35000t級干船塢改造方案及設備配置分析

盧文光

摘? ? 要：工廠現(xiàn)有35000t級船塢一座。由于船塢建造時間較久，船塢長度難以適應新型船舶的修理要求，且相關(guān)配套設備設施也較為陳舊，尤其起重及牽引設備腐蝕老化嚴重，存在安全隱患，因此急需對船塢進行加長改造，并對相關(guān)設備設施進行能力提升。本文針對該船塢的改造方案及對配套設備配置進行分析，旨在為后續(xù)船塢改造及設備配置提供參考。

關(guān)鍵詞：船塢;改造;設備;配置

中圖分類號：U673.33 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： The length of the existing old 35 000 t dry dock in the shipyard could not meet the repair requirements of the new type ships， the related supporting equipment and facilities are also relatively old， especially the lifting and traction equipment are corroded and aged seriously， so it is urgent to lengthen the dock and upgrade the related equipment and facilities because of potential safety hazard. In this paper， the modification scheme of the dock and the configuration of the supporting equipment are analyzed， which aims to provide ref erence for the subsequent dock modification and equipment configuration.

Key words： Dock; Modification; Equipment; Configuration

1? ? 前言

工廠現(xiàn)有船塢于1978年設計、1982年建造完工。船塢有效尺度為：長 × 寬 × 高=210 m × 32 m × 13 m。由于船塢建造時間較久，船塢長度難以適應新型船舶的修理要求，且相關(guān)配套設備設施也較為陳舊，尤其起重及牽引設備腐蝕老化嚴重，存在安全隱患，因此急需對船塢進行加長改造，并對相關(guān)設備設施進行能力提升，提高保障能力和生產(chǎn)效率。

改造主要內(nèi)容：船塢向塢尾陸域接長50 m，接長后塢室有效長度260 m;船塢北側(cè)現(xiàn)有30 t門座起重機軌道向西延伸50 m;船塢南側(cè)塢面新增50 t門座起重機軌道一組、軌距10 m;改造更換全塢引船系統(tǒng);拆除現(xiàn)有塢尾側(cè)配電房和絞車房，在船塢加長段西側(cè)新建輔助用房，設置絞車房、配電站、空壓站和值班室等;更換全塢淡水、海水和動力氣體供應管系等。本次船塢接長改造工程，基本不改變船塢總平面位置及與相鄰建筑之間的關(guān)系。

2? ? 船塢改造方案

工廠35 000 t級船塢影響生產(chǎn)的主要矛盾在于有效長度不夠，為適應任務船型的修理要求，根據(jù)《干船塢設計規(guī)范》[1]（CB/T 8524-2011），船塢加長長度為10～15 m;考慮到軸系修理要求，比較合適的加長長度是20 m、寬度和深度均維持現(xiàn)狀。

在討論改造方案階段，工廠與工程設計單位多次溝通，最終確定船塢改造方案為向塢尾加長50 m，同時塢尾輔助樓相應后移，主要考慮因素如下：

（1）船塢改造工程完成后要使用數(shù)十年，必須考慮將來船型的發(fā)展，不能只看到眼前的任務船型;

（2）船塢接長可向塢口或向塢尾方向接長。經(jīng)比較：向塢口方向接長會使得塢口凸出碼頭，影響船舶的泊位，且船舶進出塢的難度加大，改造施工難度大、造價高、改造期間船塢不能使用，對生產(chǎn)的影響大;向塢尾方向接長施工難度小，僅需要占用船塢后方臨時堆場，同時拆除現(xiàn)有絞車房和輔助用房并重建造價低，船塢可在船舶進塢后在塢尾部制造臨時圍堰，對生產(chǎn)基本沒有影響;

（3）船塢加長50 m與加長20 m比較，增加的投資有限，因施工機具、樁基工程、土方工程等單價與工程量有很大關(guān)系。經(jīng)測算，加長50 m方案比加長20 m方案增加費用不到20%，性價比高很多。

3? ? 船塢配套設備配置

3.1? ?牽引系統(tǒng)

船塢現(xiàn)有牽引系統(tǒng)已經(jīng)使用超過35年，設備腐蝕老化嚴重，且為單小車側(cè)掛形式，進出塢操作時對船舶的控制較難，容易發(fā)生小車脫軌掉落事故。本次工程考慮將引船系統(tǒng)拆除更換，采用當前較為常用的雙小車（單側(cè)塢墻上配一臺主動小車和一臺被動小車）形式，兩臺小車使用同一根軌道和同一根牽引鋼絲繩，兩臺小車的間距可調(diào)節(jié)，以適應不同長度的船型進出塢操作;引船小車軌道采用塢頂工字型結(jié)構(gòu)，小車不會脫軌;2臺150 kN引船絞車也同時更換，設置在加長段塢后新建的輔房內(nèi)，通過鋼絲繩、滑輪系統(tǒng)等為引船小車提供拉力對船舶進行牽引;其他更換改造還有軌道及預埋件、鋼絲繩、轉(zhuǎn)向滑輪、張緊裝置等。

