某型船油水代換系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法改進(jìn)探討

王鳳良王一帆

（1. 駐滬東中華造船(集團(tuán))有限公司軍事代表室 上海200129；2. 中船重工第七O四研究所 上海200072）

某型船油水代換系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法改進(jìn)探討

王鳳良1王一帆2

（1. 駐滬東中華造船(集團(tuán))有限公司軍事代表室 上海200129；2. 中船重工第七O四研究所 上海200072）

油水代換系統(tǒng)是解決艦艇因燃油消耗而引起的穩(wěn)性下降的主要方法，在國內(nèi)外潛艇上已有多年成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，自20世紀(jì)末也被極少量國內(nèi)水面艦船所采用。某型船由于代換過程復(fù)雜、試驗(yàn)時(shí)油量浪費(fèi)大，以及用戶擔(dān)心其可靠性等原因，導(dǎo)致該系統(tǒng)長期閑置。文中根據(jù)國內(nèi)某型船已有的油水代換系統(tǒng)進(jìn)行傳感器可靠性相關(guān)試驗(yàn)，基于試驗(yàn)結(jié)果和借鑒俄羅斯?jié)撏У某晒?jīng)驗(yàn)，對(duì)該船油水代換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和使用等提出了四項(xiàng)優(yōu)化改進(jìn)措施，以提高該型船油水代換系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性及操作便利性，以使該系統(tǒng)最終能在國內(nèi)水面艦船上發(fā)揮廣泛有效的作用。

油水代換；傳感器；穩(wěn)性；續(xù)航力；改進(jìn)措施

引 言

壓載艙通常在必要時(shí)可提高艦船穩(wěn)性，但同時(shí)會(huì)占有一定的艦船空間，限制了艦船攜帶燃油的能力，而燃油儲(chǔ)存量是提高艦船續(xù)航力的主要限制因素。尤其是對(duì)使命任務(wù)特殊、艦船尺度和噸位固定時(shí)，又要求具有較強(qiáng)續(xù)航力的船舶，燃油、淡水等消耗液體與艦船穩(wěn)性之間的矛盾就更為突出［1-2］。

在不能有足夠壓載水艙以壓載水的形式來補(bǔ)充液體消耗帶來穩(wěn)性損失的情況下，油水代換系統(tǒng)是解決該類問題的一個(gè)有效方案［1］。油水代換系統(tǒng)是指艦船在燃油消耗過程中，通過不斷地向燃油艙底部注入等量海水，使得船舶液態(tài)裝載基本不隨燃油消耗而減少，最終保持整體穩(wěn)性不隨著燃油消耗而下降，并可減少燃油兼壓載艙的自由液面，減少燃油艙上方的油氣混合空間，提高艦船的穩(wěn)性及航行安全性能。

目前，國際上對(duì)污水排放的要求日趨嚴(yán)格。國內(nèi)艦艇由于污水艙較少，致使生活污水排放成為困擾出訪官兵的一大難題。若在艦船上使用油水代換系統(tǒng)，在總體設(shè)計(jì)時(shí)便可將節(jié)省出來的壓載艙用作生活污水艙，從而有效增加生活污水艙容量，解決燃眉之急。

1 國內(nèi)外現(xiàn)狀

美國在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)在水面戰(zhàn)斗艦艇上設(shè)計(jì)并使用油水代換系統(tǒng)，如DD963、CG-47、DDG-51，這樣可以保證液艙始終處于“滿”載，消除自由液面的不利影響和提高穩(wěn)性［3］，同時(shí)，基于提高船舶穩(wěn)性，該系統(tǒng)也有助于對(duì)船舶實(shí)施有效的姿態(tài)調(diào)整作業(yè)［4-5］。20世紀(jì)90年代，國內(nèi)某型船也已設(shè)計(jì)安裝油水代換系統(tǒng)，但經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于代換過程的不可見性以及擔(dān)心海水進(jìn)入動(dòng)力系統(tǒng)，該系統(tǒng)長期閑置。用戶把油水代換艙作為普通的燃油艙使用，導(dǎo)致資源浪費(fèi)和技術(shù)滯后［6-7］。

