[原创] 船舶常识之二------船舶设备(上)
浪迹天涯
作为一艘船舶,特别是远洋船舶,无论是货船还是客船,为了航行、停泊、装载、运输的需要,为了船舶在营运中的安全,按照船舶建造规范的要求和相关国际公约的要求,必须具有和配备各种各样相关的设备,这些设备根据用途的不同,分别安装在不同的位置,分属于不同的船舶设备家族,并分别由船上相关的不同部门进行管理,维护和使用。
从船舶的建制方面,货船上一般分为三个部门:甲板部,轮机部、业务部,客船上还有客运部。各部门人员的组成及所分管执掌的工作范围已在拙文《船舶常识之一---船舶建制》中做了介绍。
船舶设备,根据执掌部门的不同和安装的位置,习惯上分为机舱设备和甲板设备。
各种设备,根据其用途不同,可大体分为:动力与操纵设备,系泊设备、助航设备,通讯设备、装卸设备、消防设备、救生设备,防污染设备、生活设备等。
动力与操纵设备 MOVING AND MANOEUVRING EQUIPMENTS
动力与操纵设备是船舶最基本的设备,主要用于控制船舶航行,停泊(包括靠泊和锚泊)等各种状态,是船舶最主要的设备。一般认为,操纵设备主要包括四机一炉,即船舶主机,辅机、舵机、锚机、锅炉,并有其他的辅助设备。
主机 MAIN ENGINE
主机,是船舶的最主要的动力设备,装于机舱,由轮机部负责使用,操纵、保养和维修,具体责任人是船舶大管轮。
现代船舶的主机都是四冲程低速柴油机,根据主机的机型不同,有五缸机,和六缸机,吨位较大的船舶绝大部分的主机都是六缸机,四缸机与五缸机已经不多见。
根据船舶种类和吨位的大小,主机的功率也不相等。比如,同样吨位的船舶,集装箱船比散货船的功率就大得多。
主机的作用是带动船尾船体外面的螺旋浆旋转,作为船舶的推进动力。主机与螺旋浆之间通过尾轴连接。在商船上,一艘船舶一般只装有一台主机。
与主机配套的辅助设备还有供主机使用的各种供油管路、油泵,水泵、压缩空气系统,排烟系统,冷却系统等。
现代船舶,主机的启动和操纵一般分为三种方式:
1.驾驶台遥控操纵
驾驶台遥控操作,也称驾机合一,是机舱将主机按程序备妥后,通过转换开关,将机舱操纵方式转到驾驭台操纵。这样在驾驶台上,驾驶人员可以直接通过对车钟的操作来达到对主机的各种操作。
2. 机舱控制室操纵
这是最基本的操纵方式,是在机舱控制室内对主机进行操纵,也是属于遥控操纵方式。当驾驶台需要用车时,通过车钟将所需要的车速传到机舱,机舱人员(一般值班轮机员)立即按照驾驭台的指令,开出驾驶台所要求的车速,并发出回复的信号。
3.机旁操纵
机旁操纵,顾名思义,就是在机器旁边操纵,这是一种最原始的操纵方式,也是一种应急操作。当驾驶台遥控和机控室操纵皆失灵的情况下,就需要机旁操纵。
上述三种操作方式通过电子开关方式互相转换。
辅机AUXILIARY ENGINE
辅机,有人认为辅机是主机的备用设备,当主机故障时可以代替主机工作,其实并不是这样,辅机的作用是带动船舶发电机,提供和保证全船所有的电力供应。柴油机与发电机安装成一个整体称为辅机,因此,辅机也称为发电机。一般船上安装有三台辅机。三台辅机轮流工作,当船舶用电需要时,可以两台或三台辅机同时工作,通过配电盘,并电使用。
同样,与辅机配套的设备也有供油、排烟、冷却等辅助系统。
