船舶管系设计布局优化的要求与研究

相涛

摘 要： 随着经济和科技水平的快速发展，船舶管系是分布于船舶各舱室的用于传递气体与液体的管路系统。船舶管系遍布全船各舱室、各个部位，合理的管系布局是保证船舶安全性、操作方便、维修便捷和机械正常运转的重要前提。

关键词： 船舶;管系设计;管路系统

【中图分类号】TP3     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）05-0187-01

引言：在對船舶管系进行设计时所要遵循的原则相同，保证在对安全区中的各个系统进行设计时能够符合注意事项的要求，确保设计出的船舶管系设计能够达到安全返港的标准，在遇到海上事故时能够具有一定的能力来进行自保，以此来降低人们的生命和财产安全损失，促进海上航海业的进一步发展，推动中国经济实力的提升。

1 管系设计布局存在的缺陷

目前，管系在设计布局时主要采用平面方法进行管系布局放样，在平面上（通过AutoCAD软件）按照一定比例绘制船体型线和有关结构图。绘制出舱内主要机械设备的安装位置后，应绘制管系的放样总图，而后依据放样总图生成各系统管系的放样图，开展管件加工和生产。目前，设计方法存在多方面的缺陷：①平面设计方法无法表示管路错综复杂的三维立体关系，不易在设计阶段规避管路之间、管路与设备之间的声短路情况，且要求在现场放样完成后再开展设备布置，这种串行设计的方法不利于生产周期的缩短。②该方法依赖对设备安装位置的数据测量，且因管系密集，在设计不同系统管系时，易出现管路相互影响的情况，导致返工。③人工放样、设计管系布局的最大缺陷是设计布局的结果极度依赖设计者的经验、专业知识。

2 管系优化布局

2.1 建模排气管、风管和海水总管

一般排气管、风管和海水总管是管径最大的，尤其是排气管需要包绝缘材料并且管线不能向下，所以需先行布置;布置完成后，需与船体专业协调开孔是否可行，并确定做结构风道、海水箱道等需船体围建的结构。

2.2 基本系统和临界系统

基本系统和临界系统是设计时必须要考虑的问题。这关乎系统配置及设计，是认定船舶有无安全返港和有序撤离能力的重要环节。1）基本系统是火灾或进水事故后不受事故影响需保持运行区域的所有系统，见2.1描述。2）临界系统是对基本系统进行评估并发现存在薄弱环节的系统。此薄弱环节将导致该系统在安全返港时无法正常工作。薄弱环节可能由于设备布置导致，或由局部管系或任何其他可能失效的部分导致。如果一个基本系统在评估后被定义为临界系统，则需要对该临界系统再次进行详细评估，以便采取可行的措施保证该临界系统在安全返港时保持可用状态。

2.3 压载系统的相关规范

想要使压载系统满足安全返航的要求，就要使压载系统的相关规范与舱底系统的相关规范保持一致，即允许各系统在事故进行划分的界限范围内停止运行，但是没有被事故直接造成影响的部分要保持正常的运行状态。对压载系统进行设计时，要考虑到各个方面的内容，对隔离阀进行安装时，要使其能够不受事故进行划分的界限范围所影响，一直都能够进行操作。保障压载系统的控制阀能够被中央遥控系统所操控，可以手动对其进行操作，达到哪怕船舶二次进水船舶依然保持稳定的运行状态。

2.4 对舱底系统的相关规范

想要使舱底系统能够对安全返港起到支持作用，最少要使用3台泵来提供动力，并且在舱底系统中使用的泵的横准数值超出30时就增设一台泵来为舱底系统提供动力。每一台泵在使用时都要和舱底的总管相连接，保证泵能够对任意一个水密舱进行服务，并且要设置一台独立的泵来备用，在电力出现故障时进行应急处理。如果客船的长度超过了91.5m或者是泵的横准数值超出30时，就应该分散的放置每一台泵，保障泵不会因为同一类型的事故丧失功能。

2.5 安全区中的各个系统进行设计时的注意事项

对安全区中的各个系统进行设计时，要注意将一个总管道进行隔离的阀安装于纵向总管两侧的船舱壁中。不需要和消防系统以及淋浴系统一样特意错开的对支管阀进行安装，图一，只需要考虑主竖区的界限。要从实际的情况来进行分析，考虑是否要对纵向总管展开局部保护工作。

2.6 舱底系统管路布置

该船没有设置中央双层底管弄，无法设置单根舱底总管。根据底层甲板舱室和双层底的划分形式，设置左右2根舱底总管。左舷总管连接左机舱舱底泵和首部1台舱底泵。右舷总管连接右机舱舱底泵和首部1台舱底泵。左、右机舱舱底泵通过隔离阀相连，首部泵舱的2台舱底泵进口相连。如此4台舱底泵通过一个环形总管连接起来，各舱底支管分别连接左舷或右舷环形总管，每台舱底泵可服务任一水密舱室。

结语：随着自动化与信息化技术的快速发展，现代造船模式向着数字化发展，设计模式也向着自动化发展，传统的管系优化布局模式也应紧随科技革新。要求也比较高，而对服务于安全区相关系统的要求则比较低。不管要求高低，在安全返港要求下，各系统的设计理念和解决办法却有许多共同之处。船舶管系布局是船舶设计生产的一个重要环节，实践中主要依靠设计者的经验完成。

参考文献

[1] 范小宁.船舶管路布局优化方法及应用研究[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[2] 樊江，马牧，杨晓光.航空发动机外部管路自动敷设研究[J].机械设计，2003，20（07）.