為促進(jìn)油水代換系統(tǒng)的發(fā)展，解決用戶擔(dān)心的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，本文首先介紹國內(nèi)某型船的油水代換系統(tǒng)，并根據(jù)在該型船上進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題，借鑒引俄潛艇中油水代換系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)，對(duì)油水代換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用提出四點(diǎn)改進(jìn)措施以供探討。

2 某型船油水代換系統(tǒng)的組成與工作原理

國內(nèi)某型船的油水代換系統(tǒng)采用并聯(lián)式［1］，包括燃油代換艙（7、9、10號(hào)）、燃油聚集艙（8號(hào)）、膨脹艙、燃油受油艙（1、2號(hào)）。其組成如圖1所示。

（1）膨脹艙：海水首先進(jìn)入膨脹艙，膨脹艙與代換艙保持一個(gè)高度差，進(jìn)入膨脹艙的海水利用高度差自流入代換艙對(duì)燃油進(jìn)行代換。為了使膨脹艙保持一個(gè)恒定的水位，膨脹艙設(shè)有一個(gè)溢流口。

（2）燃油代換艙：將海水注入該類艙代換出動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行所需要消耗的燃油。該類艙開始時(shí)充滿燃油，隨著代換的進(jìn)行，逐漸充滿海水。

（3）燃油聚集艙：利用燃油和海水的比重差沉淀分離海水。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各代換艙的燃油首先進(jìn)入此艙以沉淀分離燃油中可能混入的海水，沉淀分離后的燃油送入日用燃油艙。為保障系統(tǒng)安全，不能將海水代換進(jìn)入該艙。

（4）接收受油艙：聚集艙中的燃油再進(jìn)入接收受油艙，再由接收受油艙轉(zhuǎn)運(yùn)到日用油艙。接收受油艙也可以作為加裝燃油時(shí)的注入油艙。

該代換主要工作過程為：海水先進(jìn)入膨脹艙，然后溢流到一個(gè)代換艙底部，將該艙燃油從上部頂出而進(jìn)入聚集艙，然后被輸送到受油艙。當(dāng)一個(gè)燃油艙代換完成后，關(guān)閉該艙代換系統(tǒng)，進(jìn)行下一艙代換，直至代換艙完成。其中，從理論上講代換速率只需要滿足該船兩臺(tái)主機(jī)和三臺(tái)輔機(jī)的最大油耗（約2.5 t/h），據(jù)此確定本船的油水代換速率為3.5 t/h。 選用的海水泵排量為25 t/h、壓頭為0.25 MPa，通過該泵的出口閥開度調(diào)節(jié)，達(dá)到流量計(jì)顯示的代換速率流量要求。代換艙組及其附件均涂H87防腐材料，以防止海水腐蝕。

為提高油水代換系統(tǒng)作業(yè)的安全性，設(shè)置油水代換監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，包括油水界面測(cè)量裝置、油水介質(zhì)傳感器、油份濃度計(jì)、流量控制裝置、控制顯示箱等。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)代換艙的燃油與海水存量，反映代換艙中油水分界面的位置，油水代換過程是否正常，油艙殘留海水量是否在安全限制范圍之內(nèi)，以確保油水代換系統(tǒng)與正常使用燃油系統(tǒng)的工作安全。油水介質(zhì)傳感器可識(shí)別油、海水和空氣三種介質(zhì)，用于識(shí)別底艙安裝位置處的介質(zhì)情況?？刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)界面?zhèn)鞲衅鳒y(cè)量的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)識(shí)別油水的液位和界面高度，計(jì)算油水質(zhì)量?？刂泼姘鍍?nèi)直觀顯示代換艙和聚集艙內(nèi)的油水情況、海水泵工作狀態(tài)、設(shè)定流量和實(shí)測(cè)流量以及代換總量等，以便準(zhǔn)確掌握代換進(jìn)程。