除了辅机带动的发电机以外,每艘船上还必须配备一台符合相关国际公约(即1960年国际海上人命安全公约及一系列的修正案,简称SOLAS公约)要求的应急发电机,以备船舶主发电机失灵时,代替主发电机工作,向必须的设备提供电源。
按公约相关规定,应急发电机必须在机舱之外的独立的舱室内,必须是独立的柴油机带动,机房内必须备有时刻可用的备用柴油,以便随时应急使用。
辅机和应包发电机属机舱设备,主要责任人为船舶二管轮。
锅炉 BOILER
锅炉的作用是产生高压蒸汽,为蒸汽动力系统的船舶提供船舶动力,为燃油加热,为船舶提供各种所需要的蒸汽。船舶锅炉一般是两台,主锅炉和辅锅炉。分别利用两种不同的热源。主锅炉为废汽锅炉,它的热源是航行中,主机工作时排出的废汽。辅锅炉为燃油锅炉,是燃烧燃油提供热源。在航行中,由于主机一直是处于持续不断的工作状态,所以一般使用废汽锅炉,在停泊时,主机停止了工作,没有热废汽的供应的情况下,使用辅锅炉。以燃油提供热源。
锅炉属机舱设备,具体负责人是船舶三管轮。
操舵系统 STEARING SYSTEM
操舵系统,是在船舶动态情况下,用来控制船舶的方向,完成各种相关动态操作的设备系统,相当于汽车的方向盘。操舵系统大体分为三个部分:操纵控制部分,机械动力部分和舷外的舵叶部分。
操纵控制部分称为操舵仪STEERING GEAR,在船上也习惯上称为舵机,安装在船舶驾驶室内,因此船舶驾驶室也称为舵房或操舵室(WHEELHOUSE),相当于汽车的方向盘。船舶航行中,根据操纵需要,通过操作操舵仪上的舵轮或舵柄,发出改变航向的指令信号,发出的指令通过信号传动系统,传到位于舵机房内的机械动力装置。
操舵系统的机械动力装置称为舵机STEERING ENGINE,位于舵机房内。驾驶台的指令信号,传到舵机上,经过一系列的电器和机械的转换和连接,带动船体外面的舵叶,使舵叶根据驾驶台上发出的指令,向左或向右旋转到指定的角度。舵叶左右转动的最大角度各为35度,称为满舵,向左称为左满舵,向右称为右满舵。舵机房位于船艉最后端主甲板以下,舵机房内的舵机与舷外的舵叶通过舵柱联结成一体。舵机房一般情况下是与机舱相通的。
舵叶,RUDDER BLADE 是垂直悬挂在船体外面船尾正中间,通过舵柱与舵机连接的平面装置,在舵机的带动下,以舵柱为轴心,进行左右的转动,由向船尾方向流动的水流在舵叶上产生的力偶,达到船舶改变方向的目的。正舵的时候,舵叶的平面方向与船舶前后轴线的夹角为零度,舵叶上没有产生力偶,船舶直线前进。但在按照驾驶台的指令,当舵叶在舵机的带动下,转过一定角度后,与船舶的前后轴线产生了夹角,这样,在船舶前进中,水流与舵叶之间的作用形成了一个偏转力偶,便使船舶产生了前进中方向的变化,以达到控制船舶航向的目的。
操舵系统的工作方式基本有三种模式:自动舵,手操舵 应急舵
自动舵是非人工操舵,其原理是在船舶航行中,当船舶偏离设定的航向时,根据平衡的原理,会产生一个误差信号,此误差信号经过处理后,会使随动系统产生一个反向的舵角信号,使舵机产生一个反方向的舵角,使船回复到原来的航向上。此工作模式按规定只能在大洋上或宽阔的水域航行时使用。
手操舵模式就是正常情况下由舵工进行人工操舵。
应急操舵是在操舵系统发生故障的情况下,由人工在舵机房内的舵机旁边,由人工操作舵机上的电磁阀或机械舵轮,带动舷外的舵叶,保证航行的操作模式。
操舵系统在船舶驾驶室内的操舵仪是船舶二副负责,具体操作由值班舵工执行。舵机房内的舵机部分,由轮机部负责维护和保养。
