“港船6号”拖轮主机冷却海水系统冬季防冻改进研究

李丽珍，马 军，崔立辉，李玉海

(天津新港船舶重工有限责任公司，天津 300456)

“港船6号”拖轮主机冷却海水系统冬季防冻改进研究

李丽珍，马 军，崔立辉，李玉海

(天津新港船舶重工有限责任公司，天津 300456)

文章介绍了天津新港船舶重工有限责任公司修船厂“港船6号”拖轮在主机冷却海水系统冬季防冻问题中出现的故障，研讨其中的原因，提出了改进方案，故障并最终得到解决。

防冻；主机；改进研究

“港船6号”是2009年天津新港船舶重工有限责任公司修船厂建造的全回转拖轮，功率3 234 kW(4 400匹)，该船主尺度如下：总长，36 m；垂线间长，32 m；型宽，10.4 m；型深，4.8 m；设计吃水，3.7 m，主发电机组：90 kW(功率因数0.8)×2套。

由于天津地区冬季较为寒冷，“港船6号”拖轮历年在冬季使用过程中出现由于海水结冰造成海底箱堵塞、主机冷却海水吸不上来的故障，由此造成主机过热停机。该拖轮在设计时参照天津地区历年的气候条件，并没有考虑极端气候条件。故障发生后，总厂要求技术部和资产部做出相应的海水系统改造方案。在该船所有系统均已成型的情况下进行了重新布置改造，现将其归纳总结如下。

1 系统设备选型及解决方案

1.1 方案初选

对于该拖轮的防冻问题，我们曾采用临时岸电，增加机舱伴热带的方法暂时予以解决。在这次改造中有工人提出，能否将此临时加伴热带的方法永久化，因该方法占地面积小，不排放烟气等污染物质，而且可以自动运行，减少人为的管理，因此该种方案一经提出，随即得到了厂里领导和车间工人的赞成，但是最终方案的设计方——技术部的相关人员并没有盲从，如果是新造船舶，此种方案当然是最佳的，但是旧船进行改造，原来船舶的电力负荷是否足够，技术部相关人员对此进行了详细的原船电力负荷计算，但是经过技术部相关人员查阅图纸和现场勘察，发现临时采用的伴热线如果在停泊码头使用岸电时，该船的保温防冻没有问题，但是一旦该船处在作业期间，由于电力负荷过大，原来设计工况采用1台发电机的功率是否够用，需要进行负荷校核。

1.2 电力负荷计算

1)原船的负荷计算如下。原船主要设备情况如下：主空压机组1.1 kW、消防总用泵组7.5 kW、舱底总用泵组7.5 kW、海水压力柜1.5 kW、淡水压力柜1.5 kW、轻柴油输送泵2.2 kW、滑油备用泵1.5 kW、污水泵1.61 kW、污油泵1.61 kW、生活污水处理装置4.0 kW、油水分离器1.5kW、电热水器3 kW、空调1.5 kW、柜式空调3.0 kW、机舱通风机组4.0 kW、锚机15.0 kW、绞车12.5 kW、照明设备8.0 kW、通信导航设备1.5 kW、其它1.5 kW。

根据负荷计算公式得出原船总负荷：航行工况49.83 kW、拖带工况49.51 kW、停靠港工况59.51 kW、停泊工况30.99 kW。

原船发电机组功率90 kW×2台,使用1台发电机组时的负荷率为：航行工况55.37%、拖带工况55.01%、停靠港工况66.12%、停泊工况34.43%。

这是原船的电力负荷计算书，从上述计算书我们可以看出，原船电力设计为2台发电机组一用一备，裕量并不大。

2)增加电伴热负荷校验。现在我们初步按照机舱增加电伴热50 kW,进行计算，其结果如下。

变更总负荷：航行工况99.83 kW、拖带工况99.51 kW、停靠港工况109.51 kW、停泊工况55.99 kW。

如果还是使用1台发电机组时的负荷率为：航行工况110.92%、拖带工况110.56%、停靠港工况121.67%、停泊工况62.21%(备注：负荷率已经超过100%，显然使用1台发电机组是不可行的)。

3)计算结论。根据以上计算，技术部人员得出如下结论：如果永久增加电伴热，需要同时开启2台发电机组，这样柴油消耗过大，厂内的经济负担重，此种做法得不偿失，方案行不通。

2 选定方案

技术部人员积极查找资料，并到有类似船舶的部门找业内人士进行调研，根据天津临海水域冬季寒冷的特点，我厂决定采用类似集装船在北半球所采用的压载舱内循环的办法，将尾部压载舱(P/S)分别作为冷却水源，对于主机、发电机组、舵桨装置实行内部循环，海水不排出舷外，只在压载舱和机器之间循环，计算过程如下。

2.1 艉压载舱的容积(见表1)

2.2 主要设备海水消耗量

主机厂要求：海水流量54 m3/h，流动阻力0.09 MPa。

发电机组厂家要求：海水流量12 m3/h，流动阻力0.09 MPa。

表1 舱容汇总表

舵桨厂家要求：海水流量4 m3/h，流动阻力0.09 MPa。

因此单机需要的冷却海水流量=54 m3/h+12 m3/h+4 m3/h=70 m3/h。

2.3 海水泵选择

根据上述参数，技术部选型80CWZ-14型水泵，流量72 m3/h，扬程19 m，转速2 950 r/min，电机Y132S2-2H功率7.5 kW，单泵质量93 kg。

2.4 修改工程

1)清空尾部压载舱中的海水,在尾部压载舱中现场安装吸入口。

2)在机舱中安装2台冷却海水泵，左右各1台。

3)连接主机压载舱内循环海水管路DN80，其中冷却回管DN100至尾部压载舱。

4)连接发电机组压载舱内循环海水管路DN40，其中冷却回管DN40至尾部压载舱。

5)将舵桨装置的冷却回水管DN40接至尾部压载舱。

6)进行试航调试，测量主机状态参数。

3 结束语

通过该拖轮改造过程充分说明在一些船舶(近年来我国从日本进口了许多类似船龄不大的拖轮)上使用压载舱内循环进行防冻，原理简单、设计合理、成本较低，比其它任何解决方案来的快——能够确保完工时间，施工工艺简单——设备精巧，投资省只需要1万～2万元，赢得了本厂领导赞誉、施工工人满意的效果。

Some problems on antifreezing for sea-water cooling system on tugboat Gang Chuan No.6,which belongs to the shipyard of TIANJIN XINGANG shipbuilding heavy industry Co.,LTD.，are introduced.In this paper,the cause is studied and the improving plan is put forward with the final resolution.

antifreezing；main engine；improving measure

李丽珍(1979-)，女，天津人，高级工程师，大学本科，主要从事船舶修理工艺工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2016.01.011

2015-09-16