為配合船舶進出船塢操作及落墩定位，在船塢中部及塢尾的塢墻兩側(cè)，各設1臺100 kN電動絞盤，共計4臺。在船塢加長改造施工過程中，擬采用這4臺絞盤作為臨時動力，供船舶進出塢操作使用。

3.2? 起重設備

船塢北側(cè)原配有30 t門座起重機一臺，該起重機與2#碼頭共用。由于該起重機已使用超過30年，起重能力不足、能耗高、動作慢、工作效率低下，無法滿足船塢與碼頭同時作業(yè)的要求。

工廠提出的方案是改造船塢北側(cè)現(xiàn)有軌道，并新增一臺50 t門座起重機，將原30 t起重機限定至2#碼頭專用。

經(jīng)現(xiàn)場考察測量并與生產(chǎn)部門協(xié)商，最終方案是在船塢南側(cè)新增軌道一組、配置50 t門機一臺，同時保留船塢北側(cè)30 t門機，并將其軌道向后延伸50 m，與船塢加長段同時建設，最大程度的保障船塢生產(chǎn)作業(yè)需求，且便于以后吊裝技術(shù)改造或吊機的更生。

3.3? ? 電力設備配置

（1） 供電電源

變電站1路10 kV電源，分別由工廠原有總降壓站的10 kV備用開關(guān)柜引出，10 kV電源供電容量2500 kVA，于變電站內(nèi)部配送至兩臺1 250 kVA變壓器;10 kV電源采用電纜沿廠區(qū)原有電纜溝引入本工程新建變電站。經(jīng)負荷復核，總降壓站供電容量能滿足本工程新增容量;變電所內(nèi)低壓開關(guān)柜，配出0.4 kV/ 0.23 kV電源至各終端設備。

（2） 電氣設備選擇

原有的供電設備經(jīng)多年使用已老化陳舊，故障較多、維修困難、可靠性差。本次船塢改造對電氣設備進行更新，提高供電的可靠性和用電的效率。

變電所內(nèi)高壓設備選用中置式開關(guān)柜;低壓設備選用抽屜式開關(guān)柜;變壓器選用高效節(jié)能型SCBH15系列干式變壓器;高壓10 kV系統(tǒng)在變電所內(nèi)采用自動化操作;變壓器設有過電流、速斷、單相接地和溫度保護;在變電所的低壓出線處，設置數(shù)字式計量儀表。

（3） 電纜選擇及敷設

船塢原有的電纜已較為破舊，配電箱外殼銹蝕嚴重、合閘開關(guān)等老化。本次船塢改造對供電線路進行更新，使其更適合于船塢用電的需求和供電的安全：

① 船塢采用放射式的供電方式，按工藝要求設置電源接頭箱。電源接頭箱均采用立式（高度≤1.2 m）、戶外防水型（IP55）;

② 船塢供電線路采用防海水侵蝕電力電纜，在電氣廊道內(nèi)沿防腐支架敷設;

③ 起重機電纜采用放射式供電;

④ 輔助樓采用放射式供電方式。供消防用電設備的線、纜采用阻燃耐火型線、纜;消防設備的配電線路暗敷時，應穿管并敷設在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)，且保護層厚度≥30 mm;明敷時應穿金屬管或密閉式金屬線槽，并采取防火措施;非消防設備配電線路，采用交聯(lián)絕緣銅芯電纜或塑料絕緣銅芯導線穿金屬管敷設，線路穿管暗敷時保護層厚度≥15 mm。

3.4? 壓縮空氣系統(tǒng)設計

（1） 設計原則

壓縮空氣是本工程生產(chǎn)過程中大量使用的動力氣體，主要用于船塢（修船）作業(yè)中除銹、噴漆和風動工具。本設計考慮就近在輔助用房內(nèi)自建空壓機房，機房容量滿足船塢的壓縮空氣需求;新的空壓機房盡可能利用原有空壓機設備。本船塢用壓縮空氣暫時不考慮與工廠的壓縮空氣系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，只留下連接接頭備用。

根據(jù)船塢作業(yè)涂裝工藝的生產(chǎn)要求，壓縮空氣必須進行凈化干燥處理?？紤]到輔助用房建筑面積有限及后期使用管理方便，采用風冷型螺桿一體式空壓機，即將冷凍式干燥機內(nèi)置于空壓機設備內(nèi)。

（2）? 用氣要求及站房規(guī)模

原有空壓站拆除，新的空壓機房與絞車房、配電房整合至新的輔助用房內(nèi)，空壓機房容量滿足船塢加長后整個船塢的用量需求。根據(jù)水工工藝專業(yè)資料，最大消耗量為100 m3/min、用氣壓力1.0 MPa。

根據(jù)船塢生產(chǎn)工藝組織的特點，本設計以壓縮空氣最大消耗量作為空壓站容量計算依據(jù)，設備選用26 m3/min的風冷型螺桿一體式空壓機共4臺。