7號(hào)～10號(hào)燃油艙（兼海水代換艙）各設(shè)置有一個(gè)油水界面?zhèn)鞲衅骱陀退橘|(zhì)傳感器，分別實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油水代換艙的液位以及油水界面和代換艙底部極限位置的油水介質(zhì)情況。油水界面?zhèn)鞲衅鞑捎脤?dǎo)波雷達(dá)界面計(jì)測(cè)量液面和液位，測(cè)量范圍0.26～4.5 m，在船舶穩(wěn)態(tài)時(shí)的測(cè)量精度為±20 mmFS。在膨脹艙的頂部和底部各設(shè)置有一個(gè)油水介質(zhì)傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量膨脹艙頂部和底部極限位置的油水情況，掌握膨脹艙的工作狀態(tài)。另外，在由燃油聚集艙出來的凈燃油通往1號(hào)和2號(hào)燃油儲(chǔ)存艙的中間設(shè)置有一個(gè)流量表，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)代換速率，作為調(diào)整進(jìn)入膨脹艙的海水速率的參考依據(jù)。在代換海水排舷外處安裝有一個(gè)測(cè)量范圍為0～30 ppm的油分濃度計(jì)，防止含油超標(biāo)海水排入海里，當(dāng)排水含油率超過設(shè)定值15 ppm時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。

為確保對(duì)整個(gè)系統(tǒng)代換過程進(jìn)行可靠監(jiān)控，系統(tǒng)同時(shí)配備兩套便攜式油水氣界面測(cè)量儀；其測(cè)量精度高于所安裝的油水界面?zhèn)鞲衅?，可在一定程度上?duì)在線的介質(zhì)、界面?zhèn)鞲衅鳒y(cè)量進(jìn)行校準(zhǔn)或判斷，保證在線測(cè)量系統(tǒng)故障情況下提供一種冗余備份的測(cè)量手段，這是保障代換過程準(zhǔn)確可靠的另一種手段。

為避免殘留海水過多隨燃油一起進(jìn)入日用油艙，專門在代換艙設(shè)置了海水吸干系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)可確保燃油艙的殘留海水量始終在正常安全使用低限值之下，以保證燃油系統(tǒng)在常規(guī)使用方式時(shí)的使用安全。

3 試驗(yàn)方法改進(jìn)與效果驗(yàn)證

某型船因目前采用并聯(lián)式代換系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比串聯(lián)方式復(fù)雜［1］，也增加了試驗(yàn)和使用的復(fù)雜性；同時(shí)，由于代換艙水平截面大（幾十平方米）、船體傾斜等致使試驗(yàn)時(shí)間長、油量浪費(fèi)大等狀況，為解決上述問題，在該型船系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)，將其系統(tǒng)試驗(yàn)方法作了簡化改進(jìn)（如下頁圖2所示）。

該船采用介質(zhì)和界面檢測(cè)兩種傳感器，首先驗(yàn)證介質(zhì)傳感器的靈敏性和準(zhǔn)確性。把約5 kg燃油和約5 kg淡水分別放入兩個(gè)桶內(nèi)，然后把燃油和淡水混合，分別觀察介質(zhì)傳感器的氣、油、水顯示和報(bào)警功能。

啟動(dòng)專用海水泵可通過調(diào)整閥門開度調(diào)節(jié)代換速率，向膨脹艙內(nèi)打入海水，此時(shí)只打開10號(hào)代換艙的海水管路閥門，關(guān)閉7號(hào)至9號(hào)艙的海水入口閥門，觀察海水是否能平緩進(jìn)入代換艙，最后把燃油桶放入10號(hào)代換艙內(nèi)，檢驗(yàn)界面?zhèn)鞲衅黠@示功能的準(zhǔn)確性。

該試驗(yàn)方法的原理是：由于頂裝雷達(dá)式油水界面?zhèn)鞲衅鞲惺艿氖谴瓜虻挠退缑?，因此在艙?nèi)設(shè)置一深形圓桶，將深形桶底打穿使得界面?zhèn)鞲衅鞯膶?dǎo)線套在其中心部位，置于水平面上下的適當(dāng)位置，往圓柱形桶圈圍住的范圍內(nèi)倒入少量燃油。此時(shí)，燃油在桶圈內(nèi)由于存在一定的厚度，因而不會(huì)溢出（見圖3），相當(dāng)于往整個(gè)艙內(nèi)注入該厚度的燃油。

