牲畜船（活体牛类）货舱通风系统设计

王海

（广东中远船务工程有限公司，广东东莞 523146）

WANG Hai

（Cosco GuangDong ShipYard Co.，Ltd 450052，China）

牲畜船（活体牛类）货舱通风系统设计

王海

（广东中远船务工程有限公司，广东东莞 523146）

介绍了运送活体牛类的牲畜船货舱通风设计主要设计依据、布置原则、系统配置特点、测量方法及标准。可供开发类似新牲畜船设计参考。

通风布置；系统组成；测量方法

WANG Hai

（Cosco GuangDong ShipYard Co.，Ltd 450052，China）

0 引言

为了保证船舶长途运输活体牛类牲畜具有较舒适的环境，船舶牲畜货舱区域必须具有良好的通风系统，以降低牲畜在运送过程中得病率、死亡率，使得船东或货主达到最大的经济效益。

1 通风系统设计依据

牲畜船通风系统设计按照航线、国家、入籍、挂旗不同，需要满足以下主要标准。

1.1 船级社标准

目前为止、其中BV规范中对于牲畜船通风有较为具体的要求。

BV规范章节：BV 2010 Pt D,Ch3,Sec3,2.2 Ventilation system

1.2 AMSA(Australian Maritime Safety Authority)标准

澳大利亚对于牲畜船通风系统要求较为详细，是牲畜船通风系统最为重要设计标准。

AMSA（Australian Maritime Safety Authority）Part 43 Cargo&Cargo Handing-Livestock Issue 6关键要求如下。

（1）载运牲畜的封闭处所应设有机械通风系统。该通风系统应有足够的容量使其所通风处所的换气率：

1）如处所的最低净高是2.30 m或以上时，换气次数应不低于每小时20次；

2）如处所的最低净高是1.80 m时，换气次数应不低于每小时30次；

3）如处所的最低净高在1.80 m至2.3 m之间，换气次数应按照上述要求成比例数。

通风换气次数可以参考表1。

表1 净空内的通风换气次数

牲畜封闭处所净空的定义：按照图1所示，净空是指从甲板面至阻碍空气流动的最低障碍物，如结构梁，管子，水平风管，草料系统等等，但不包括对空气流动无大影响的障碍物，如灯具，高处消防阀等。

图1 货舱净空示意图

（2）下列载运牲畜的未封闭处所应提供机械通风系统

1）处所的结构是多于一层甲板上设有围栏，处所的宽度大于20 m；

2）由于处所的部分封闭，自然通风受到限制。

（3）通风风速要求

机械式通风系统分配风量，确保整个牲畜区域有效通风。机械通风系统应该具有在畜栏任何区域最小风速不小于0.5 m/秒的能力。

（4）AQIS（Australian Quar⁃antine Inspection System）要求

按照以上规范要求，PAT（Pen Area Turnover）值为200

1.3 新西兰牲畜船海上运输标准New Zealand MAF sea transport of livestock standard

1.4 欧盟牲畜船标准EC rule as applicable to live⁃stock standard

2 通风系统配置

2.1 通风系统型式

目前牲畜船通风系统的方式包括两种方式：集中通风和独立通风。

2.1.1 集中通风

利用一台或两台离心式风机对于同一货舱多层甲板进行机械送风和机械排风。通常应用于6层以下封闭式货舱牲畜船。集中式供风在不同货舱内易于风量分配，能够较为容易地使各个测试点风速达到标准要求。

集中通风系统主要组成部分见图2。

图2 集中供风系统主要组成

（1）结构风管

结构风管在设计过程中，不仅考虑风管强度要求，同时需要特别考虑风管内部加强对风量、风速的影响。风管内横向加强型式，采用小型结构。同时风管内部布置梯子，用于风管内部清洁，梯子设计采用圆钢型式，减少通风阻力。结构送风风管与PVC风管连接采用钢制穿舱管。而结构排风管钢壁安装格栅，进行排风。见图3。

（2）PVC风管

风管采用PVC材料，PVC材料内壁光滑，减少摩擦阻力损失。管子壁厚不小于7 mm，提供不燃材料证书。

PVC风管布置高度在畜栏区域净高至少1.8 m，同时采用不锈钢U型管码和不锈钢角钢固定，防止腐蚀。

PVC风管沿着船长方向在每个牛栏上方布置见图4，每条风管需要钻一系列的圆孔，开孔顺序见图5。PVC风管上所有的钻孔尺寸必须一致，每个孔之间距离0.4 m（图6），以达到稳定的风速及流量。通过送风管送风，压迫货舱区内污染的空气从排风孔排出。风向见图7。

