船舶技术管理制度(精选8篇)
1.船舶技术管理制度 篇一
船舶修理论文船舶手工电弧焊论文安全生产事故论文
化学品船修造企业安全生产管理技术探讨
【摘要】:通过安全风险评估技术对化学品船修造企业安全生产管理过程中的风险进行了评估,明确了高危、高空作业,重大船舶构件和物件吊运,涂装、密闭舱室作业,焊接时触电和爆炸四类主要风险,提出了加强安全管理体系建设、加大安全培训力度,严格安全审批和操作程序、采用安全新技术等预防和控制方案,以提高船厂安全管理水平。
关键词:化学品船修造企业安全监管预防和控制方案
0引言
化学品液货船(Chemical Tanker)主要装载石油化学制品、煤碳化学制品、合成化学制品、其它动物和植物油等液体化学品货物它的货舱70%采用了高强度不锈钢材料、设有先进的控制、加热、透气、检测、警报及惰性气体系统。化学品船修造企业就是指建造或修理化学品液货船的船舶企业[1]。
化学品船建造和修理必须符合相关的国际公约和规范,如《国际散化规则》(IBC code)等。在化学品船建造或修理期间,由于化学品船的特性,它的安全生产除与普通船舶建造或修理企业具有共性外还有货舱材料、货舱涂料、其他安全生产管理等特殊要求。本文通过安全风险分析技术对化学品船建造或修理中的安全生产进行评估和分析,确定影响化学品船修造安全生产的主要因素,并制定了预防和控制化学品船修造安全生产的相关控制
方案和技术。
1化学品船修造安全生产风险评估船舶修造企业具有机械加工和建筑企业的共同特点,可以说其危险性是排在各行业的前列[2]。在修造船市场快速发展的时期,企业急需大量的技术人才和从业人员进入,但由于在人力资源培育和安全教育方面缺乏应有的培训,再加上缺乏有效的监督管理,船厂安全隐患众多,安全生产与管理上存在着较多问题。
1.1化学品船修造事故案例
事故一:某一船厂在修理化学品船过程中,一修理工人在分油机室点焊作业不慎触电,后抢救无效死亡;
事故二:某船舶在修理时,由于船舱内的乙炔与空气混合燃烧发生爆炸,将舱口的钢板抛出十几米后砸向船舱外施工的工人,造成死5伤。
事故三:上海某船厂船坞工地600吨龙门起重机在吊装主梁过程中发生倒塌事故,造成36人死亡,3人受伤,直接经济损失800多万元。
1.2化学品船修造安全隐患
安全隐患一:小型化学品船擅自改建。船东受利益驱动,将普通货船改建为化学品船,又隐瞒事实,不申请检验,船舶构造和安全系统不符合标准,引发的船舶断裂事故时有发生,给化学品运输带来严重安全隐患。
安全隐患二:小型化学品船船体构造不合规范。大多数小型化学品船为小船厂建造,对建造规范掌握不够,致使部分船舶防火结构缺陷多,如机舱舱壁洞穿、2G型船货舱与船体间距达不到规范要求等船体焊接质量差等缺陷,对化学品运输船舶安全造成极大危害。安全隐患三:化学品船船员或船厂修造人员整体素质偏低。从海事机构的统计数据来看,低学历、低素质的船员数量大,对化学品船的结构、技术要求和基本特性了解不多,缺乏对应急情况的处置能力。
安全隐患四:起重机械作为船厂主要的运输设备之一,其基础结构受力性能直接影响到起重的安全性。由于船厂一般都临江、海岸而建,起重机械受力地面容易地基下沉,导致起重机整体下降,危害人身和财产安全。
安全隐患五:目前在船厂工作的80%以上是农民工,特别是一些粗、重、险的工种,有资料表明:在近几年安全死亡事故中,90%以上是农民工,出事原因95%以上是缺乏最起码的安全意识和最基本的安全知识。
1.3化学品船修造企业主要安全风险分析
根据对化学品船修造企业安全生产事故和安全隐患的初步分析和总结,及根据作者在化学品船修造企业实际工作的经验,化学品船修造企业安全生产主要的风险归结在各项高危、高空作业,重大船舶构件和物件吊运,涂装、密闭舱室作业,焊接作业
中的触电和爆炸四主要大类中,具体风险如下:
高危、高空作业,多层次作业人身伤亡风险:在船舶建造,如焊接、除锈和涂装、设备安装等过程中,需要进行人工在高空进行作业,有些是在吊装的设备上、有些是在脚手架上或已完成的船舶构件上进行,这些作业往往由于设备和人员等原因而造成人身伤亡事故。
重大船舶构件和物件吊运坠落并造成人身伤亡风险:在重大船舶构件和物件吊运过程中,由于吊运设备的结构强度超出极限、吊运索具磨损破断或超出极限、吊运设备基础不够牢固等因素,造成在吊运过程中物体坠落损坏并造成人员伤亡事故。
涂装、密闭舱室作业人员窒息或中毒风险:化学品船由于结构特点,货舱数量较多,则在进行封闭舱室的焊接、油漆涂装、货舱清理等作业过程中,由于缺乏进入前的审批、通风、测氧和途中监管等,造成进入人员在舱内由于缺氧、吸入有毒涂料气体或舱内残留化学品中毒事故。焊接作业中的触电和爆炸造成船舶毁损和人员伤亡:触电事故是船厂最易发生的安全生产事故,高居各类事故的榜首。由于龙头线或焊钳破损,操作人员没有及时更换或采取有效防范措施,缺乏安全管理体系、作业人员缺乏必要的业务安全知识和培训、相关工作场所明火作业前未采取测爆等相关安全措施,造成人员触电伤亡或工作场所爆炸。
2各种风险的预防和控制措施
通过安全风险评估,化学品船修造企业安全生产的主要风险已经予以确定,根据多年的工作经验和参考其他企业的先进经验,对风险预防和控制提出下列建议,供各化学品船修造企业参考:
2.1建立完善的船舶修造企业的安全生产体系
按照规定,150总吨及以上的化学品船舶必须取得安全管理证书,并在船上有效运行安全管理体系。因此,化学品船修造企业也应建立严格的安全管理体系,企业主要领导要把安全生产工作摆在突出位置,在上级安监部门的监督和支持下,深入组织开展安全生产隐患排查活动,落实各项安全防范措施,不断完善安全生产责任体系。年初建立并签订各级安全生产责任制,制订完善安全生产规章制度,隐患排查制度、安全检查制度、安全宣传教育制度、事故报告制度、重大危险源监控制度、安全生产例会制度、安全监护员例会制度、每月全员安全教育制度、岗前三级安全教育制度、安全技术措施等,并认真组织实施。
企业应独立设立安全管理部门,专门负责化学品船修造过程中的安全责任,并赋予在企业用人、机械设备使用、工程作业等方面的前置决定权。安全管理部门配备满足要求的专职安全管理人员,企业主要负责人、安全生产管理人员、特种作业人员做到持证上岗管理,持证上岗操作,现场监管明火作业、暗舱、密闭舱室作业、涂装作业、脚手架搭设、高空、高危作业、大件吊
运等。
2.2完善高空作业,多层次作业的安全设备和设施,加强现场监管
建立高空作业,多层次作业的安全保障体系,制定相应的安全作业规程或程序。安全帽、上高索具和个人安全防护设备等定期检查及时更新,加大安全设备上的投入,引进先进的设备和设施,如最常见的脚手架和作业平台,原还在使用毛竹和竹笠脚手架则可用钢管和钢板网替换;多层次作业前应制定安全管理措施,作业中加强现场监管,以防止造成人员的跌落;高温作业时及时调整上下班时间,做好避暑工作。
参考文献:
[1]王捷.海上货物运输[M].大连:大连海事大学出版社,2001.[2]杨霁.学习日本水岛船厂经验,改进文冲船厂安全生产管理[J].广东造船,2006(2),46-50.[3]3000斤舱盖板飞起.温岭一造船厂爆炸造成3死5伤.[4]36人死亡上海沪东造船厂重大事故责任人被处理.[5]王世珠,姜爱国.浅谈船舶修理中的现场安全管理[J].地质勘探安全,1997(1),16-18.[6]包建新,左德华.谈船舶修理中油污染事故的防范[J].航海技术,2008(6),46-48
鲍承昌,刘春清,张万玉.ISO14000环境管理体系标准-进入国际市场的绿色通行证.经营管理,2003(4),22-29.[8]吕洪胜.修船企业安全教育应实现系统化和规范化[J].中国修船,2006(6),6-7,10.
