某型多用途重吊船降低电缆成本方法研究

高丽浚，王 炜，黄 夏

（沪东中华造船（集团）有限公司，上海 200129）

1 前言

多用途重吊船是一种可运载集装箱、木材、矿砂、谷物或其它杂货等多种货物的干货船，一般为大舱口敞舱船。该类船的船型特点为：机舱布置在尾部，上层建筑布置在船首或船尾；货舱口宽大，设有自动启闭水密舱口盖，货舱口两侧通常设有空舱和压载水舱。该船型既能装载散货，又能装载ICC、IAAA集装箱，在航运市场上具有独特且无法取代的优势，近年来我国获取了大量该类型船的订单。

由于受该类型船的船型特性限制，在控制电缆成本方面存在一定的困难。本文通过对某型多用途重吊船电缆优化布置方案进行梳理，全方位、多角度研究控制电缆长度、提高电缆利用率的整个过程，在确保船舶性能满足规范要求，并经船东和船检认可的基础上，从系统设计、生产设计入手，通过优化系统、改变电缆的路径和相关设备的布局，加强设计部门和生产部门紧密沟通，固化主干电缆走向，编制局部电缆表册等方法，极大地提高电缆的利用率，达到降低成本的效果，为公司其它产品电缆设计具有一定借鉴作用。

2 电缆优化设计方法及方案

2.1 优化方法

在设计过程中要想优化电缆布置，通过控制电缆长度、提升设计精度来实现降低生产成本的目的，一定要有对船舶电气系统构成及功能深入理解，还必须具备熟知规范，有丰富的设计经验，灵活应对各类复杂情况，满足设计需求的能力。本船在电缆布置优化方案实施过程中，设计人员根据其它船型的设计经验，对详细设计和建造过程中可能出现的问题进行预判、分析，通过优化系统、设备布局、电缆走向等方法，控制电缆长度，提高电缆利用率，从而降低成本。

2.2 优化方案

（1）岸电系统

本船配置有750 kW×3主电站、290 kW×1应急电站及600 A岸电箱。根据总规格书，主配电板与应急配电板之间通过4根3x95 mm电缆完成联络供电功能，主配电板与岸电箱之间也通过4根3x95 mm电缆完成岸电供电功能。由于该船主配电板布置在集控室，位于船尾；应急配电板和岸电箱布置在应急发电机室，位于船首；而货舱两舷供首尾电缆贯穿的空舱空间有限。这为电缆敷设带来难题,配电系统初始设计图，如图1所示。

图1 配电系统初始设计图

为了减轻两舷空舱的空间压力，同时降低电缆成本，通过研究发现应急配电板和岸电箱工作时不会出现同时向主配电板供电的情况。因此，将岸电箱放在应急配电板中作为单独的一屏，岸电箱与主配电板之间的供电功能借助主配电板与应急配电板之间的电缆完成。这样可以减少一路电源电缆，且设备集中安装便于后期操作。经与应急配电板厂家进行沟通，确认岸电箱的转接开关直接安装在应急配电板中不影响配电板功能。此优化设计方案如图2所示，并经船东认可，最终通过实船试验验证。

图2 配电系统优化设计图

通过优化岸电输入系统电源电缆的布置，节省3x95平方电缆约700 m，单船节约成本约24.5万元。

（2）电焊机系统

回到竹溪街，何牦第一件事是写遗嘱。他共有五万元存款。这次去北京的旅费加住院费，花了一万六，何美宁办出院手续时，他站在何美宁身后，见何美宁把九千元钞票塞进医院的收银台时，心痛得快要流眼泪了。这些钱都是计划留给橘红的，是让橘红过上好日子的希望和保证，上次在滨湖三医院住院，大病医疗出了百分之八十，自己还交了三千五，这次是全费，百分之百的自己交。交的不是钱，是希望，是性命。他活着的希望和意义，就是赎回年轻时的过失，让橘红过上好日子，把钱都花了，就算找到橘红，还有能力、条件让橘红过上好日子吗？那一把把的钱交得他心里发颤，好像受了惊吓似的，抖动。

本船配置有船用直流电焊机系统。初始设计中，电焊机为分配站式电焊机，船上提供交流440 V电源输入至电焊机电源变换装置（440 V/DC8V），电源变换装置与各焊枪分配电箱之间通过1×120 mm电缆连接。

由于第一个分配站到最后一只分配站距离较远，直流电压压降太大，采用普通的分配站式电焊机在最后一只分配站位置无法满足正常使用要求，而采用特殊的分配站式电焊机又成本太高。为了既满足电焊机能够正常使用，又考虑到降低成本，采用普通电焊机及交流电源插座替代分配站式电焊机，交流插座电源压降小，且使用便携性电焊机，可以用普通电缆替代原专用电缆，有效降低了电缆费用。通过优化，大大减少了电焊机费用，缓解了敷设电缆的成本和左舷空舱的电缆导架及开孔压力，使用普通3x10 mm电缆替代原长1x120 mm电缆，节约电缆300 m，单船节约成本约4.5万元。

