收集
舱底水主要来源于主辅机、机械设备、舵机舱、尾管和船舶管路系统连接的接头因密封不良造成的油和水的渗漏，以及水线上甲板和舱室的疏排水、冲洗水、扑灭火灾时的消防水等等。这些油和水最后都将汇聚在船舶舱底或者污水井内，然后通过舱底水系统的作用进入相应的舱底水舱储存或经过处理达到符合相关的规范和法规要求的标准后排出船外。
2.2 舱底水系统的设计原则
船舶舱底水系统包括常规舱底水系统和应急舱底水系统。常规舱底水系统是除了应急舱底水系统的其他所有舱底水系统。其设计和布置需满足相关的规范和法规要求。
依照相关规范和法规要求：
（1）所有机动船舶均应设置舱底水系统，并能有效地排除任何水密舱中的积水；
（2）舱底水系统应在船舶正浮或横倾不超过50时，均能通过不少于一个吸口（一般均应在两舷设置吸口）排干任何舱室或水密区域内的积水；
（3）系统中的管路应能防止舷外海水（或河水）、或来自压载水舱的水进入货舱或机舱；或从一舱进入另一舱的可能性。对于舱底水系统和压载水系统有连接的任何深舱，应采取有效措施，以防止深舱装有货物时不慎灌入海水，或在深舱装有压载水时，通过舱底排水管抽出压载水；
（4）为防止各舱舱底水相互沟通，管路中的分配阀箱、舱底水管和直通舱底水泵支管上的阀门均应为截止止回阀；
（5）舱底水泵、压载水泵、消防水泵等如果相互接通时，管路中的布置应能保证各泵能同时工作而互不干扰；
（6）舱底水泵必须具有自吸能力或装有独立的自吸装置；
（7）舱底水吸口处应装有过滤网或泥箱，机舱和轴隧内德舱底水吸口均应设置泥箱，泥箱应设置在花钢板附近，并引一直管至污水井或污水沟。直管的下端或应急舱底水吸口不得装设滤网箱；
（8）机舱后各货舱的舱底水管路布置为了便于操作管理，并尽量减少隔舱壁开孔，从机舱前部至首尖舱为止（全长或部分长度），在船舶纵中剖面附近专门设一管隧，将舱底水管（包括压载水管）铺设其中。
3 船舶舱底水系统设计原理及工作原理
3.1舱底水系统设计原理
根据相关规定规范，机舱区域需设置污水井，分别位于机舱前部和机舱后部，前后部的污水井位置应根据船型实际情况确定，常规的船舶机舱一般设置三只污水井，两只位于机舱前部的左右舷，一只位于机舱的后部；如若主机下部设有凹坑，根据情况可以设置污水井，也可以不设。锚链舱内也需设置污水井。其他区域如：舵机舱、艉管等，也需在易出现积水的位置设置舱底吸口以排除该区域的舱底积水。
舱底水吸入管末端都应设置吸入口，在常规船舶的舱底水吸入处，污水井内或舱底水舱内均需设置自动高位报警装置，以便及时开阀和泵排除舱底水。满足规范无人机舱要求的船舶往往还装有阀门遥控系统和舱底水自动排放设施。
按相关规范/法规规定，系统中需设置专门的舱底水泵和兼用的舱底总用泵、消防总用泵，为防止含油污水排至海水中，机舱内还需设置舱底水油水分离器。
3.2舱底水系统工作原理
按相关规范/法规规定，舱底水泵或总用泵均可吸取各污水井内的污水。一般在每一路舱底水管的两端设置截止止回阀，以防止舱底水的倒流。在船舶航行时，通过机舱舱底泵吸入的含油污水必须排至舱底水舱进行储存；当船舶停靠码头时，则可将储存在舱底水舱的舱底水排至岸上设置的舱底水接受装置。如需要排到船外，则需按照相关规范要求的通过舱底水油水分离器处理后，其含油量小于15ppm时才能排至舷外。如锚链舱等区域内洁净不含油的舱底水则可通过总用泵或者手摇泵直接排至舷外。
3.3舱底水泵以及管路布置原则
地球上的船舶种类繁多，每种船舶的舱底水系统均有差别，但管路和水泵的布置都有一定的原则可循，而常规船舶多采用集中布置原则，常规船舶通常只有一个机舱或两个机舱，且船舱数也较多。而这种布置原则的舱底水系统只需设置一台或者两台舱底水泵，具有设备少、易操控、造价低等优点。
舱底水管路的布置多种方式，有支管式、总管式和混合式，支管式是对各需要排水的舱室，从每个吸口引出支管，通过截止止回阀，经舱底水总管接到舱底泵。而该布置会消耗大量的管材，造成管路多且增加船重，但可将阀件集中布置便于操作。总管式适用于设置有管遂的船舶，即从各需要排水的舱室，从每个吸口引出支管，通过截止止回阀连接到管遂的总管上，该总管再连接至机舱内的舱底水总后与舱底泵连接。该布置消耗的管材少，但控制阀门过于分散不便操作。而混合式则介于支管式和总管式之间，常规的船舶多采用混合式，例如把需要排水的舱室分成兩组或者三组，由两根或者三根分总管与舱底泵连接。可适当的将各分组的阀门集中布置、集中控制，管材消耗也得能到控制。
舱底水吸入端可设置止回吸入滤网（吸入口），也可设置吸入滤器（泥箱）。吸入口安装在舱底水吸入支管的末端，而泥箱一般安装管路中间，污水井的上方，两者的过滤作用是相同的。不同的是吸入口能起到止回作用，而泥箱则无止回功能，所以必须在泥箱之前安装一个截止止回阀来实现止回作用。另外，吸入口必须安装在污水井内或者舱室的最低处，因此一旦堵塞，清洗非常困难。而泥箱则不同，可以安装在比较高的位置，清洗就比较容易。
对于自动化程度较高的船舶，均要求在污水井高位时能及时的将舱底水排放至舱底水舱或者舷外。这就需要在污水井及各需要排水的舱室处设置液位报警装置进行监测，当污水达到高位时报警装置将信号传达给相关设备控制舱底泵的运作。
4 结语
总之，船舶舱底水系统作为重要的保船系统，关系到船舶的正常运营和海洋环境的保护，特别是港口国对舱底水排放检测的日益严格，更要求我们在舱底水系统设计时，应严格按照相关规范和公约要求制定，同时也应满足船舶挂旗国及港口国的具体要求。
参考文献：
[1] 刘沣瑶，李德堂.海洋石油281平台油污水收集及处理系统设计[J].中国造船.2010年8月.
[2] 陈可越.船舶设计实用手册[M].中国交通科技出版社，2007.