锚机 ANCHOR WINDLASS
锚机,锚机是锚设备的一部分,安装于船艏。锚设备包括五部分:锚、锚链、锚链筒、锚链舱、锚机。锚机又包括动力部分和机械传动部分,是船舶的主要设备之一,锚,吊于船艏两侧,船舷外面,通过锚链联结于锚机的机械传动部分上。锚机的动力部分是马达,锚机的转动部分在锚机马达的带动下,通过齿轮带动锚链,将锚抛出与收起。锚链筒是锚链由锚链舱至甲板一段距离中行走的通道。锚链舱是存放锚链的地方。
锚设备主要用于船舶在非靠泊时停泊装态的系留。最常用的就是船舶抵港后,在不能靠泊的情况下,在锚地抛锚,利用锚在水底的抓力和锚链与水底底质的摩擦力,使船舶在非靠泊情况下维持停留状态。同时,锚设备还是一种重要的船舶操纵设备,比如当环境受限时,利用抛出一锚的方式协助船舶调向,在靠、离泊操作中利用将某一锚抛出的方法控制船速,控制船位等。
锚机属于甲板部的执掌部署,具体负责人是船舶大副,具体执行人是船舶木匠。
系泊设备 MOORING EQUIPMENT
系泊设备主要是用于维持船舶的系泊状态,主要是绞缆机,系缆和供固定系缆用的缆桩。
绞缆机WINDLASS
绞缆机,是在船舶靠泊时及靠泊期间,将船舶系缆收紧,使船舶能紧密的靠泊在码头泊位上,以安全完成在港期间的各种作业。开航时,将解掉的系缆收入船内。小船靠、离泊可以用手操作系缆,但大一点的船就必须靠绞缆机进行操作。
锚机,既属于操纵设备,又属于系泊设备,因为锚机上都带有绞缆滚筒,所以,锚机可以起/抛锚和绞缆两用,分别用离合器进行结合。起抛锚时,将绞缆机的离合器脱开,而在绞缆时,将锚链的离合器脱开,可以分别完成不同的作业。
系缆 MOORING LINES
系缆是用于将船舶系靠在码头泊位上的缆绳。系缆的种类很多,其中最常用的是尼龙缆和钢丝缆。根据船舶吨位的大小,所用的系缆规格也各异。系缆是船舶靠泊期间保证安全的主要设备,因此,每一艘船舶所使用的系缆无论在新旧程度还是规格上,都必须具有足够的强度。
系缆根据所在位置和所起的作用不同,具有不同的名称,分别为:
艏缆 HEADLINE 靠泊时,由船艏最前端向前出缆,向前带到码头上,一则将船艏部分靠紧码头,同时,防止船舶后移。
艉缆 STERNLINE靠泊时,由船艉最后端向后出缆,向后带到码头上,一则将船艉部分靠紧码头,同时,防止船舶前移。
艏倒缆 FOUR SPRING 在船艏部甲板适当位置,靠泊时,由甲板出缆后,向船艉方向带到码头上,协助艉缆,防止船舶前移。
艉倒缆STERN SPRING位于船艉部甲板适当位置,靠泊时,由甲板出缆后,向船艏方向带到码头上,协助艏缆防止船舶向后移动。
艏横缆 FOUR BREADTH LINE位于艏缆与艏倒缆之间,与船体约垂直方向带到码头上,使船体靠紧码头。
艉横缆STERN BREADTH LINE位于艉缆与艉倒缆之间,与船体约垂直方向带到码头上,使船体靠紧码头。
系泊设备属甲板设备,由大副主管,具体水手长负责。
缆桩BOLLARD
船舶靠泊时,将系缆收紧后,挽在缆桩上,以固定系缆。不过,现代船舶,尤其一些较大的船舶,在用绞缆机将系缆收紧后,一般是固定在绞缆机的滚筒上。
防污染设备PROVENTION POLLUTION EQUIPMENT
为了防止船舶对海洋环境的污染,根据公约要求(即MARPOL 73/78公约及其修正案),船舶还必须配备符合公约要求的防污染设备。根据船舶污染源,船上配备的防污染设备有油水分离器,15PPM报警系统,生活污水处理系统、焚烧炉、答要求的垃圾筒等。