由圖3可知，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，介質(zhì)和液位界面?zhèn)鞲衅骶幱诳諝庵校?號(hào)艙因底部側(cè)裝有介質(zhì)傳感器，感應(yīng)頭有水因而誤讀為海水外，其他艙均顯示為空氣。上述以10號(hào)艙代換實(shí)驗(yàn)為例，由于液艙線性為圖5所示的筋板縱橫式斜艙底及傳感器安裝位置限制會(huì)產(chǎn)生一定測(cè)量盲區(qū)，需要修正，所以顯示起始其總液位高為0.547 m，界面高為0.546 m，海水和燃油的質(zhì)量設(shè)定為0 t。隨著海水進(jìn)入代換艙，由圖4（a）可以看出總液位為0.959 m，界面高度為0.958 m，兩者高度幾乎一致，三角箭頭幾乎在界面的頂部，所以顯示為海水，海水重2.74 t。緩慢改變界面?zhèn)鞲衅骼走_(dá)波面高度則可以看到總液位和界面高度均增加，圖4（b）顯示總液位和界面分別增加為1.105 m和1.104 m，兩者數(shù)據(jù)幾乎相同，系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算出海水重3.85 t，同時(shí)也可以看到三角箭頭在界面的頂部。以上測(cè)試說明界面?zhèn)鞲衅髂芸煽康胤从骋好娓叨鹊淖兓?/p>

啟動(dòng)專用海水泵向膨脹艙內(nèi)供水，同時(shí)只開啟10號(hào)代換艙。由于油水代換系統(tǒng)依靠燃油和海水密度不同，根據(jù)相似相容原理，油和水有清晰的界面。在艦船不存在大幅度晃動(dòng)的情況下，這種顯著的分層非常有利于代換的進(jìn)行；但艦船若存在大幅度晃動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致油水一定程度的混合，給代換帶來一定的困難。要求由膨脹艙到各個(gè)代換艙的海水，在代換艙內(nèi)的自由液面應(yīng)該沒有明顯的水花和顯著的波動(dòng)，所以觀察進(jìn)入10號(hào)代換艙的海水自由液面。圖5（a）顯示進(jìn)入代換艙內(nèi)的海水在入口處有輕微的流動(dòng)水紋，這可能是艙內(nèi)隔板的開口較小所致。而隨著進(jìn)水量的增加，圖5（b）為海水剛浸沒過代換艙隔板時(shí)的液面，可以看出在附近隔艙的液面較為平整，這是因?yàn)楦襞撝g海水是靠重力流動(dòng)，不存在流場(chǎng)梯度較大的區(qū)域。圖5（c）為10號(hào)代換艙內(nèi)隔段的分布，在大風(fēng)浪情況下這種布局將會(huì)給代換帶來一定困難。

4 油水代換系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化及實(shí)操培訓(xùn)等改進(jìn)方法

通過前述實(shí)驗(yàn)可以看出，傳感器能否可靠工作對(duì)代換過程安全性有重要影響。根據(jù)油水代換系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用背景，該型船后續(xù)設(shè)計(jì)可從以下四個(gè)方面重點(diǎn)考慮，以提高油水代換系統(tǒng)的可靠性，解決用戶擔(dān)心的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用能力。

4.1 油水代換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)優(yōu)化

該型船油水代換系統(tǒng)為并聯(lián)式，管系復(fù)雜，操作繁瑣，傳感器需求多成本高，各艙分別代換，其底部、頂部測(cè)量盲區(qū)大。若改為串聯(lián)式，則系統(tǒng)管