2.船舶技术管理制度 篇二
1、船舶制造的精度管理内容与管理步骤分析
1.1 船舶制造的精度管理内容与步骤分析
在进行船舶制造与加工过程中, 进行船舶制造的精度管理就是依照船舶制造的精度要求以及标准, 采取科学、先进的管理方法以及工艺手段, 对于船舶加工制造中的尺寸精度进行分析控制, 以保证船舶加工制造质量的一个过程。结合我船舶加工制造过程中的精度管理具体情况, 进行船舶制造精度管理的主要内容包括, 进行船舶制造中补偿量计算与分配实现、进行船舶加工制造过程控制管理实现、进行船舶加工制造的精度要求标准制定等三个主要内容部分, 将船舶制造的精度管理内容用框架结构图可表示如下图1所示。
通常情况下, 在进行船舶制造精度管理中, 对于船舶制造的补偿量计算分配, 其补偿量计算分配的数据主要是根据船舶制造过程中对于收缩量的统计, 并在对于收集统计的船舶制造收缩量进行数理统计处理后, 实现不同船舶制造因素环境下的补偿量数值计算获得, 同时对于计算获得的补偿量数值分配落实到船舶制造加工的每一道工序环节中, 以实现在船舶制造加工生产过程中, 使用补偿量对于船舶制造加工中余量进行替代的零余量造船目的。而船舶制造过程中, 精度管理的船舶制造过程控制管理内容, 则是根据船舶加工制造的实际过程情况, 在船舶建造中需要对于建造的每一个过程工序进行控制测量以及管理实现, 通过运用有效的控制管理方法措施, 在建造过程中对于建造尺寸超过实际精度要求的情况进行控制避免和改进, 并将对于船舶制造中所测得的变形量数值进行输入收集, 以保证船舶制造与生产的质量。最后, 在船舶制造生产中, 科学合理的船舶制造精度标准是实现合理的船舶制造精度控制以及控制计划制定的前提和关键。
1.2 船舶制造中补偿量的计算与分配分析
在船舶制造精度管理内容中, 以船舶制造中补偿量的计算与分配最为复杂和关键, 它是进行船舶制造精度管理中制造过程控制与精度标准制定的重要参照和依据。通常情况下, 对于船舶制造补偿量的计算与分配实现, 是以数理统计以及船舶制造尺寸链理论作为基础理论实现的, 而进行船舶制造补偿量的计算与分配操作方法过程, 则是以对于补偿量运用来进行船舶制造余量替代实现作为核心, 对于船舶制造中补偿量的计算, 主要是通过大量研究调查与实际生产制造数据掌握后, 以数理统计方法, 通过回归原始数据统计的过程, 实现对于船舶制造加工补偿量的数值结果的计算, 同时, 在计算出船舶制造加工的补偿量数值后, 将补偿量分配到船舶制造加工的各个工序环节中, 进行实际加工制造运用, 以实现对于船舶制造的精度管理和控制, 达到零余量造船目的, 保证船舶制造的工艺质量以及技术效益。
2、船舶制造过程控制技术分析
通常情况下, 船舶制造的过程控制技术主要包括船舶制造精度测量技术以及船舶制造的过程控制管理技术两个技术内容。首先, 在船舶制造中, 船舶制造金稻谷测量技术, 也就是船舶加工制造中的精度测量管理, 主要是通过可靠的船舶制造精度测量工具以及较高的船舶制造精度测量水平实现, 它也是进行船舶制造精度提高的重要保障。对于船舶加工制造来讲, 船舶制造精度测量技术不仅是进行船舶制造中补偿量计算的原始数据收集获得重要途径手段, 同时对于实现船舶制造的质量管理以及监督、控制起着关键有效作用意义。而船舶制造中过程控制技术中过程控制管理层面, 则又可以分为主动控制与被动控制两个过程控制类型。其中, 主动控制是在对于船舶制造过程控制影响因素的分析研究基础上, 通过采取积极有效措施, 对于这些因素发生可能性进行避免控制, 以实现对于船舶制造质量的保证;而被动控制则是根据船舶制造中发生的质量问题与情况, 采取相应的控制方法措施, 避免影响作用扩大, 实际过程控制中应注意两种方式结合应用, 实现船舶制造质量控制和保障。
3、结束语
总之, 进行船舶制造精度管理与过程控制技术分析, 有利于提高船舶制造精度管理与过程控制水平, 保证船舶制造质量, 具有积极作用和意义。
摘要:在船舶制造过程中, 船舶制造的精度管理不仅直接影响着船舶制造的质量以及制造工作效率, 同时对于整个船舶制造行业的发展进步都有着极大的作用影响。本文将在对于船舶制造过程中的精度管理方法、标准等内容分析的基础上, 结合船舶制造精度管理的具体内容以及管理实施步骤, 从船舶制造精度管理的难点、问题出发, 对于船舶制造的精度管理以及过程控制技术进行分析论述, 以提高船舶制造精度管理以及过程控制技术水平, 保证船舶制造质量以及工作效率。
关键词:船舶制造,精度管理,过程控制,方法步骤,基础理论,技术,分析
参考文献
[1]张志英, 江志斌, 张军辉.船舶生产制造执行系统架构[J].上海交通大学学报.2012 (2) .
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[4]张为峰, 孙冰.我国船舶制造企业生命周期阶段识别及拟合[J].哈尔滨工程大学学报.2013 (6) .
3.船舶技术管理制度 篇三
【摘要】船舶制造精度的技术,影响着船舶的制造质量以及制造效率,所以加强对船舶制造精度的管理,以及改善制造过程的控制技术,对于船舶制造的发展有着重要影响。本文阐述了船舶制造精度管理的定义,以及相关的管理步骤,并对制造过程中相关的控制技术展开分析,为精度管理在船舶制造中的应用提供了科学依据,肯定了其在船舶制造中的重要性。
【关键词】船舶制造;精度管理;过程控制技术
1、船舶制造精度管理的定义
所谓的精度管理在船舶制造中指的是运行现今科学的管理理念,对船舶制造进行控制,这样可以有效的减少施工过程中,对施工不到位的地方进行修正的工作量,以此提高船舶制造的生产效率以及生产质量,也可以减少相应的生产成本。
精度控制技术是整个精度管理中的核心,要想完成对传统船舶制造业的转型,需要将精度控制技术完整的应用到造船过程中,以满足现代造船模式的要求。我国现阶段的造船技术还处于发展阶段,和其他国家相比有一定的差距,尤其是我国造船的精度远远不如国家,这就要求我们加大对造船精度的管理控制。
和船舶设计,高效焊接等先进的造船技术一样,造船精度管理也是现代造船行业中一项关键的技术,在船舶制造中担任着重要的角色。通过先进的技术和科学的管理,对造船精度进行科学的分析和控制,提高船舶制造的生产效率,缩短造船的时间,在保证船舶质量的前提下,尽可能减少生产成本,最终是船舶制造带来的经济效益得到提升。
2、船舶制造精度管理的内容和主要步骤
造船精度管理的主要内容包括了三个方面,一个是制造精度补偿量的计算和分配,一个是对船舶制造过程进行控制,另一个就是制定一个科学合理的精度标准。要想完成对船舶制造精度的管理,需要从这三个方面着手。我们可以总结以往船舶制造上精度管理的经验教训,从国外引进先进的精度管理理念,实现我国船舶制造精度管理系统的成型。
2.1船舶制造的补偿量的计算与分配
在船舶制造过中,制造的补偿量是有固定的理论规定的,分配的量也有固定的要求。船舶制造过程的收缩量,决定了补偿量的实际数据,我们才能根据具体数据对补偿量进行有效的分配管理。科学的数据理论统计,成为了造船精度管理的前提。但是光是理论是不够的,还要有技术上的支持。造船精度的补偿量代替余量是整个制造精度管理的核心,我们可以以补偿量的原始数据为基础,通过数理统计的方法,统计相关的原始数据并加以整理,建立数据模型,以此计算出补偿量的准确数量。而在计算出补偿量数理之后,要求我们在船舶制造过程中进行补偿,把对应的空缺进行填补。接着通过概率法以及极值法对具体的补偿提出精确要求。按照要求对相应制造零件进行补偿,完成最终整体的补偿。
2.2对船舶制造过程的控制
船舶的制造精度受到测量水平以及测量工具等多种因素的共同影响,而船舶制造中所测量到的数据作为唯一的建造数据,造船测量技术的高低直接影响了船舶制造的精度是否精确,同时造船测量技术对于整个造船的质量也起到了监督管理的作用,是精度管理的一个重要研究对象。随着时代的不断发展,像非接触测量技术已经开始成熟,使船舶制造精度又有了新的提高,它是通过红外线技术,不用接触船体的焊点,所以精度更高。
精度控制在造船过程中一般分为两个部分,一个是在造船过程中出现意外状况,影响造船精度的提高时,我们要根据实际的情况,在能力范围内采取可行的控制行为,尽量减少对精度的影响,这种控制行为一般都是被动的。而另一個就是在出现影响造船精度的情况发生之前,尽量排除不稳定的因素,做好相关的预防手段,以主动行为控制造船精度不受影响。在实际的船舶制造中,科学的监督管理也是比不可少的,要将精度管理控制在一定范围内,这样船舶制造的精度才能有所保证,我国的造船事业才能得到新的突破。
2.3制定科学的精度标准
船舶制造行业作为一门比较特别的制造行业,对制造的精度有着格外严格的要求,这就要求我们制定一个科学合理的精度标准。船舶制造技术的先进以及科学的管理组成了我们所说的精度管理,有了一个有效的精度标准,才能保证生产的高效。而一个科学的精度标准是受制造企业的技术水平,生产设备,以及管理经验所决定的,只有三者达到要求,才能有一个有效的精度标准。另外制造成本也是精度管理所要考虑的一个重要方面,在制度精度标准的之后一定要有所考虑,不同的精度标准将会给船舶制造的成本带来不同的结果。有了科学的精度标准,船舶制造的精度管理才能更好的展开。
3、精度管理的重要性
船舶制造有着自身的特殊性,精度的控制和管理一直是我国造船行业比较薄弱的地方,大大影响着我国整体造船质量的提高。为了我国造船事业的长远发展,造船精度的管理研究应该受到重视。在加强人为管理控制的同时,还应跟进技术上的革新,建立一个科学的精度控制系统,确保造船产品的高质量高效率。船舶制造的技术人员也只有在详细了解造船精度管理的前提下,才能将船舶制造的先进水平应用到最大化。只有了解造船精度管理的主要组成内容,并对应采取管理措施,完善管理的水平,以先进的制造手段以及测量水平为基础,造船精度的提高为目的,精度管理水平不断的提高,才能满足现代化造船模式的需求,我国的船舶制造才能有新的生命力。
参考文献
[1]于昌利,初冠南,张喜秋.船舶制造精度管理及过程控制技术探讨[J].现代制造工程,2011,04:1-4+41.