油水分离器OIL-WATER SEPARATOR
油水分离器是将船舶产生的污油水进行油水分离,使分离出的污水含油量达到符合公约规定的排放标准后,然后才可排放入海,其标准为15PPM,即排放入海的物质内含油量不能超过百万分之15。
与此相关的还有15PPM报警系统,即当排放物中的含油量超过15PPM时,报警系统会产生报警并自动停止排放。
焚烧炉 INCINERATOR
用以焚烧不准排放入海的各种垃圾和废油渣。
生活污水处理装置SEWAGE TREATMENT SYSTEM
对于船舶生活污水进行处理后再排放入海。
防污染设备属机舱设备,具体由三管轮负责。
在机舱里面,除了主机,辅机、舵机,锅炉等主要设备以及防污染设备以外,以还有其他各种辅助设备,主要有分油机,造水机,各种各样的泵浦,各种各样的马达等。
分油机 OIL SEPARATOR
对主机、辅机所用的燃油进行分离,分出油中的杂质,然后送往供油系统供机器使用。
造水机WATER MACHINE
将主机海水冷却系统中产生的蒸汽进行淡化冷却收集,成为淡水,供机器和船员日常生活用水。
造水机和分油机皆属机舱设备,具体由二管轮负责。
泵浦 PUMPS
所有的泵浦从用途上基本可分为油泵,水泵、压载泵、消防泵。
油泵是用于船上各种机械设备油路系统中的大大小小的各种泵浦,如主机各种油泵(如燃油泵,机油泵,汽缸油泵),辅机各种油泵,机油泵,滑油泵,污油水泵等等。
水泵又分为海水泵和淡水泵。海水泵主要用于各种海水循环系统,淡水泵除了生活用水外,还用于各种淡水使用系统。
压载泵,是用于船舶根据需要,向船舶压载舱内打入和排出压载水用的,一般每艘船上要配备两台压载泵。根据船舶吨位的大小,压载泵的容量能力也不等。像七万载重吨的散货船,一台压载泵的容量能力约在每小时1500吨左右,而十万至二十万之间载重吨的好望角型船舶,一般一台压载泵的工作容量在2500----3000吨/小时。压载泵除了平时日常工作中的压水,排水外,当船舶因某种原因造成船舶舱内进水时,还是船舶抡险必不可少的主要设备。
所有的泵浦皆属机舱设备,各设备附属的泵浦由负责相关设备的轮机员负责,公用的泵浦由三管轮负责。
马达 MOTOR
为了适应船舶的需要,船上有大大小小,用于不同系统中的各种马达。
各种马达都属机舱设备,由电机员具体负责。
(待续)

浪迹天涯 2005.09.02 拍于西班牙 ALGECRAS

此为散装船,178000载重吨,船长290米,宽45米,深24米,夏季满载吃水18.10米.
由船尾向船艏看
此图是由船艏向船艉看,看到的白色建筑是生活区,最高一层为驾驶台.
该轮主机缸关部分,此主机功率为14800马力.
机舱主机一层甲板
主机底座

主机汽缸缸套
锚机机械部分,中间的链环为锚链,两边带的是绞缆机.机上的缆绳为系缆.
绞缆机
舵机房内的舵机动力与机械部分,
机舱内持马达
辅机 功率750KW, 共三台.此为其中之一
机舱控制室
机控室内的主配电盘
回到国内港口,妻子到船团团聚,在驾驶室合影.前面为操舵仪.
小外孙手握操舵仪,也要浪迹天涯
船艏两侧是锚,第只锚重12吨. 此船为上海外高桥船厂建造, 178000载重吨,2005年拍于墨西哥 LAZARO港.
船舶驾驶室
船舶系缆,此为艏缆.
此为船艉,可看到下面的舵叶.