由于實(shí)際代換過程中油水會(huì)同時(shí)存在，但向10號(hào)艙內(nèi)注入燃油會(huì)極大地增加實(shí)驗(yàn)成本。所以本處采用簡化的方法來驗(yàn)證油水同時(shí)存在時(shí)界面?zhèn)鞲衅鞯臏?zhǔn)確性。即如圖2方法，圓柱形桶圈將垂直安裝的10號(hào)代換艙內(nèi)界面?zhèn)鞲衅鲊谥行?，并置于水面上下。倒? kg左右的燃油，圖6中的控制面板內(nèi)會(huì)顯示海水位于底部，總液位高1.099 m、界面高1.021 m、燃油重0.51 t、海水重3.18 t，通過該控制面板便可算出燃油高度為0.078 m。同時(shí)由左側(cè)顯示的液位高度可以看出三角箭頭在液位頂部以下，說明燃油和海水均存在，箭頭在靠近的液位頂部的位置則說明燃油相對(duì)較少。系和傳感器均可簡化，且測(cè)量精準(zhǔn)，一次便可將所有代換艙代換完畢，操作方便［1］。這種串聯(lián)式代換系統(tǒng)已在潛艇上成功應(yīng)用幾十年。由圖6可知，原代換艙艙室可能會(huì)存在較大的自由液面，若改為串聯(lián)式（見下頁圖7），則方便采用多個(gè)隔段，這樣能最大限度地降低自由液面對(duì)穩(wěn)性的影響，保證在風(fēng)浪較大時(shí)進(jìn)行代換和艦船安全。這種串聯(lián)式設(shè)計(jì)不僅簡化了管路系統(tǒng)，增強(qiáng)了代換系統(tǒng)的可靠性，而且降低了建造和維護(hù)成本。潛艇的油水代換艙艙壁較厚，能避免代換艙加壓太大而引起的爆倉問題。但水面艦艇的代換艙艙壁較薄，所以要求代換泵的壓頭不能太大，同時(shí)透氣帽管的尺寸可以適當(dāng)加大，保證溢流以防止爆倉。為了防止在大風(fēng)浪航行代換時(shí)燃油從透氣帽流出而引發(fā)火災(zāi)，需要對(duì)透氣帽進(jìn)行特殊考慮以防火災(zāi)等事故的發(fā)生，比如透氣帽流出的燃油排向舷外等。

因此在該型后續(xù)船總體設(shè)計(jì)時(shí)，建議將該系統(tǒng)由并聯(lián)方式改為為串聯(lián)，同時(shí)適當(dāng)增加艙壁厚度；代換艙盡量采用靠近船舯底部區(qū)域的艙，方便使用及盡量多的代換艙容設(shè)置，使其效益最大化。

4.2 油水代換系統(tǒng)自動(dòng)化從監(jiān)測(cè)到監(jiān)控的改進(jìn)

該型船目前的油水代換系統(tǒng)4個(gè)代換艙共可代換出220 t燃油，實(shí)際除保留必要的首尾、左右4個(gè)必須的調(diào)整艦船姿態(tài)的壓載艙外，可用代換艙替換其余十多個(gè)專用壓載艙（該船共設(shè)有19個(gè)壓載艙）可代換出遠(yuǎn)大于220 t的設(shè)計(jì)燃油代換量，并把代換艙納入全船綜合信息平臺(tái)管理系統(tǒng)，便于全船姿態(tài)調(diào)整［4-5］、穩(wěn)性計(jì)算和燃油儲(chǔ)量續(xù)航力顯示等。

在3級(jí)以下海況條件進(jìn)行油水代換時(shí)，為保證代換過程的安全，需要在頂部設(shè)置介質(zhì)傳感器，當(dāng)該傳感器監(jiān)測(cè)到水時(shí)，可以自動(dòng)停止該艙室代換，轉(zhuǎn)至下一個(gè)代換艙室工作，或者代換終止。但在3級(jí)以上海況條件下進(jìn)行油水代換時(shí)，代換艙內(nèi)會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的晃動(dòng)問題，頂部的介質(zhì)傳感器可能會(huì)發(fā)生測(cè)量錯(cuò)誤，這會(huì)導(dǎo)致燃油未完全進(jìn)入聚集艙或聚集艙內(nèi)進(jìn)入海水，所以需要對(duì)傳感器的位置進(jìn)行合理優(yōu)化，以保證在2級(jí)以上海況進(jìn)行代換時(shí)的安全性。此外，還需要考慮大陸架較淺和潮汐等綜合作用對(duì)該系統(tǒng)的影響。我國近海區(qū)域，尤其是東海含泥沙較多，這給代換系統(tǒng)在這些區(qū)域的使用帶來新的挑戰(zhàn)，因?yàn)槟嗌硶?huì)在代換艙內(nèi)沉積，當(dāng)泥沙沉積到一定的深度時(shí)會(huì)影響底部傳感器的使用，堵塞管路影響代換或造成油質(zhì)變差等，需在膨脹艙底部安裝相應(yīng)的泥沙傳感器或條件允許時(shí)開設(shè)透明觀察窗口，發(fā)現(xiàn)有一定泥沙堆積時(shí)進(jìn)行放泄或抽吸等清除泥沙工作，而這也對(duì)安裝在該位置的介質(zhì)傳感器提出了更高的抗泥沙性能要求。