[2]陈雷强,许陈刚,黄龙宝.船舶制造精度管理及过程控制技术分析[J].才智,2013,21:213.
4.大型船舶建造技术总结 篇四
技术总结
一、概述
本项目于2010年*经公司领导批准立项,现已完成………………,实现……,在生产制造过程中积累了大量有效数据,现就项目完结状况、技术进步状况和支撑作用进行总结汇报。
二、项目技术内容及完成情况
1、主要技术: 船体建造尺寸精度控制及关键分段制作工艺改良;坞内铺墩分段合拢新式建造墩
2、完成情况:
VLCC结构钢材质量大,平直部分也相对较大,因此,在建造上采用平直分段无余量建造,所有分段(除个别分段外)无余量合拢的精度目标。围绕这一目标从以下方面进行工作,一次作为该船尺寸的保证措施。
(1)在认真总结以往产品精度控制经验的基础上,对该船的尺寸控制系统做了相当大的改进,并确定各个建造阶段合理的精度补偿值。
(2)通过对组合型材和平面板架的装焊过程的研究,解决了组合型材和平面板架的不同步问题。
(3)该船特设分段建造过程中,通过编制专用建造工艺,对这些分段的建造精度进行过程控制,效果良好。(4)甲板中心梁拱焊接变形工艺。针对VLCC梁拱从中心往两弦折的特点,通过反复次试验,实施了甲板甲板中心梁拱焊接变形工艺,利用中心梁拱的焊接变形形成甲板中心梁拱。
坞内铺墩
考虑到VLCC的分段质量大,而且强结构间距大,因此,在船坞内铺墩设计时,主要从以下几个方面来满足VLCC大坞线载荷的要求:
(1)通过缩小坞墩间距来减小单墩的载荷;
(2)考虑到VLCC的线性较大,因此设计了不同高度的线性墩,不仅对控制整体变形有利,满足了墩的载荷要求,而且不破坏船底油漆,有利于船底倒墩和补漆等施工需要。
(3)大量采用钢支柱、高架墩来代替现有的建造墩,对施工管理十分有利;
(4)制定了专门的VLCC船坞内铺墩作业标准,对坞墩高度公差、水平度公差,以及位置公差作了明确的规定。
三、取得的主要技术成果
1、通过实施尺寸控制,在VLCC的建造过程中,分段修割率小于10%,分段无余量建造率达到94%,分段无余量合拢率达到99.8%,为公司最好水平。
2、通过实施甲板中心梁拱焊接变形工艺减少了一道冷轧机轧折角的工序,提高了工作效率,为工厂创造了效益,实施效果良好。
3、通过制定了专门的VLCC船坞内铺墩作业标准,对保证船体基线和结构建造质量起到了关键的作用。
四、主要技术改进与创新
从船体建造技术方案设计全过程的尺寸控制、关键分段的工艺改良、分段合拢技术改进3个环节工作中总结技术改进与创新、完善与提高的方方面面,其中包括:
1、关键分段制作工艺。由于VLCC分段大多是超大型分段,精度不易控制,特别是102分段,长度达到31000mm,宽度达到21000mm。为保证其建造精度,通过结合现场实际情况编制了《102段建造工艺规程》,应用效果良好。
2、T型材精度补偿工艺。该船的骨材全部为T型材,T型材在装焊过程中存在焊接变形、尺寸收缩和切割误差。为保证分段制作精度和合拢精度,通过反复试验,准确掌握了T型材在装焊过程中的变形和收缩规律,编制了T型材精度补偿工艺,实施效果良好。
3、分段合拢用钢支柱、高架墩的设计。由于VLCC的船体线性较大,且分段质量大合拢较困难,为保证合拢精度,结合现场情况,设计了分段合拢用钢支柱、高架墩,应用效果良好。
五、主要经济、社会、生态效益
5.绿色船舶技术发展趋势概要 篇五
毕业设计(论文)
题 目:
副 标 题:
学 生 姓 名: 所在系、专业: 班 级: 指 导 教 师: 日 期:
绿色船舶技术发展趋势
朱冉 船舶工程系舾装
102班 刘文明 2013年4月 摘要
摘 要
随着人类的发展,陆地资源已出现严重短缺,急需对海洋资源大量索取,以船为媒介的人类文明发展工具,起到承上启下的作用。本文简单介绍国际上,特别是国际海事组织(IMO)对航运界防止船舶造成水污染和空气污染的发展趋向,探讨绿色(环保)船舶的概念和设计建造要求。
关键词:绿色船舶 有害材料 压载水有害水生物 油污染 空气污染 Abstract
Abstract With the development of human, appear serious shortage of land resources, are in urgent need of the great many requests for ocean resources, in order to ship for medium of human civilization development tools, play the role of continuity.The paper simply introduces the world, especially in the international maritime organization(IMO)to transport the prevention of water pollution and air pollution development tendency, this article discusses the concept of green(environmentally friendly)shipping and build and design requirements.Keywords: green ship,harm fulm aterials,harm fulaquatic organism s in ballastwater,oilpollution,air pollution 前言
前言
自上世纪6O年代开始,海洋环境的保护成为世界范围内的日益关注的问题。随着国际航运的日益繁荣,船舶对海洋环境污染的影响所占的比重也越来越大,IMO近几年更是不断推出新的、更高的要求,以强制性公约、规则的形式来加强对海洋环境乃至大气环境的保护。越来越多的国际 非政府组织、行业组织等也不断推出新的行业标准,一些国家和地区也在酝酿着更为严格的区域性标准,这些对环保要求的大趋势在很大程度上影响着船舶的设计和建造理念,决定着船舶市场竞争力。因此船舶环保技术 的先进性和可靠性已成为占领航运市场的关键因素之一。绿色船舶或 者环保船舶概念应运而生。本文将主要从IMO要求对绿色船舶技术影响的发展趋势,来探讨绿色船舶的建造材料、结构布置和设备配备要求。船舶建造过程中对环境和人员的保护,属于船舶的绿色制造工艺,是另外一个环保方面,本文暂不考虑。目录
目 录
摘要………………………………………………………………………………I 前言………………………………………………………………………………II 1.绿色船舶概念…………………………………………………………………1 1.1绿色船舶的功能 1.2绿色船舶的先机 2.绿色船舶的防污染要求
2.1 IMO防污染要求现状 ……………………………………………………2 2.1.1 油类污染………………………………………………………………2
2.1.2 空气污染………………………………………………………………2.1.3 压载水有害水生物污染………………………………………………3
2.1.4 船舶拆解污染…………………………………………………………3
3.IMO环保要求最新动态
3.1.1油类污染…………………………………………………………………4 3.1.2 空气污染………………………………………………………………5 3.1.3压载水处理技术…………………………………………………………7 4.绿色船舶的设计思想
4.1为船舶及其设备选用绿色材料……………………………………………9 4.2船舶构造及系统布置的“绿色设计”……………………………………9 4.2.1燃油舱保护……………………………………………………………9 4.2.2船舶机舱底水系统的布置设计…………………………………………9 4.3防污染设备配置………………………………………………………………9 5.小结
致谢 …………………………………………………………………………………15 结束语 ………………………………………………………………………………15 参考文献 ……………………………………………………………………………16 附 ……………………………………………………………………………………17
III 8
1.绿色船舶概念
气候变化、全球变暖,日益严峻的环境压力,将船舶及航运业对环境的污染问题推到了“聚光灯”下,船舶减排面临前所未有的挑战,全球业界对绿色船舶充满期待。那么,绿色船舶的核心要素是什么?绿色船舶能带给我们哪些变化?它的未来将走向何方?
