新一代82000t卡尔萨姆型节能环保散货船电气设计特点

王 蓉

● （上海船舶研究设计院，上海 201203）

新一代82000t卡尔萨姆型节能环保散货船电气设计特点

王 蓉

● （上海船舶研究设计院，上海 201203）

自 2009年以来，随着金融危机的爆发，国际航运市场日益低迷，而占据我国船舶业约六成的散货船市场更是首当其冲。82000DWT卡尔萨姆型节能环保散货船是在 79600t散货船的基础上开发的新一代船型，8万载重吨新一代散货船投放市场不到两年接单量就达到30艘，这些说明，卡尔萨姆型散货船已经被充分地认为是“新一代船型”。

散货船；能耗低；经济；环保

0 引言

自2002年日本常石公司率先推出8.2万载重吨巴拿马最大型散货船新型设计(卡尔萨姆型)，新船型具有舱容载重大、航线货种选择多样、性价比高等特点。该船型在推出后越来越受到船东的青睐，并逐步取代了巴拿马型散货船的地位，市场前景十分广阔。同时，随着对环境保护的重视，以及燃油价格的持续抬升，以及即将生效的船舶能效指数EEDI等多种因素影响，船东对船型在节能、环保方面的要求提出了更高要求。

我部多年来在巴拿马极限型散货船系列研发的基础上，针对线型、主机和螺旋桨、空船重量、总体布置、节能装置等各方面进行了大量研究优化，充分利用了现有的成熟技术，具有能耗低、安全可靠、操作灵活及便于维护等特点，可满足未来一系列节能、减排、环保等海事新规的要求，满足了结构共同规范(CSR)、燃油舱保护、PSPC等所有生效的规范规则的要求，使本船达到了国际先进水平。在设计过程中，我部广泛征求了船东和船企的意见，要注重经济性、安全性和环保性，以确保该型船能够更多地满足个性化需求。该型船通过优化线形、螺旋桨、主机以及采取一系列节能措施，在保证良好的快速性和操纵性的前提下，达到了更低的燃油消耗。特殊的大方型系数，合理的机舱和货舱布置以及对空船质量的优化设计使得该船能达到更大的载质量量和舱容。

1 电站设计

船舶电站总容量的大小、配备发电机的数量以及单台发电机规格的选取历来是考核船舶安全性和经济性的重要指标之一。对船舶电站而言，综合考虑船舶在航行中使用一台发电机组时具有合理的负荷率，在增加了船舶栽种吨位，又保证设备的正常使用情况下，反而降低了电站功率，节省了油耗，提高了经济效益，这可谓是本船的一个有特点的地方。下面是几组数据的比较，见表1～表4。

表1 优化前后的主机型号

表2 80300t双壳散货船的电力负荷比较

表3 79600t单壳散货船的相关参数

表4 82000t卡尔萨姆型散货船的相关参数

保证合理充裕的电站功率配置一直是电气专业设计上的一个棘手的问题。通过准确精细的系统计算，优化全船机械设备选型，最后使单台发电机组功率降低到550kW。

同时，本船设有自动电站管理装置，能根据负荷大小自动起动发电机组、自动并车和负载分配。当电站并联机组发生故障时，该装置能卸下非重要负载或者起动备用发电机组，以确保航行中重要设备安全用电，提高了电网供电的可靠性。对于功率比较大的用电设备，采用了电站重载问讯的功能，起动前向配电板确认是否有足够电网功率，以保证电网运行安全性。

2 自动化系统的配置

为了提高船舶使用的经济性而减低了船员定额，82000t卡尔萨姆型节能环保型散货船的自动化程度较高，而且船舶设备自动化程度和航海设备要求的提高也有利于提高船舶的安全性。集成度高的自动化设备、安全可靠的系统构成是本船设计的重点之一。由船舶规范来促进船舶自动化设计发展，主要是考虑安全性、绿色、环保和排放的要求。在环保的要求下催生了传统柴油机脱胎换骨——电喷柴油机。本船使用MAN B&W 5S60ME-C8 (Tier II)电喷机，柴油机的调速器变成了电喷控制装置。Flex柴油机的优势在于可变的燃油喷油数量满足不同负荷时的燃烧过程需求，保证柴油机高效率，低 Nox排放和“无烟排放”。同时，Specilific fuel consumption(SFOC)的节省意味着低的船舶运营成本，低的EEDI值。