油水代換系統(tǒng)從監(jiān)測(cè)到監(jiān)控的改進(jìn)，建議將目前主要布置在軸弄的監(jiān)控設(shè)備移至機(jī)艙集控室，目的是能在機(jī)艙集控室啟動(dòng)、監(jiān)控油水代換系統(tǒng)。當(dāng)受油艙的油位到低位時(shí)，代換系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行代換補(bǔ)油；當(dāng)受油艙的油位到達(dá)高位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停泵；分控系統(tǒng)能在代換流量超過一定范圍時(shí)報(bào)警停止進(jìn)行代換，自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整后再恢復(fù)運(yùn)行。系統(tǒng)油艙非正常進(jìn)水、積泥沙或出現(xiàn)故障時(shí)，也能自動(dòng)報(bào)警停止系統(tǒng)運(yùn)行。系統(tǒng)具備一定的自診斷能力，當(dāng)整個(gè)代換系統(tǒng)代換結(jié)束時(shí)能夠自動(dòng)報(bào)警停止工作，最終實(shí)現(xiàn)油水代換系統(tǒng)工作的全自動(dòng)化功能。

為進(jìn)一步提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度，可以采用遠(yuǎn)程遙控閥門來實(shí)現(xiàn)代換過程操作控制、安全保障及在異常情況下的緊急措施采取，并簡化人員操作，提高作業(yè)過程的可靠性。

傳感器作為測(cè)量元件是油水代換系統(tǒng)的核心部件，需適當(dāng)考慮進(jìn)口或冗余備份以及傳感器感應(yīng)頭吹掃自凈等防誤讀措施；另建議加裝一臺(tái)適當(dāng)排量的手搖代換泵，提供失電時(shí)恢復(fù)應(yīng)急電站少量用油時(shí)使用，以提高油水代換系統(tǒng)使用的可靠性以保障艦船機(jī)動(dòng)性。

4.3 防止海水進(jìn)入動(dòng)力系統(tǒng)措施改進(jìn)

當(dāng)有海水進(jìn)入1號(hào)和2號(hào)燃油儲(chǔ)存艙時(shí)，也可以采用以下相應(yīng)的措施來阻止海水進(jìn)入動(dòng)力系統(tǒng)：

（1）在1號(hào)和2號(hào)燃油儲(chǔ)存艙的底部分別安裝一個(gè)油水介質(zhì)傳感器，監(jiān)測(cè)燃油儲(chǔ)存艙的積水情況。若有積水存在則使用燃油分油機(jī)對(duì)燃油艙內(nèi)的燃油進(jìn)行循環(huán)除水。

（2）日用燃油柜底部設(shè)計(jì)為漏斗形式，并加裝泄放閥，同時(shí)加裝油水介質(zhì)傳感器。若有積水存在則發(fā)出聲光報(bào)警，需打開泄放閥排出積水。