“绿色船舶是从设计、建造、营运到拆解的整个生命周期内,通过应用绿色技术最大程度上实现低能耗、低排放、低污染、高能效、安全健康的功能目标。该目标的实现体现在船舶的整个生命周期,包括设计、生产、使用、回收利用等环节的绿色要素。”--中国船级社上海规范所所长杨忠民介绍。
何谓绿色船舶,国际上并没有一个统一的确定的定义,但根据对船舶的各个方面的环保要求,绿色船舶实际上是指船舶在其整个生命周期内(从设计到报废拆解,从摇篮到坟墓),采用先进的环保技术和防污染设备及无害建造材料,最大限度地减少船舶及设备的事故或损坏发生率,降低资源和能源消耗率,提高建造材料回收利用率,最大限度减少或消除对水环境和大气环境的污染程度。迄今为止,IMO已经制定了三个关于船舶设计和建造技术的国际防污染公约:防止船舶造成污染(MARPOL)公约、压载水(BWM)公约和有害防污底(AFS)公约,目前正在制定第四个防污染公约:拆船公约。从各个方面对船舶可能造成的油污染、有毒液体物质污染、生活污水污染、垃圾污染、压载水有害水生物污染、有害防污底污染以及船舶拆解过程所造成的各种污染进行控制。正是这些相关方面的强制性防污染要求,促进了绿色船舶设计、建造和操作管理技术的不断发展。
1.1绿色船舶的功能
“绿色船舶”的发展无疑会起到保护全球环境、推动船舶制造业和航运业良性发展的作用。全球日益严峻的环境压力,使得船舶及航运业对环境污染的问题成为国际社会关注的焦点。以空气污染为例,国际海事组织专家组的研究报告认为,2007年全球航运业CO2排放量为11亿吨,到2020年这个数字将达到14亿吨。而这还仅仅是航运业污染环境所表现的一个方面。
针对海洋环境保护问题,国际海事组织(IMO)对MARPOL公约重新审视梳理,先后对防油污标准、空气污染NOX、SOX 排放标准等进行了修订,又陆续通过了压载水公约、无害环境拆船公约,当前的重心又转移到控制CO2的排放上。IMO近年来工作重心的转变,也是它从环保标准向绿色标准转变的历程,从契合国际社会对环境保护的需求出发,陆续完善以实现环保、节能、安全等方面要求为目标的标准,这些标准将是构成未来“绿色船舶”标准体系的基础。绿色船舶技术发展趋势
国际社会的普遍共识IMO相关标准的出台,引导着全球船舶工业的发展方向,发展绿色船舶已是全球的选择。另外,从行业、企业进行能源管理的需求出发,绿色船舶也是其实施能源目标的重要手段。“绿色”标志作为船舶的绿色身份证,是造船和航运企业获得政府支持,公众认可,开展绿色营销的主要保证。
1.2绿色船舶的先机
节能环保的热潮席卷着航运业和造船业,绿色船舶标准也不可避免地成为了新一轮国际标准权益竞争的焦点。“虽然目前尚没有完整明确的国际性‘绿色船舶’标准,但欧美、日本等国家已在国内立法方面有所行动,并可能提前单边实施,从以前防污染要求来看,海运界实施单边行动计划并不乏先例,如美国的90油污法案。
如今,许多国家都以非常热衷而积极的态度发展绿色船舶。欧盟于2009年1月22日发布“2018年前欧盟海运政策目标及建议案”,以促进安全、保安、清洁、高效的航运业,欧洲航运及相关海上产业在全球市场的长期竞争优势以及其整个海上运输系统如何面对21世纪挑战,成为此战略计划的核心部分;英国政府在温室气体减排方面推出的总量控制与排放交易方案,认为是航运业有效的减排方式;丹麦设立“未来绿色船舶”项目通过使用现有技术实现船舶减排,该项目旨在对NOx和SOx减排达到90%、CO2减排达到30%;日本确定的目标是,到2011年将把新造船CO2排放减少30%。
应环境保护需求而诞生的绿色船舶,因贴上了“绿色”的标签,必将更多地得到国际社会及公众的认可。我们在不久的将来也许能看到这样的画面:具有“绿色”标志的船舶,可优先通过“绿色通道”进入欧美等繁忙港口;港口国监控对具有“绿色”标志的船舶实施“信任”措施;保险机构对于“绿色”标志船舶实施低保费率;各国金融机构对于“绿色”标志船舶建造计划提供更加优惠的融资条件等等。
对于船舶、航运业及相关企业来说,谁先实施“绿色”标准,谁就能抢占先机。
绿色船舶在我国的发展尚属起步阶段,我国政府已意识到绿色船舶是未来世界造船业、航运业竞争的关键所在,目前正积极组织国内有关部门研究开发绿色船舶及相关技术。作为大系统产品的船舶来说,它涉及方方面面的技术,船舶不可能仅通过某一方面的新技术来达到环保或节能的效果,而需要通过不同的切入点采用“绿色技术”,这就意味着绿色船舶的认定标准可能千差万别,这也是我国绿色船舶系统标准相对于其他“绿色产品”(如绿色家电、绿色食品、绿色建筑等)而言,出台较晚的原因。
如图(1)山海关船舶重工有限责任公司建造的7.6万吨散货 10
山海关船舶重工有限责任公司建造的7.6万吨散货船“TigerEast”号离开码头,交付给香港船东。这艘船是山船重工应用大量环保技术建造的“绿色”散货船,也是我国制造的第一艘“绿色”散货船。
据了解,该船机舱选用新型电喷式主机,可有效降低油耗;采用螺旋桨消涡鳍、压载水处理装置等先进的节能环保技术,有效降低了燃油消耗和船舶携带压载水对环境造成的影响,环保性能突出。船舶总长225米,型宽32.26米,型深19.6米,设计吃水12.2米,航速14.5节,载重7.6万吨。
2.绿色船舶的防污染要求
2.1 lMO防污染要求现状
根据IMO已经通过以及正在制定中的国际防污染公约和其他防污染议题的讨论情况,可以将目前船舶的防污染热点问题归纳为以下几类:
2.1.1油类污染
早在1993年油船 的设计开始运用双壳保护直至今日,并加快对单壳油船的淘汰或改造。随着燃油作业及事故中导致的泄漏引发的污染程度越来越大,IMO新增对船舶燃油舱的保护要求,船舶燃油舱也应给予双壳双底保护。大型油船的货泵舱发生底部破损的几率虽然很小,但从环境友好和降低事故性溢油角度,亦提出双层底保护要求。
2.1.2空气污染
来自船舶的空气污染源主要是来自船舶柴油机、焚烧炉、锅炉等排出的废气、消防系统及制 冷 系统的消耗 臭氧介质 以及油船和化学品船释放 的液体货物蒸气。目前对船舶废气控制 目标为:氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、消耗臭氧物质(CFCs,Halon)、挥发性有机化合物(VOC)、燃油质量和船上焚烧作业。虽然船舶废气排放所造成的空气污染比例很小,但空气污染问题却是当前海事界最关注的议题之一,对船舶造成空气污染的控制措施的争执达到白热化程度。
2.1.3 压载水有害水生物污染
IMO对控制船舶压载水中有害水生物污染的方法,除了预防性措施外,主要有绿色船舶技术发展趋势
两种管理措施 :压载水置换,该措施目前被定为过渡措施 ;压载水处理,该措施是最终目标。为达到压载水处理标准,需要相应的压载水处理系统。而处理船舶压载水的相关技术的可利用性仍然是目前压载水公约达到生效条件的技术瓶颈问题。
2.1.4 船舶拆解污染
对船舶拆解作业过程中对工人的安全和健康保护、各种液态、固体或气态废弃物的控制和处理是船舶拆解作业需要考虑的问题。而为了尽可能避免或减少各种安全和污染问题,要求新造船舶自初始设计、建造以及营运维护过程中,应禁 止使用有害材料,并避免 或减少使用潜在有害材料,设计应安全并有利于污染物的清除和处置。IMO环保要求最新动态
3.1.1 油类污染
油类污染一致是海事界最受关注的污染之一,对油类污染已经到了 “零容忍度”的程度。目前在IMO内部对防止油类污染的审议主要集中在以下方面 : 1)船舶海上过驳油类 :船舶在海上过驳油类作业中时常发生泄漏,控制海上油类过驳溢油正成为防止油污染的另一热点之一 ;
2)机舱舱底油污水排放 :船舶机舱舱底污油水排放是船舶在正常营运过程中对海洋环境造成油类污染的主要来源之一。尽管滤油设备的性能标准已经很大程度 提高了,但传统 的机舱和舱底水系统布置仍难免导致船舶无法始终符合公约要求。因此,新的设计概念被提出,即 “综合舱底 水处理系统”(IBTS),从源头上控制含油污水的产生,将油类的残余物和清洁水的泄漏分开收集,避免油类和清洁水的混合,从而减少了含油污水的量。同时,为避免过多的含 油污水进入滤油设备,减轻滤油设备的工作负荷,机舱污水井 的含油污水首先被驳到预处理柜,部分油水在此得到分离,降低了驳到舱底水储存柜和滤油设备的含油污水的浓度。是否将这一概念成为强制性要求,IMO正在予以审议。
