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船舶如何安全高效加压舱水?

什么是压载水?为什么需要加压载水?

压载水 是指被装入船舶专门舱室(称为压载水舱)中以调整船舶稳性、吃水和应力的水。

主要目的:

船舶如何安全高效加压舱水?-图1
(图片来源网络,侵删)
  1. 保证稳性: 避免船舶在空载或轻载时因重心过高而倾覆。
  2. 调整吃水: 使船舶达到最佳航行吃水线,提高推进效率,避免螺旋桨空转,确保在特定水域(如苏伊士运河、巴拿马运河)有足够的富裕水深。
  3. 减少船体应力: 平衡船舶在不同装载情况下的受力,防止船体结构因受力不均而损坏。
  4. 改善操纵性能: 在无货状态下,向船首或船尾的压载水舱注水,可以帮助船舶更好地进行转向和操控。

加压载水的完整流程

加压载水的过程通常可以分为三个主要阶段:注入调驳排放

注入压载水

这是将水从外部环境(通常是港口或开阔海域)泵入船上的压载水舱的过程。

操作准备:

  • 计划制定: 大副或负责驾驶员会根据船舶的装载计划、航次指令和稳性计算书,制定详细的《压载水操作计划》,该计划会明确:
    • 需要注入/排放哪个或哪些压载水舱。
    • 每个舱需要注入/排放多少吨水(通常通过测量舱内水深来计算)。
    • 操作的先后顺序。
  • 人员分工: 明确操作员、监控员、通讯人员等。
  • 设备检查: 检查相关阀门、管路、泵浦是否处于正常状态,确认压载水舱的测量孔和透气孔是否畅通。

连接管路:

船舶如何安全高效加压舱水?-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 如果在港口作业,船舶会连接压载水作业软管到岸上的压载水供应系统,或者使用本船的泵从码头边直接抽取。
  • 如果在海上作业,船舶会放下海底门,直接从海里抽取海水。

开启阀门:

  • 按照操作计划,从离泵浦最远的阀门开始,逐个打开相关压载水舱的注入阀,这可以防止管路中产生气锤现象,保护管路和阀门。
  • 打开压载舱的透气管,排出舱内空气,保证水能顺利流入。

启动泵浦:

  • 启动压载水泵,开始将水泵入压载水舱。
  • 现代船舶大多使用中央式压载水系统,由几台大功率的压载水泵通过复杂的阀门网络为全船所有压载水舱服务。

监控与记录:

  • 实时监控: 操作员和监控员需要通过液位遥测系统人工测量,实时监控每个压载水舱的水位。
  • 控制流量: 根据水位变化,调整泵的转速或阀门开度,控制注入速度,防止水满溢出。
  • 记录数据: 详细记录每个舱的开始/结束时间、注入量、泵浦压力等数据。

操作完成:

船舶如何安全高效加压舱水?-图3
(图片来源网络,侵删)
  • 当达到预定水位后,先停泵
  • 从离泵浦最近的阀门开始,逐个关闭所有注入阀,这个顺序与开启时相反,是为了排空管路中的积水,防止下次操作时产生水锤。
  • 关闭压载舱的透气管和海底门(如果在海上作业)。

压载水调驳

这是指将船舶内部一个压载水舱的水,转移到另一个压载水舱,这通常是为了优化船舶的纵倾、横倾或应力分布。

  • 操作原理: 与注入类似,但水源是船舶自身,操作员打开“源”舱的排放阀和“目标”舱的注入阀,然后启动压载水泵进行驳运。
  • 关键点: 调驳操作对船舶稳性和应力影响很大,必须严格按照稳性计算书和操作计划执行,并密切监控船舶状态。

排放压载水

当船舶在装货港需要装货时,或者为了满足压载水管理公约的要求,需要将压载水排出船外。

排放准备:

  • 制定《压载水排放计划》。
  • 特别注意: 必须遵守《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》
    • 压载水置换: 在距离陆地200海里以上、水深200米以上的海域,用至少3倍于舱容的海水进行置换,以杀死或排出外来生物,这是最常用的方法。
    • 压载水处理: 使用船上安装的压载水处理系统,对压载水进行物理(如过滤、紫外线)或化学(如电解)处理,杀死其中的生物和病原体,达到排放标准后再排放。

排放操作:

  • 操作流程与注入类似,但顺序相反。
  • 打开目标排放区域的阀门(如排舷外阀、排岸管阀)。
  • 打开需要排放的压载水舱的排放阀
  • 启动压载水泵,将水排出。
  • 同样需要密切监控舱内水位,防止泵浦干转损坏。

核心设备

  1. 压载水舱: 船体内用于装水的专用舱室,通常分布在双层底、顶边舱、边舱和首尾尖舱。
  2. 压载泵: 核心动力设备,多为离心泵,功率强大。
  3. 管路系统: 连接各压载水舱和泵浦的复杂管网。
  4. 阀门: 控制水流方向和通断的关键部件,包括蝶阀、闸阀、截止阀等,现代船舶多由遥控液压阀电动阀控制。
  5. 控制系统:
    • 手动控制: 传统方式,由船员在机舱或现场手动操作。
    • 自动控制: 现代主流方式,通过压载水控制台,在集控室进行一键式操作,系统会自动按预定顺序开启/关闭阀门,启停泵浦,并实时显示各舱水位。
  6. 测量系统:
    • 人工测量: 使用量水尺从测量孔测量水深。
    • 遥测系统: 通过安装在舱内的传感器,将液位数据实时传输到驾驶台和集控室的电脑屏幕上,实现远程监控。

安全与环保注意事项

  • 安全第一: 压载水操作涉及高压、高空、密闭空间等风险,必须严格遵守安全操作规程,佩戴劳保用品。
  • 防止船体应力过大: 任何压载水操作都必须考虑船体结构强度,避免局部受力过大。
  • 遵守压载水管理公约: 这是国际海事组织的强制性公约,所有船舶必须严格遵守,对违规行为处罚严厉。
  • 防止海洋污染: 操作中要确保阀门密封良好,防止压载水泄漏污染海洋。

船舶加压载水是一个集技术、经验和责任心于一体的复杂工作,直接关系到船舶的安全航行和海洋环境的健康。

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