（3）? 工藝系統(tǒng)及設備布置

每臺空壓機內(nèi)置冷凍式干燥機，以減小機房占地面積及方便后期使用管理、4臺空壓機并聯(lián)運行接一總管，總管經(jīng)過濾器及10 m3儲氣罐后送至船塢供氣系統(tǒng)。

3.5? 消防工程設計

船塢內(nèi)生產(chǎn)、消防合用管道，兩路DN250進口及環(huán)網(wǎng)滿足最大生產(chǎn)用水和室外消防用水要求，兩側(cè)廊道設室外消火栓、間距小于100 m;給水接頭箱內(nèi)設DN65栓口，并在接頭箱旁設消火栓箱，箱內(nèi)設25 m 的DN65消防水帶和Φ19水槍;海水可作為消防備用水源，海水接頭箱內(nèi)也設DN65栓口，供水壓力大于0.40 MPa;按規(guī)定配置手提式5 kg磷酸銨鹽干粉滅火器，每箱3具、共18箱。

輔助用房為局部兩層建筑：丁戊類站房總建筑面積500 m2、高度約10 m;根據(jù)規(guī)范可不設室內(nèi)消火栓，采用消防軟管卷盤;室外消防水量15 L/s，火災持續(xù)時間2 h、一次消防水量108 m3;按規(guī)定配置手提式3 kg磷酸銨鹽干粉滅火器，每箱2具、共5箱。

3.6? ?給水系統(tǒng)設計

（1）? 自來水系統(tǒng)設計

整個船塢內(nèi)給水管道重新設計。根據(jù)工藝要求，最大日用水量300 m3/h、最大小時用水量60 m3/h、平均小時用水量30 m3/h。

船塢內(nèi)生產(chǎn)、消防合用一套管道，要求從廠區(qū)接入兩路DN250，在船塢廊道DN250與廠區(qū)給水管道連成環(huán)網(wǎng)。

根據(jù)工藝要求，共設淡水接頭箱18個，每個接頭箱設2個DN65接口和3個DN25接口;管道敷設在船塢廊道內(nèi)明裝，采用熱鍍鋅鋼管、溝槽連接。

（2）? 海水系統(tǒng)

由船塢泵房內(nèi)一臺海水泵Q=65～135 m3/h、H=98～72 m承擔。海水主要用于船舶壓載、船塢底板沖洗及備用消防用水。船塢海水管重新設計，根據(jù)工藝要求，最大日用水量300 m3、最大小時用水量60 m3/h、平均小時用水量30 m3/h，原海水泵流量及廊道管徑DN150滿足要求;根據(jù)工藝要求，船塢兩側(cè)共設18個海水接頭箱，箱內(nèi)設DN150、DN65、DN25接口各一個;管道敷設在船塢廊道內(nèi)明裝，采用熱鍍鋅鋼管、溝槽連接。

3.7? 排水系統(tǒng)設計

（1）? 生產(chǎn)廢水

船舶廢水，以人工貯槽收集運至陸域?qū)I(yè)含油廢水處理站達標處理，或委托有資質(zhì)的專業(yè)單位外協(xié)處置;

船塢底板沖洗廢水，經(jīng)泵房沉砂池后表面部分以人工貯槽收集運至陸域?qū)I(yè)含油廢水處理站達標處理，或委托有資質(zhì)的專業(yè)單位外協(xié)處置;

船塢加長后，日新增塢底沖洗廢水量為16 m3;

（2）? 雨水排水

船塢內(nèi)雨水經(jīng)排水溝排至泵房流道層，由泵房內(nèi)的輔泵提升后排入水體;

輔助用房的屋面采用外排水，設DN100雨水立管若干。

（3）船塢排水

船塢水泵房設在船塢南側(cè)的塢墩內(nèi)，全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由上至下分成三層（依次為：電機層、水泵層及流道層）;流道層共設兩根主泵流道，輔泵與主泵合用流道;船塢設大明溝。

主泵型號為40ZLQ-50型立式軸流泵兩臺，主電機額定功率N=480 kW、6 000 V;輔泵型號為12SH-9型兩臺，流量Q=170 ～ 190 L/s、揚程H=23 ～ 14 m，電機電壓為380 V、額定功率N=55 kW。

根據(jù)原船塢設計文件，原排水總量70 000 m3，排水時間約4 h;本次船塢泵房設備不作調(diào)整，加長后新增排水量約16 000 m3，排水時間約5 h。

4? ? 結(jié)語

35 000 t級船塢改造項目，在船塢尾陸域進行加長、并盡可能降低投資、減少施工難度、充分利用場地現(xiàn)有條件原則下，對牽引系統(tǒng)、起重設備、電力設備、壓縮空氣系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等配套設備設施進行升級改造。改造完工后已完成某大型船舶進塢修理，配套設備設施滿足使用要求，船塢改造成功。

本次船塢改造增加了塢長50 m，滿足現(xiàn)役艦船進塢修理要求。同時預留了進一步升級改造的空間，可根據(jù)不同型號的船舶進塢修理要求再次進行適當?shù)母倪M，為工廠長遠發(fā)展提供必要的基礎設施。

參考文獻

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