3.1.2 空气污染
IMO正在致力于对现行有效的MARPOL附则 VI进行全面修订,将极大提高 目前的相关标准,并考虑增加对现有柴油机NOx排放 的控制,对颗粒 物质(PM)进行控制。降低柴油机NOx排放量的技术有几种,目前认为最 有前景 的技术 是选择性催化还原(SCR)技术,可将柴油机的排放从目前的水平再降低80%~ 90%。减少SOx最直接的方法就是使用硫含量低的燃油,否则使用SOx废气后处理系统将燃油设备或系统产生的废气处理后再排放。IMO在船舶空气污染方面的另一个重要任务就是受到全世界关注的C02等温室气体(GHG)排放的控制措施的制定。目前认为减少C02温室气体的最直接有效的方法就是降低燃油消耗,或使用替代能源。
如图(2)新型环保柴油机 12 3.1.3压载水处理技术
尽管IMO没有限制处理压载水的技术方法,但 是对于使用活性物质的压载水处理技术和设备,则提出更加苛刻的要求,其目的是逐渐限制和淘汰使用可能产生 “二次污染”的化学处理方法。绿色船舶的设计思路
从 国际上 对船舶的各种防污染规定,可以将绿色船舶 的相关技术归纳为船舶建造材料包括设备材料 和使用介质的选用、船舶结构布置以及防污染设备的配备三个方面。
4.1 为船舶及其设备选用绿色材料
材料的环保特性对船舶的绿色性能具有重要的影响,在对船舶安全和营运效率不构成影响的前提下,在船舶的设计、建造和维护中应最少地使用有害材料,尽可能减少待拆船舶的环境和安全风险问题。如图(3)绿色选材特质 绿色船舶技术发展趋势
选材主要遵守如下原则 :
1)最大程度减少新船及其设备在建造过程中 使用有害物质 : 尽可能使用 能安全环保 和可回收的材料,以及最大程度减少使用已知的对健康 和环境构成潜在危害的物质 ;禁止选用国际公约禁止或限制使用的物质,比如 《关于持久性有机污物(POPs)的斯德哥尔摩公约》、《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》以及 《控制船舶有害防污底系统国际公约 》中规定的有害物质。2)设计应便于拆解及清除有害物质: 在不影响船舶安全和运营效率的情况下,船 舶设计者和建造者应在船舶设计和建造 阶段考虑到船舶的最终处置,包括:
一 便于船舶拆解的结构设计;
一 便于拆船时有害物质清除的设备设计;
一 限制使用难以分解的材料;
一 提供一份简明扼要的建议的最佳拆船方法以及清除各类材料的建议措施的技术文件。
4.2 船舶构造及 系统布置的 “绿色设计” 4.2.1 燃油舱保护
为防止船舶 自用燃油所带来的污染,燃油舱 也应用双壳双底保护。对于大型油船的设计,燃油舱常规的布置一般位于机器处所和货油舱(包括污油水舱)之间,用于油船的货物区域与机器处所的分隔。燃油舱如果设计成双壳双底布置,则更多的被下图结构布置 如图(4)所代替。14
有利于压载水更换和沉积物清除的设计
压载水更换方法是 目前船舶能够安全有效的 管理船上压载水的唯一有效途径,新建船舶应最 大限度地减少沉积物的积聚,并为沉积物的清除 和取样提供安全通道。设计主要考虑两个因素: 1)便于压载水更换的设计
一 尽可能使压载水更能在各种海况下进行 ;
一 在压载水更换作业的任一阶段,保持最小 船首吃水 以及驾驶室可视范围符合公约规定 ;
一 压载水更换系统的设计应利于将来符合公约D一2条的规定,最大限度减少安装设备殷备改装以及进行干坞/热工作业的需要。为将来能达到 D一2标准,应考虑可能需要补充的设备和管道,并留有足够的处所 ;
一 压载水系统的设计,还应考虑到港口国检查时所需的取样布置。2)减少沉积物积聚的设计
压载水舱及其内部结构的设计应避免沉积物在压载水舱的积聚。在设计压载水舱时,应 :
一 尽可能避免水平表面 ;
一 纵骨如设有面板扶强材,应考虑将扶材设在水平表面之下,以利于泄水 ; 一 如要求设有水平纵桁或横桁,尤其是如将水平纵桁用作过道而设有挡趾边板时,泄水孔应 尽可能大,以在舱内水平下降时促使水从这些地方迅速流开 ; 一 如内部构件与舱壁对接,其安装应防止形成死水坑或沉积阱;
一 管路系统的设计应使舱内压载水在排放时扰动尽可能强烈,使沉积物重新悬浮。让水流使 沉积物重新悬浮的设计,应尽量不依靠人工干预。
4.2.2 船舶机舱舱底水系统布置设计
为了从源头上减少机舱舱底含油污水的产生,避免油类和清洁水的混合,并减轻滤油设备的工作负荷,船舶机器处所的布置应尽可能考虑以下因素 : 1)设置相互分隔的集油槽和集水槽,将泄漏 油类收集到油渣柜,干净的泄漏水收集到清洁水柜。
2)清洁水放残柜排放布置应和含油污水系统分开,清洁水柜里的水直接排到舷外;
3)设置预处理单元,将机舱污水阱中的含油舱底水先驳至预处理单元,通过重力预先进行油 /Tk分离,再将预处理过的舱底污油水驳至舱底水储存柜; 4)舱底水储存柜里的污水最好由专用的泵打到滤油设备,以避免和未经预处理的污水混合 ;
5)设置废油柜,专门接收废弃的油类。绿色船舶技术发展趋势
4.3 防污染设备配备
为控制船舶在 日常作业过程中必须的各种排 放操作带来的污染,防污染设备发挥着很大的作 用。用于机舱舱底 污油水处理 的滤油设备、用于 生活污水的生活污水处理设备、用于垃圾等废气 物处理的焚烧炉、控NVOC~放的船上VOC收集系统、压载水处理系统等的高性能标准,都体现了船舶在环保方面的先进性和优越性。绿色船舶不是配备的设备越多越好,而是从各方面能最经济有效和最大程度地避免或减少 和 控制各种污染。例如,减少船舶SOx排放量的最有 效途径是使用低硫含量的燃油或使用替代燃料,如果安装SOx废气清洁系统则会增加船舶的操作和 额外的设备维护,而且该系统本身产生的洗涤废 水也是另一种污染物,仍然需要控制。因此安装 SOx废气清洁系统并不是最好的方法。减少船舶柴 油机废气排放的另一个途径是船舶在靠岸时,使 用岸 电系统供 电。船舶灰水如洗衣水、淋浴水、厨房水等,俗称 “灰 水”,不属于IMO公约约束 的生活污水范畴,但也会对环境造成一定的污染。一些干货船的货舱洗舱水,也会含有对环境有害的物质。这些尚没有纳人IMO公约强制性要求的潜在污染物,也越来越多受到关注。绿色船舶是需要将船舶产 生 的所有有污染风险和潜在风险的污染物给予必要的控制和管理。船舶废弃物综合管理系统正在被更加广泛的研究和应用。小结
绿色船舶在我国的发展尚属起步阶段,我国政府已意识到绿色船舶是未来世界造船业、航运业竞争的关键所在,目前正积极组织国内有关部门研究开发绿色船舶及相关技术。作为大系统产品的船舶来说,它涉及方方面面的技术,船舶不可能仅通过某一方面的新技术来达到环保或节能的效果,而需要通过不同的切入点采用“绿色技术”,从而达到技术科技领先的造船大国。
“绿色船舶” 的设计和建造在未来国际航运界将起着主导作用,也是我国在 “加强环境保护,走可持续发展道路 ”倡导下的必然趋势。IMO防污染公约的制定和修订态势是国际海事界对未来船舶环保标准的指示器,决定着绿色船舶技术发展方向。致
谢
致 谢
从论文选题到搜集资料,期间经历了许多。反复的修改,查资料有太多的感慨。接到写作论文的通知时,喜悦之情难以言表。中间又因工作繁忙,无法抽出更多的时间来完成论文而感到十分彷徨。如今,伴随着论文的成稿,复杂的心情烟消云散。自己甚至感到还有一些小小的成就感。在此,我衷心地感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学朋友们。
首先,非常感谢我的指导老师刘文明老师,他为人随和和热情,治学严谨细心。从选题,定题开始,一直到到最后论文的反复修改。刘老师始终负责的给予我深刻的指导。帮助我开拓研究思路,精心点拨,热忱鼓励,正是老师的许多帮助和热忱鼓励,我的论文才得以顺利完成,谢谢。
参考文献
参考文献