本船满足了无人机舱的要求，采用了机舱集控室内双检测报警电脑工作站的方式，通过设置在机舱各个区域的采集箱收集各个设备系统的报警点，以满足无人机舱的要求，使得本船的操作性能更加简易。同时在机舱集控台设有主机遥控、液位遥测、阀门遥控、安全通讯等功能。本船的一些操作控制都是通过计算机来实现，自动化集成度较高，操作较简单、便捷。共配置2台自动化计算机，4个信号采集箱，满足船级社入级要求。全船还配置11台局域网计算机，进行全船自动化管理。

3 航行无线电系统的配置

随着通信导航设备的日益更新换代，新的导航设备不断的出现，本船的通信导航系统根据最新的规范要求来配置，需要随着设备不断的更新、新规范的不断生效情况来实施配置。本船配备了1台电罗经，1台磁罗经，2套DGPS系统， 1套X波段雷达，1套S波段雷达，电子海图系统及MSC.333(90)新规范要求配置的VDR系统。随着船舶自动化水平的不断提高，驾驶室的值班人员往往会离开岗位，这可能会造成船舶的碰撞、触礁等事故，故本船根据船规强制性的要求增加驾驶台的值班报警系统，一旦驾驶员离开岗位超过规定的时间，该装置就会发出报警。无线电系统比较成型，主要是设备更新快，设备接口较多，因此不能照搬以前的设计。

由于本船的罗经甲板比较小，且各种通导设备的天线又多，这在设计布置中会造成一定的困难。为了减小和避免各个设备天线的干扰，需将雷达桅布置在罗经甲板的最尾端，增加罗经甲板的空间、避开磁罗经4m防磁区域的影响，使得罗经甲板前方的天线和信号灯的布置位置较为宽裕，减少了各个天线互相的干扰。这也是在将来的设计中需要解决的问题。图1是82000t卡尔萨姆型散货船天线布置方案。

4 内部通讯系统的配置

本船广播系统兼做通用报警系统的补充，采用双路放大器，规格为 300W×2，每路放大器主，应双电源供电，广播喇叭交叉布置，在公共场所，内走道，卫生单元仍安装警铃，机舱利用报警灯柱。本船还配置了自动电话系统，声力电话系统，CO2施放报警系统，机舱报警灯柱等系统。在船东的要求下，本船还配置了货舱烟火探测报警系统。

图1 82000t卡尔萨姆型散货船天线布置方案

5 结语

作为当今造船业中的领先船型，新一代 82000t卡尔萨姆型节能环保散货船主要承担海上长航线的煤炭和铁矿石的运输任务，由于该船优良的性能指标，油耗低，载质量舱容大，航速合适，深受船东青睐，在船市低迷的情况下仍有优异的表现，成为弱市中的热销船型，产生了显著的经济效益和社会效益。目前，已经有十几个船厂在建，30余国内外船东，订单达到了100余艘。

[1]钢质海船入级与建造规范[S].北京:中国船级社,2012.

[2]中国船舶工业总公司.船舶设计实用手册,电气分册[M].北京:国防工业出版社, 1997

[3]LIoyd’s Register.Rules and Regulations[M].July., 2003.

Electrical Design of KamsarMax 82000DWT Bulk Carrier

WANG Rong
(Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute, Shanghai 201203, China)

Since 2009, with the outbreak of the financial crisis, the international shipping market has become more and more depressed.About sixty percent market share of the shipbuilding industry in China is the first to be affected.82000DWT KamsarMax bulk carrier is developed base on the 79600DWT bulk carrier.The 80000DWT bulk carrier comes into the market less than two years, then the orders reaches 30 vessel.The results show that the KamsarMax bulk carrier has been considered as “a new ship generation”.

bulk carrier; low energy consumption; economical; environmental protection

U665

A

王蓉（1973-），女，高级工程师，长期从事船舶电气设计工作。