图3 结构风管典型图

图4 风管布置典型图

图5 风管钻孔顺序

图6 风管钻孔距离

图7 通风流向典型图

（3）排风风机

两种风机为皮带驱动离心式风机，因为皮带驱动的风机能够更好地适合每种情况，这种风机不仅能够更好地建立压力，同时噪音也比轴流风机更低。风机需要厂家根据牲畜船货舱空间，风管布置进行CFD计算，而满足流速，换气气数要求。风机安装采用弹性安装形式，以便能够削弱噪音。

图8 百叶窗外形图

（4）百叶窗

送风机间百叶窗采用汽水分离式铝质或不锈钢叶片固定百叶窗，为避免风量不够，在选用百叶窗时，需要考虑百叶窗的阻力损失。同时百叶窗下方带有泄放管。选型需要按照送风机间结构确定百叶窗尺寸、叶片间隙（图8）以及百叶窗的性能曲线（图9）等。

图9 百叶窗性能曲线

（5）手动风闸

手动防火风闸需要按照送风口及出风口的尺寸自行设计。风闸的材料需钢制。在正常航行时，风闸处于开启状态，只有风闸在货舱对应区域着火时，需要在货舱外面手动关闭。

风闸重量需要严格控制，否则船员无法操作。通过组合滑轮组和钢丝绳方式进行风闸的开启和关闭。风闸通过钢丝绳在风机间外面进行固定，固定方式易于在紧急情况下释放。风闸安装示图如图10所示。

图10 风闸安装示图

2.1.2 独立通风

风机安装在露天甲板，由多台独立轴流风机或离心风机对牲畜货舱进行通风，这种通风方式多用于货舱层数较多以及带有开敞甲板的牲畜船，集中供风不适用的船型。独立式通风在调节各个区域风速以及风量时难度较大，不易满足规范的要求。

独立通风系统主要组成部分见图11。

风机选型、风管尺寸准确获得都要通过CFD计算。此计算由风机厂家进行建模计算。通常在牲畜船初步设计阶段就需要与通风厂家进行联合设计，更加合理经济地布置风机及风管。风管采用钢板卷制而成，同时需要进行镀锌处理。

2.2 通风控制

牲畜船对于货舱通风、饮水、照明、草料系统需要配置至少两套相互完全独立的配电系统。

包括配电板、风机启动器、电缆等等都需要完全独立，达到AMSA要求的系统冗余要求。

其中风机系统冗余要求如下。

（1）确保风机组群启动板至少在2个位置，同时需要尽量远离。

图11 独立通风系统主要组成

如按照图12，这种控制方式不能满足AMSA要求，因如风机群任何启动控制板启动失败，那么将有一半的空间不能有任何通风。需要按照图13的方式进行控制布置。

图12 控制方式1

图13 控制方式2

（2）对于每个风机组群都需要从AMSA的第一配电版和第二配电版单独供电。

（3）风机启动器提供连锁功能。

2.3 通风系统检验和测量

（1）通风系统需要进行2种数据测量，以证明通风系统设计满足AMSA规范要求。

1）每层甲板的换气气数测量；

2）牛栏区域风速测量。

（2）测量条件：

1）通风系统完整；

2）所有的货舱的门和舱盖需要关闭；

3）需要在完工状态；

4）所有送风和排风风机需在设计速度下运行。

（3）换气测量：

1）确定进入整个货舱和每层甲板的换气次数，气流测量位置在风机吸入口；

2）对于排风机测量需要在货舱内每个开孔位置测量，然后进行总计计算。

（4）风速测量：按照AMSA规范要求，在每个牛栏区域内选取5个测量点进行风速测量。在牛栏栏杆内从甲板至甲板1.4米高之间内任何一点的风速不小于0.5 m/s。把一个全方位风速传感器放置在距离甲板面1米高的位置进行测量。按照图14的位置进行测量，获得的测量结果如图15。

3 结束语

此系统是AMSA检验及取证重要系统之一，在设计过程中特别需要注意以下几点：

（1）系统风速；

（2）统总风量；（3）系统噪音；

（4）系统控制。

除设计重点外，在生产安装过程也需要注意调整通风开孔位置，满足规则要求。

Ventilation System Design of Livestock(Cattle)Cargo Hold

The article introduced the ventilation system of livestock(Cattle)cargo hold,included design rule,duct and equipment layout principle,characteristic of ventilation system,measuring procedure and standard.

layout of ventilation；system component；measuring procedure

U664.86

A

1009－9492(2015)10－0050－05

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.10.013

2015－08－25