[1]张明华,精益造船模式研究,中国经济出版社,2008年10月 [2]中国船舶工业经济研究中心,参考材料,2009年合订本,2011年1月 [3]中国船舶工业集团公司,中国船舶报,2010年第89期,2010年12月 [4]中国船舶工业集团公司,中国船舶报,2011年第65期,2011年9月 [5]中国船舶工业集团公司,中国船舶设备网,2011年9月 [6]中国船舶在线网,2013年4月 [7]新华网 传播类新闻,2013年4月
[8]国际海事组织(IMO)参考文献,2008年8月
[9]宋良友尤德武,我国造船工艺创新发展30年.,2009年 [10]汪国平,IMO涂层性能标准的要点说明与分析,2007年 [11]船舶设计实用手册[M].北京:国防 工业 出版社.1998,(12).[12]华乃导主编.船体修造与工艺[M].大连:大连海事大学出版社,2000,(5).[13]陈可越主编.船舶设计实用手册[S].北京:中国交通科技出版社,2007 [14]刘嵬辉,曾宝,程景彬,等.国内外铺管船概况[J].油气储运,2007,26(6):11-15.[15]马小平主编,江苏科技大学,现代船舶制造技术基础 2004年 [16]中国船舶工业总公司编,造船生产设计
[17]顾敏童主编,上海交通大学,船舶设计原理,2007年 附
录
附 录
附录:
1)国际海事组织(IMO)参考文献及其环保标准。
6.船舶电气自动化技术 篇六
对于船舶系统来说,主要的电气自动化技术包括以下方面:
1.1 轴带发电技术
船舶属于高能耗的水上交通工具,其燃料成本占总成本的一半以上,所以,必须加大节能技术的研发力度,其中轴带发电技术就达到了这一目标。
轴带发电机主要通过主轴来启动,主轴跟着主机转动并逐步改变速度和频率。
通过观察主机运行情况、航行水域特点等来调控轴带发电机。
通常选择机械式恒频与电气式恒频,特别是电气元件的不断升级发展,当前晶闸管逆变模式被广泛应用于轴带发电系统。
近年来,节能技术又获得了全新的发展,废气透平发电机引入其中,同轴带发电机一道共同进行优势互补,打造出SSG系统,此系统凭借静止变频器同电网连接在一起。
当船舶航行运转耗能上升,废气透平发电机无法发挥有效作用时,轴带发电机则发挥供电供能作用;相反,船舶能耗逐渐降低,有余下的功率,那么轴带发电组则充当电动机来通过船舶电网获得能量,为主机运行提供动力,推动主机的持续运行。
静止变频器中的两组晶闸管在整流与逆变状态下都能发挥作用。
如果轴带发电机发挥供电供能作用,变频器就能把轴带发电机的输出变成恒频输出。
当轴带发电机处于电动机模式下,变频器就会充当变频调速设备,因为发电机的一切输出功率都要途径变频器来运输,所以必须选择功率较大的电气元件。
因为变频器占地空间大、成本高,同时功率因素较低,这样就对传统的轴带发电机系统进行了改造、升级与优化,异步轴带发电机产生了。
异步轴带发电机系统主要依靠双馈异步电机转子频率补偿的技术方法来维持恒频稳压,通过计算机系统来控制这一系统,实现了信息自动化控制的功能与效果。
1.2 容错技术
容错技术主要是指电气自动化系统工作过程中,当出现故障问题时,自身的承受能力,容错技术的作用表现在:
1.2.1 系统故障监测。
当电气自动化系统工作过程中有故障问题,在容错技术的监测下,能够及时、精准地发现并定位故障,并明确故障的类型、特征,再进行自动化隔离。
从而维护系统安全、稳定。
1.2.2 故障控制。
在容错技术支持下,自动化系统中的故障问题能够被及时检测与定位,根据故障的方位、类型等来选择解决对策,对故障加以分析并处理,以此来维护船舶电气自动化系统的安全、稳定运行。
对于船舶电气自动化系统的故障处理通常经历以下过程:故障监测、定位、分析故障性质、明确故障单元,使故障信号变成低电平信号,并输送至决策单元,再加以处理,实际的故障包括以下类型:
故障1:启动预备性机组,从而集中而有效地控制机组工作的负荷量。
故障2:同样启动预备机组,再延长出现故障问题机组的关闭时间,从而更加高效、科学地处理好故障
问题。
故障3:切断故障性机组的运行,再将备用机组及时启动。
对于故障2和3最佳的解决方式就是立即停运机组,直到故障问题发现并解决后,再次启动机组,也就是说如果故障尚未排除,机组不关闭可能会造成故障进一步恶化,影响系统的高效运行。
1.3 电力推进技术
电力推进技术属于一类维护船舶系统安全运行的电子自动化技术,特别是得益于现代社会中信息技术、电子技术、电子设备等的支持,使得电力推进技术的应用范围更广、作用更多。
电力推进技术按照电力传动分类主要包括:交流与直流传动技术。
最近一些年来,前者获得了飞快发展,特别是交流调速技术的不断发展,使得交流电力系统获得了全新的发展,与直流传动技术相比,更具优势地位。
能够极大程度地确保船舶电气自动化系统的安全、平稳工作,提高船舶运转的安全水平。
其中交流电力技术大致包括两大推进系统:LCI,直流无换向器电动机;CCV,交流无换向器电动机。
前者是利用变频器来达到同步调速的功能,达到从交流→直流→交流的过程。
其中船舶的工作运转同调距螺旋桨之间彼此配合、协助、协调来工作,船舶实际的航行中,遇到区域狭窄、位置闭塞的航道或海湾等,要想依然保持顺利通行、畅通无阻,就要对交流推动机进行调整,使其处于最低速工作模式;相反,船舶进入面积宽广的公海海域,则要对推动机进行调整,确保其进入同步、超同步转换模式。
对于CCV系统来说,则是凭借变频器的同步调速来达到直流、交流间的变化与转变的,最后打造出交流调速工作系统。
1.4 电磁兼容技术
通常来说,船舶会处于一个相对复杂的运行环境,易受天气、水文等自然条件的影响,导致电磁污染问题,运用电磁兼容技术能够解决这一问题,强化船舶的电磁抵御能力。
要想保证船舶各项装置、设备等的安全、稳定,就要加强电磁兼容设计,其中必须具备以下条件:(1)出现了干扰源;(2)存在传输介质;(3)存在敏感的接收单元。
所谓的电磁兼容技术简单说就是要这三大条件中的任何一个,从而解除电磁干扰。
为了达到这一目标就要加强元件、器件的正确选型,其中要重点控制干扰信号敏感的元件。
1.5 隔离变压器技术
船舶电气自动化技术最大的干扰来自于交流电源,对其改造优化的有效措施就是隔离电气设备的变压器,达到独自提供电能,或者把供电设备同强电设备分离,这样就有效隔离了干扰,船舶电源通过交流变压器来有效过滤高频信息,在此基础上隔离变压器,从而为自控设备提供独立电源,达到有效排除干扰的目的。
1.6 RC吸收技术
7.船舶技术管理制度 篇七
关键词:船舶,出闸,虚拟仿真,平台框架
船闸是内河航道的关键节点, 船舶能否安全、快速通过, 直接影响到航运的安全、快速、畅通。目前用于船舶辅助导航的手段以基于二维电子航道图为主, 由于船闸结构复杂性, 二维电子航道图不能较好的体现其维度特征, 信息表达十分欠缺, 置身于闸室之中的船舶驾驶人员对周围环境无法获得直观的视觉感受。另因闸室内通常较为封闭, 卫星定位信号极不稳定。因此, 一旦出现能见度不良的情况 (比如浓雾引起的能见度不良) , 船舶不得不滞留闸室内, 存在安全隐患。而基于升船机往往是利用机械装置升降船舶的特殊结构, 使船舶滞留升船机内的情况更应引起关注。
虚拟仿真技术在计算机图形学领域由来已久, 并以其强大的表现力和交互性, 已越来越多的应用于众多领域[1]。因此, 该文以三峡船闸及升船机为例, 基于虚拟仿真技术, 构建船舶出闸管理虚拟仿真平台, 辅助船舶安全出闸, 同时, 亦可作为对二维电子航道图的有效补充和提升。
1 船舶出闸管理虚拟仿真平台总体框架
船舶出闸管理虚拟仿真平台是集数据库、网络、虚拟仿真、地理信息等相关技术实现的生产管理平台。总体上分为数据采集模块、数据传输与储存模块、虚拟仿真模块3部分。在数据采集方面需要现基础信息采集, 如航道信息、气象、船舶动态信息、船闸尺寸等相关信息, 这些数据是支撑系统运行的基础数据, 数据采集的时效性与准确性是船舶安全过闸的必要条件。数据有静态数据与动态数据之分, 所谓静态数据是指基本保持稳定的数据, 比如船舶尺寸、闸室尺寸 (长度、宽度、深度) 等。对于静态数据清洗完成以后存储于数据库中可直接用于仿真建模。而动态数据是总在不断变化的数据, 常常反应的是持续不断变化的过程, 比如船舶的位置, 船闸出口处水位、能见度情况、风速等。动态数据则需要进行实时采集, 并通过传输网络实现数据传输, 通过数据中心服务器对数据进行清洗和融合, 并按照一定的数据结构对数据进行存储。对于动态数据的传输、处理与存储即在数据传输与储存模块实现。虚拟仿真模块是平台建设的重要组成部分, 是平台中数据可视化核心展示窗口, 使抽象数据更加表现直观。该模块包括相关数据统计分析功能、三维场景基本操作 (漫游、放大、缩小、属性信息查询等) 等。