（3）安裝一只可以從艙底進(jìn)行連續(xù)油水界面測(cè)量的傳感器，實(shí)時(shí)掌握水量情況。

（4）改裝管系使受油艙到日用燃油柜之間經(jīng)過船上現(xiàn)有燃油水分離機(jī)處理，以確保進(jìn)入主副機(jī)等用戶的燃油純度滿足要求。

（5）水面艦艇的燃油管路、海水管路、日用油柜等多屬“備份”設(shè)計(jì)，所以可使代換出的燃油只能進(jìn)入指定的燃油柜并專供部分用戶，其余用戶由另設(shè)的純?nèi)加拖到y(tǒng)正常供油，以保障裝備使用安全。

4.4 增強(qiáng)油水代換系統(tǒng)的實(shí)操培訓(xùn)

該系統(tǒng)涉及到動(dòng)力電力系統(tǒng)的安全性問題。首先，總體設(shè)計(jì)需對(duì)該系統(tǒng)編制相關(guān)操作使用維護(hù)保養(yǎng)說明書，并在船舶交付時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，必須進(jìn)行系統(tǒng)化學(xué)習(xí)、規(guī)范化操作，熟練使用。并制定一套完善的應(yīng)急預(yù)案，在出現(xiàn)相關(guān)問題后，經(jīng)過相關(guān)訓(xùn)練，可以采取有效措施，消除安全隱患，以利于油水代換系統(tǒng)實(shí)船的有效使用。

建議借鑒CO2釋放等消防系統(tǒng)，在總體設(shè)計(jì)時(shí)增加用于油水代換系統(tǒng)的訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)，做到實(shí)際操作和訓(xùn)練系統(tǒng)無縫集成。通過簡單切換，便可用于模擬訓(xùn)練，熟練掌握該系統(tǒng)的操作流程，為實(shí)船使用操作奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié) 論

本文從油水代換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用方面探討相應(yīng)的改進(jìn)完善措施。通過對(duì)某型船油水代換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)串聯(lián)式改變、核心部件傳感器的準(zhǔn)確性試驗(yàn)驗(yàn)證及提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度、簡化方法減少試驗(yàn)浪費(fèi)、增強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)操培訓(xùn)等方法探討，降低建造試驗(yàn)成本，消除用戶對(duì)油水代換系統(tǒng)可靠性的擔(dān)心，推進(jìn)油水代換系統(tǒng)在水面艦船（特別是偵查、水聲測(cè)量、醫(yī)療、拖船等需遠(yuǎn)航且不宜補(bǔ)油的艦船）的設(shè)計(jì)和使用普及。油水代換系統(tǒng)油水代換艙部分取代燃油艙、專用壓載艙的設(shè)計(jì)，使艦船最大限度增加有效艙容裝載燃油、污水或儲(chǔ)物能力，提高穩(wěn)性和安全性，增加艦船續(xù)航力，有效發(fā)揮該系統(tǒng)的軍事經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

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Improvement of design and experiment method for oil-water replaceable ship system

WANG Feng-liang1W ANG Yi-fan2
(1. Representative Off ce of Navy Stationed in Hudong-zhonghua Shipbuilding (Group) Co., Ltd., shanghai 200129, China; 2. 704 Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation, Shanghai 200072, China)

Oil-water replaceable system is a major method to solve the reduction of the ship stability due to the fuel consumption, which has been successfully used for many years both at home and abroad. The oil-water replaceable system has also been used on only a few domestic water-surface ships since the end-twentieth century. However, this system on the ship was unused for a long period because of the complex replaceable process, large waste of fuel during the test, and the system reliability doubted by the users. This paper carries out the sensor reliability test of the oil-water replaceable system on the ship. Based on the experimental results and the experience from the Russian submarine, four bptimum and improvement methods are proposed for the design, test and usage of the oil-water replaceable system to improve its reliability, economy and operation convenience, thus widely and effectively used on the domestic water-surface ships.

oil-water replaceable system; sensor; stability; endurance ability; improvement method

U664.1

A

1001-9855（2017）03-0054-07

10.19423 / j.cnki.31-1561 / u.2017.03.054

2017-02-13；

2017-03-20

王鳳良（1965-），男，高級(jí)工程師。研究方向：船舶動(dòng)力、船舶系統(tǒng)與管理。

王一帆（1991-），男，助理工程師。研究方向：船舶系統(tǒng)與電氣自動(dòng)化。