（3）机舱风机变频控制系统

本船配备两台机舱风机，安装在上甲板船尾系泊平台3#肋位处。 初始设计中，风机变频控制柜分别位于应急发电机室（船首上甲板）和电工间（船尾三甲板处），如图3所示。船首变频控制柜，共有12根粗细不等的电缆连接到风机和集控室，每根电缆的平均长度约为202 m，总计2 424 m。

图3 机舱风机系统初始布置图

在充分了解变频风机工作状态及操作站位后，在保证不影响船舶性能和人员安全的前提下，将两个变频控制柜的位置从上建应急发电室及机舱电工间分别调整到舵机舱和机舱后通道，既能减少变频柜与变频风机之间的变频电缆，又符合就近操作的原则。该优化布置方案得到了船东和船检的认可，如图4所示。

图4 机舱风机系统优化布置图

通过优化机舱风机变频柜的位置，节省电缆约2040 m，节约成本达6.12万元。

（4）ICMS系统增设信号采集箱

根据本船机舱自动化系统初始设计，全船设有2个ICMS数据采集箱，分别安装于船尾机舱3甲板和4甲板船首，每个信号采集点需要纵向穿过整个货舱才可以连接到信号箱。ICMS系统初始设计图，如图5所示。

图5 ICMS系统初始设计图

图6 ICMS系统优化设计图

通过增设及优化首部信息采集箱设备布置等方法，使首部共计86个监测点所用电缆敷设路径缩短，节约信号电缆约14 000 m，节约电缆成本约35.3万元，新增的一个信息采集箱设备成本约6万元，综合节约成本约29.3万元。

（5）主干电缆

初始设计中，驾驶甲板上只有左侧留有通往C甲板的电缆开孔，但本船的电缆通道设置在C甲板的右后侧，使C甲板以上中部及右侧设备的电缆需要绕到左侧穿过甲板开孔后，再往首部—>右侧—>尾部方向绕行至C甲板右侧通道，绕行距离约为50 m。初始设计主干电缆走向图，如图7所示。

图7 初始设计主干电缆走向图

根据分析驾驶室现场布置条件，提出通过在驾驶室右后壁增加开孔缩短右侧设备电缆绕行路径的方案，使C甲板以上的右侧电气设备电缆通过这个孔穿到电缆通道，缩短电缆长度。优化设计后，该区域主干电缆走向如图8所示。

图8 优化设计主干电缆走向图

经实船验证，在驾驶甲板右后壁增设落地开孔，使罗径甲板、驾驶室、海图室、报务区的中部、右侧等设备约50根电缆实现敷设路线优化，节约电缆共计2500 m。

（6）电缆敷线图

电缆表册上的电缆长度，是设计人员按表册中电缆走向进行测量的。若施工的工艺环节不合理，会使实际电缆走向和电缆表册的走向不完全一致，发生电缆过长或过短的现象，造成电缆采购成本增加或造成返工，人工成本增加。

为减少上述情况发生，设计人员必须精确的设计电缆敷线图，对每个水密隔舱壁都增设节点；对于没有水密隔舱壁的位置，在电缆导架或电缆集中穿过梁上的开孔处增设电缆节点，进而固化每一根电缆的走向，尤其是电缆分束处，使现场敷设可控，保证每根电缆铺设的路径最短且唯一；同时，根据电缆走向对每一个电缆节点进行精准计算，根据现场施工状态及时调整贯穿件大小或增加敷设路径，达到电缆充分利用，减少施工返工，从而实现降本增效的目的。

（7）局部电缆表册

根据对我公司不同船舶电缆敷设情况验证发现，为避免电缆设计长度比实际长度短而发生整根电缆报废的现象，在电缆设计时增大电缆余量设置，这将会大幅提升电缆成本。通过分析发现，这类情况的发生不仅出现在电缆敷设路径不固化上，还有电缆进入设备以后的余量计算精度不足的因素。尤其是首制船，在设备完工图、设备布置位置不确定、设备资料信息不全等因素影响下，使电缆进入设备的余量计算更加困难，对电缆成本控制带来严重的影响。

根据现场电缆敷设计状态分析，在进入区域电缆敷设阶段，设备基本安装完毕，设备的大小、安装位置及进线方向明确，进入设备的电缆余量一目了然，增加区域整根电缆切割范围，可以使电缆长度值得到有效控制。因此，将同一防火区域中线径小于30 mm的电缆，采用同规格同型号合并计算长度的方法设计局部电缆表册，电缆切割厂商根据表册内容，按照区域整根切割，成筒提供给施工现场，现场根据实际状态切割、敷设电缆，留有保证接线的必须余量，确保每一根电缆长度精准。通过这个方法，可以有效降低电缆采购成本。

3 优化方案成果验证

通过上述优化方案在本船的实施，顺利完成了预期目标，方案成果验证见表1。

表1 优化方案成果对比表

4 结论

本文对某型多用途重吊船提高电缆利用率的方法进行梳理和总结，技术方案在满足船舶安全并得到船东和船检的认可下，通过系统优化、设备布置位置调整、固化电缆走向和编制局部电缆表册，优化电缆切割等方法，有效提高了电缆的利用率，降低了生产成本。希望本文可以为其它船型的设计起到参考和借鉴作用。