2 船舶出闸管理虚拟仿真平台关键技术研究
采用三维虚拟仿真技术对船闸 (升船机) 闸室及至上下游系船墩的航道及其基础设施进行仿真建模, 构建三维仿真航道, 为船舶在能见度不良情况出闸提供虚拟仿真可视化环境;全球定位技术 (GPS) 、船舶自动识别系统 (AIS) 、船闸闸室内船舶精确定位技术用于确定在船舶精确位置、航向、航速、运动轨迹、分布状况, 并实现船舶自动识别;根据航道监测信息, 实现航道水文信息查询及实时可视化;以航道三维虚拟仿真系统为基础平台, 集成船舶定位、气象环境及船道信息等数据, 构建船舶出闸管理虚拟仿真平台 (图1) 。
2.1 船闸仿真场景构建
船闸仿真场景构建包括船闸周围地形、船闸通航建筑物、典型船舶仿真模型的构建。地形构建通过地形建模的方式实现, 基于船舶过闸对精度要求的需要, 采用高精度的数字高程数据和高清遥感影像进行地形构建。以数字高程数据叠加影像数据通过渲染引擎以配置文件的方式加载到地形引擎数据管理节点, 实现地形模型的自动构建[2]。
高程数据。该文研究范围重点关注船闸与升船机以及上下游的系船墩处, 此处河道地形往往较为稳定, 并且会根据航道设计情况定期进行测绘与疏浚等, 而在建设范围内的航道应采用高精度数字高程数据, 并根据设计及测绘数据进行修正。亦可以根据实际需要向河道上下游进行延伸, 以期获得较大范围的仿真场景。
影像数据。地形表面需要覆盖真实的影像数据, 才能构建逼真的地形模型。选用高质量的影像数据对于地形的建模尤为重要。原始获得的影像数据需要进行色彩调整、匹配融合、影像拼接、几何纠正等过程, 转换为能被用于构建地形的影像数据。
数据处理方法。用于构建航道地形的数据包括数字高程数据与数字影像数据, 直接将整幅遥感图像或者整块数字高程数据加载到虚拟仿真平台, 将会对系统运行产生巨大的渲染负担, 无法完成系统漫游与实时交互。而且受计算机屏幕的大小的限制, 同时浏览全部细节是无法实现的, 同时大数据块也不利于数据的网络发布。一次性加载过大的数据给服务器、网络和系统平台端造成过大的负担, 而且使用户等待时间过长, 造成不必要时间与资源浪费。通过对数据进行切片处理, 建立数据金字塔来提高影像数据和高程数据传输与加载速度, 同时, 实现数据网络传输, 也是提高数据网络传输效率的最佳方式。通过Arcgis Server或Map Tiler对数据源进行重新采样, 并按四叉树结构进行切片, 建立金字塔式储存结构, 缩短渲染引擎内部数据预处理时间, 进而加快三维可视化系统平台的运行效率, 提高运行速度。
2.2 船闸通航建筑物及船舶建模
在船舶出闸虚拟仿真平台中水工建筑物构成船闸主体是虚拟仿真环境重要部分, 对水工建筑物进行精确逼真的仿真建模对于构建生动形象的船闸虚拟仿真平台具有重要作用。通过研究目前建模根据使用技术的不同, 大致有以下几种方式: (1) 使用三维模型建模工具, 如Creator、Auto CAD、3D MAX、MAYA等三维建模软件, 根据实体的具体情况, 构建模型的精细结构和材质特征, 实现模型的逼真建模。这种方法建立的模型不仅可以拥有真实外观, 通过内部细节构建, 实现模型内部的逼真效果, 表现更加全面的三维实体细节效果。 (2) 利用仪器, 通过摄影测量、激光扫描等手段进行三维实体扫测建模。 (3) 矢量化建筑物实体的轮廓, 实现批量建模。
为了实现对于资源的合理利用, 在船舶出闸管理虚拟仿真平台中, 建模数量有限且以精准为主, 因此, 根据设计参数及测绘数据通过建模软件以手动建模的方式实现船闸各相关建筑物建模工作。通过Multi Creater配合3d Max对相关实体进行建模, 并生成的Open Flight格式的模型保存模型的所有特征和属性信息, 如模型所使用的光照和纹理等, 使虚拟仿真渲染引擎能够直接加载Open Flight格式的模型数据。同时, 采用统一的建模方位参数对模型进行建模, 以便于实现模型到场景图的加载定位。该文对船闸的上、下闸首和两侧的闸墙、船舶、上下游导航墙及升船机相关的船箱结构、塔柱、水体等水工建筑物及设备等进行了建模, 对于船舶建模效果如图2所示。
2.3 船舶定位技术
全球定位系统 (GPS) 实现在全球范围内全天候实时定位, 多数情况下能够提供船舶精确的位置信息。但是在闸区可能由于干扰、遮挡等原因, 导致闸室内的无法接收到稳定的卫星定位信号, 而无法通过卫星实现闸室内船舶的精确定位, 鉴于闸室环境的特殊性, 需要采取一定的措施对船舶在闸室内的位置状态进行监测。
通过研究以借助在闸室安装无线射频识别 (RFID) 装置方式来大致判断船舶的过闸情况, 当RFID读写器检测到有船舶经过时, 读写器就把自身的标签和船舶的标签信息按照一定的报文格式进行打包, 并主导上传到服务器中。由于目前大多数客货船舶均已配置了船舶自动识别系统 (AIS) 或是全球定位系统 (GPS) , 这样当船舶过闸时就会存在3种数据系统即AIS, GPS, RFID[3]。由于AIS, GPS, RFID本身的特点和优势, 使得它们能在船舶监控应用中完美地结合在一起。RFID能够对船舶数据进行快速自动的收集;GPS可以对船舶进行全天侯, 精确且时间短的定位;AIS除了可以获取船舶的位置信息外, 还可以得到船舶的航速、航向以及船舶的身份等信息, 需要通过一定的算法将这3种数据进行融合, 从而获取船舶的位置信息。
根据不同情况可以采取不同的处理方法: (1) 若该船舶没有进入RFID区域内, 则采集船舶的AIS或GPS信息, 并把其坐标信息存入数据库中。 (2) 若船舶进入RFID监测区域内, 则采集RFID采集的船舶信息并结合AIS与GPS采集的地理位置信息存入数据库中。 (3) 若接收不到船舶GPS定位信息, 则以RFID的位置为标准, 显示船舶的静态位置信息。
如此一来, 每当船舶进入RFID所能检测的区域内时, RFID模块就会检测一次船舶的电子标签, 然后将RFID所探测出来的信息与AIS或者GPS的地理位置信息结合在一起, 通过无线通信网络发送给主控中心, 主控中心根据发过来的这些信息在虚拟仿真平台中显示出来船舶的运行轨迹, 从而实现了船舶位置的实时监控管理。
2.4 平台集成与显示
船舶过闸管理虚拟仿真平台是集虚拟仿真、通信、GIS、航运、水利工程运行管理、水文数据采集等相关技术于一体的管理平台, 在研发集成时需集成三维地形模型、三维构筑物模型、水文及航道数据接口、位置定位数据接口等相关基础数据。
水文、气象信息是支撑水路运输的基础数据, 航道管理部门也建立了相应的航道信息采集设备及系统, 实现了能见度数据、水文数据、航道基础数据、气象数据等航道信息的采集, 但由于各相关采集系统由于其开发厂商、运行平台、采集方式、存储模式不尽相同, 使得数据在类别、更新频率不一, 又由于数据并发量大导致大量异构性数据生成, 需要对水位、气象数据标准化处理, 以保证系统的稳定运行。
该文研究过程中结合相关技术标准, 对虚拟仿真模型、水文及航道信息、实时定位信息等方面的集成, 构建了船舶过闸管理虚拟仿真平台原型系统, 图3为加载了三峡坝体主体的虚拟仿真模型效果图。
3 结语
从船舶出闸管理的角度出发, 提出了基于虚拟仿真技术的基础平台框架, 重点研究了船舶出闸管理与虚拟仿真的应用结合, 对三维地形、构筑物建模、定位等技术进行了简要阐述, 通过集成水文、航道、船舶特殊环境定位等信息, 开发的船舶出闸管理平台原型系统, 为虚拟仿真技术在水运行业中的应用提供参考。
参考文献
[1]曹娟, 杨小帆.虚拟现实技术在三峡库区航运安全研究中应用[J].科技资讯, 2008 (20) :23.
[2]张尚弘, 易雨君, 夏忠喜.流域三维虚拟环境建模方法研究[J].应用基础与工程科学学报.2011 (S1) :108-116.
8.船舶、技术、港口 篇八
MAN推出下一代ME发动机
为进一步优化市场上开发的大型集装箱船推进效率,MAN已经宣布对其发动机计划进行两个重要的补充——G95ME-C9.2和S90ME-C10.2发动机成为该公司向船舶和二冲程发动机市场发布的最大功率、最强大的发动机。
MAN推出G95ME-C9.2 和S90ME-C10.2发动机的目的是为了满足当前需要保持23节航速,但通常航行速度会更低的13 000~14 000标箱集装箱船的需要。
不同的选择有不同的布局,关于发动机的设计转速,可以通过两种机型实现。S90ME-C9.2发动机转速为
72~84转/分,也就是说,如果项目需要,S90ME-C9.2发动机的布局可以将目前转速从L3降至L4,即从
76转/分降至72转/分。该布局计划延伸不要求改变S90ME-C9.2发动机的基本设计。因为所有的外形尺寸都相同,所以S90ME-C10.2 发动机与S90ME-C9.2发动机相似,包括占用空间。
DNV携手WWF开发新概念科考船
据悉,挪威船级社(DNV)和世界自然基金会(WWF)宣布携手开发科考概念船,以解决全球海域日益增多的塑料垃圾这一棘手问题。
据估计,海洋中的塑料降解需要花费10~500年的时间。通过启动行动计划以及开发适用于专业科考船的设计概念,DNV希望利用切实可行的方法以减少塑料集聚,并为该行动计划在全球范围寻求支持。
到2020年,海洋中的塑料预计将达到2.3亿吨,其中大部分来自陆地和海上的活动。塑料一般容易聚集于五大洋相对静止的水域。
因此,DNV和WWF此番携手开发一艘新型科考船的概念设计,名为Spindrift。这艘全长85米的科考船能支持38名科研人员在海上工作90天,为他们提供一套灵活的科研平台,以更好地了解问题所在,并对塑料收集解决方案进行测试。新型科考船配备了从空中和水体有效监测(产品库 求购 供应)海洋的系统,该设计旨在灵活处理不同的收集技术。
马士基联合MAN研发新型推进器
丹麦国家先进技术基金会已经投资500万丹麦克朗,并与马士基航运公司、MAN Diesel&Turbo及丹麦科技大学(DTU)机制工艺学系合作,致力于研发新的节能技术。这项研究旨在减少10%至20%的集装箱船能耗,从而获取相当的环境效益和经济效益。
居高不下的油价迫使大量的集装箱船不得不选择低速行驶从而降低能耗。然而,低速行驶可能影响发动机和推进器的工作,并导致部件磨损。因此,现有的船队必须采用新的能源节约技术,从而降低排放量和能耗。
尽管新船配置有节能发动机,但现有的大量船舶难以解决能耗问题。因此,马士基航运、MAN Diesel&Turbo以及DTU机制工艺学系致力于研发新技术,设计可以适用于现有集装箱船的新型动力装置。
以500艘船作为目标群体,这项研究将致力于降低能源价格,减轻环境负担。该计划能使每艘船将有可观的经济收益。
全球首艘双燃料快速RO/RO渡轮试航
世界首艘双燃料快速RO/RO渡轮“Lopez Mena”号日前在塔斯马尼亚岛的霍巴特进行了海上试航。 目前,气体系统的测试正在进行中。
“Lopez Mena”号试航时,在
1 460吨排水量压舱的情况下,全速航行的航速可轻松超过50节,使用90%动力同时使用船用柴油,航速可保持在49节。
该船可供1 000人乘坐,外加运输150辆汽车。船上的设备奢华,甚至包括一个面积为1 100平方米的免税店。
“Lopez Mena”号的买家为Buquebus,交付后将投入阿根廷和乌拉圭之间的河上运营。她将是全球首艘使用LNG为主动力的双燃料快速RO/RO渡轮。
技术
首套船舶电力推进系统研制成功
日前,中船七一二研究所研制成功国内首套具有自主知识产权的船舶中压3兆瓦级电力推进系统及核心设备——中压推进变频器、推进电机等,并通过中国船级社认证。该成果实现了船舶电力推进核心设备自主研制“零的突破”,填补了国内空白,主要技术指标达到国际先进水平,标志着我国已经具备了船舶大容量中压电力推进系统的设计和制造能力,成为世界上少数几个掌握船舶中压电力推进系统及核心设备的国家之一。
电力推进系统能够按照客户的要求进行适当定制,绝大部分采用电力推进方式的船舶属于高技术、高附加值船舶。与以柴油机和汽轮机直接推进的传统型船舶动力装置相比,电力推进系统具有提升性能、优化船型、降低噪音、节约维修保养费、增加船舱可利用空间、优越的灵活性等显著优势,能够为船舶提供更先进和更灵巧的“心脏”,在船舶和海洋工程领域具有光明的应用前景。
日本开发减少船舶航行阻力新方法
据日本《日刊工业新闻》报道,日本大阪府立大学海洋系统工学领域池田良惠教授的研究组开发成功利用循环空气减少船舶航行阻力新方法。
研究组使用装有循环空气槽的船体模型,通过各种测试装置对船舶的航行阻力进行了研究。通常,为了减少船舶航行的阻力,需要尽可能减少船体的浸水面积。目前已有应用的“空气润滑法”是通过从船底排出气泡的方法减少船体的摩擦阻力,大约可节省10%的燃料。但由于气泡难以覆盖整个船底,其节能效果很难进一步提高。
池田教授的研究组在船底设置了空气槽,并使槽内循环空气的流动速度与船底的水流速度相同,实现循环空气与水流的无摩擦,称为“船底空气循环法”。该方法对于船体较稳定的大型油轮、散装船以及集装箱船等低速船舶效果明显,节能效果有望达到50%。
海兰信推出“智慧桥”船桥系统
2013年5月,北京海兰信数据科技股份有限公司推出了自主研发的新一代综合船桥系统(IBS)“智慧桥”,该系统凝结了海兰信在船舶通讯导航(产品库 求购 供应)领域多年积累的开发智慧及成熟技术,涵盖了包括自主产品X波段与S波段雷达(获得德国劳氏(GL)机构认证)、电子海图(产品库 求购 供应)显示与信息系统(获得挪威DNV机构认证、中国船级社(位置 联系)(CCS)认证)、船舶操舵仪(获得德国劳氏(GL)机构认证、中国船级社(CCS)认证)等核心导航设备。海兰信也由此成为国内唯一一家能够提供全系列船舶导航产品与服务的专业高技术企业。
DSME打造世界首个集装箱船LNG燃料供应系统
韩国大宇造船海洋株式会社(DSME)于6月20日表示,它已研制了世界上第一个液化天然气燃料供应系统(LNG-FGSS),并成功安装在集装箱船上。目前,燃料供应系统FGSS已被安装在五个3100 TEU的集装箱船上,并将通过Nasco Shipping 交付给Totem Ocean Trailer Express。
大宇造船说,最新壮举的意义在于,它开辟了一个以液化天然气为燃料的商船队时代。到目前为止,大多数商船燃料使用的是重油,如集装箱船和散货船。而LNG船舶燃料消耗会减少20%到
30%,并且含氮化合物和硫氧化物的排放量也会低得多。
(通讯员 吴思伟 编译)
港口
交通运输部针对“3E”级船发布新的港口规范
交通运输部日前发布了《港口设施维护技术规范》并发布了“《海港总平面设计规范》中‘大型集装箱船设计船型尺度’修改内容的公告”,适用于12万DWT及以上的大型集装箱船。上述标准规范8月1日起生效,为18 000TEU设定了相关标准;前一版标准2008年生效,只适用于运力小于等于12 500TEU的船舶。
交通运输部在公告中表示,这是为了“适应集装箱船大型化的发展趋势,规范大型集装箱码头设计工作,推动港口建设又好又快发展”。中交第一航务工程勘察设计院有限公司主要负责此次标准修订,新标准允许中国港口挂靠满载吃水16米、长399米、型宽59米、型深30.3米的船舶,上述规定中的大小几乎与“3E”级船一致。不过此前,马士基航运、法国达飞都有超过12 500TEU的船舶挂靠中国的港口。
为中国定制的首条环球邮轮航线将于明年在上海起航
首条专门为中国市场量身定制的环球邮轮航线——“环游世界83天”将于2014年3月22日在上海起航。中国首个环球邮轮,即“歌诗达·大西洋”号环球航行能让游客凭借1本护照、1艘邮轮、三项签证走遍五大洲、三大洋,起价为99 999元人民币。
“ 歌诗达·大西洋”号将带领中国大陆游客跨越三大洋(太平洋、大西洋、印度洋)、五大洲(亚洲、欧洲、非洲、中美洲、南美洲),到访16个国家、23个目的地,包括越南的胡志明、泰国的普吉岛、马尔代夫的马累、埃及的苏赫奈泉、法国的马赛、西班牙的巴塞罗那、美国的纽约和迈阿密等。
南京港研发新型集装箱起重机
近日,由南京港集团港口机械厂和上海海事大学共同研发的新型集装箱门式起重机通过专家鉴定。这套起重机能够有效减少能耗30%左右。
据介绍,GJM30.5t新型集装箱门式起重机配备了一套平衡配重系统,这套系统首次运用自平衡节能系统的设计理念,有效减少起重机非工作载荷的能源消耗。“这个系统将起重机自身重量和吊具重量进行平衡,单次起升最少可节约能耗为25.3%。另外,起升结构的选型缩小,重量减轻,使得起重机的制造成本下降,综合能耗总共可以降低30%左右。”工作人员说。工作人员还透露,这一起重机已经在南京港启用,下一步还将推广到国内其他港口。
天津试水国际船舶登记创新制度
日前,《天津东疆保税港区国际船舶登记制度创新试点方案》(以下简称《试点方案》)正式获交通运输部批复同意,标志着天津将在全国率先实施国际船舶登记创新制度,天津北方国际航运中心建设因此迈出了关键一步。
按照《试点方案》,在东疆保税港区进行登记的船舶,取得中华人民共和国国籍,可悬挂中华人民共和国国旗,其船籍港为天津东疆,只能从事国际航行和作业;特殊情况下,从事工程作业的船舶和为海洋石油勘探、开发、生产服务的各类船舶,经交通运输部批准后,可在国内水域施工作业。
科伦坡国际集装箱码头试运行
科伦坡国际集装箱码头近日迎来其第一艘集装箱船靠泊。靠泊该码头的是一艘1 440TEU的支线船,在科伦坡和钦奈之间穿梭运营。在该船的首航中,680个重箱将卸在科伦坡国际集装箱码头。
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