苏伊士型穿梭油船动力定位能力分析.pdf

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1、第44卷第3期船海工程V01．4J4No．32015年6月SHIP＆OCEANENGINEERINGJun．20l5DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2015．03．024苏伊士型穿梭油船动力定位能力分析苗科，邵凯。杨虎(江苏熔盛重工有限公司，江苏南通226532)摘要：在对推进器推力损失及环境外载荷模型分析基础上，利用excel软件开发用于生成动力定位能力曲线的工具，并借此展开苏伊士油轮动力定位能力评估推进器的初步选项设计工作。针对DP能力曲线不能反映推进器之间的干涉以及因动力分配不均而造成的动力损失等问题，提出以燃油最经济(动力最小)为目标函数，通

2、过设置限定角、推进器效率，以及可用最大负荷等参数求解特定外界载荷作用下动力定位推力最优分配，从而评估动力定位能力。实例计算表明，合理的推力分配可以有效降低推进总功率及负荷。关键词：穿梭油轮；DP能力分析；推力分配中图分类号：U674．13文献标志码：A文章编号：1671-7953(2015)03-0100-06近年来，随着深海油气开发事业的不断发展，表1穿梭油船主尺度m市场对具有动力定位性能的船舶需求逐步增大，总长274．50国内船厂建造的具有动力定位的船舶及海洋平台垂线间距264．0o也越来越多。然而目前国内对于动力定位系统的型宽48．OO型深23．20设计多依靠国际著名的

3、设计公司或设备提供商提设计吃水16．00供相关解决方案，船厂在前期的参与不足，对转瞬结构吃水17．0O即逝的市场机会不能很好地把握。为此，对苏伊的配置，结合待改建船自身的特点，初步提出在原士型穿梭油船动力定位系统初步设计过程中几个有的主推进器的基础上增加3台槽道式和2台全关节以及遇到的问题进行总结，希望能为同行提回转式推进器，组成“1+2+3”推进方案。该方供借鉴。案中利用全回转及槽道是推进器的间隔较远的距1研究对象及环境载荷模型离分布，从而避免推进器之间存在的干预。其中推进器型式及功率参数见表2。1．1船型背景介绍表2推进器型式及参数穿梭油船根据与其对接的平台以及工作海况的

4、特点，会采取不动的系泊或定位方式来满足装载工况的要求。对于用动力定位的船舶，船东一般会根据预计的作业条件，失位后果的严重程度，以及风险来确定动力定位的级别。船厂则参照船级社对系统的设备冗余度评估进行设备选型。本文研究对象是在江苏熔盛重工建造的157kDWT原油船基础上改建的满足DP2动力定位要求的1．2推进器推力模型苏伊士型油船，其主要尺度参数见表1。文中涉及的3种推进器即槽道式、全回转，以通过参考同类型的穿梭油船的动力推进系统及常规主推进定距桨，见图1。他们的推力与推力方位角的理论上的作用区间不同。由于存在推进器之间的桨一桨干涉以及推进器与船体之间的收稿日期：2015—01

5、—30修回日期：2015—03—11摩擦等因素，会有相当比例推力损失，对于推力减第一作者简介：苗科(1976一)，男，硕士，工程师额损失目前尚没有较完善的理论方法来精确预估研究方向：船舶建造管理，LNG船建造工艺这些干扰，大多数预测还是基于模型试验的半E-mall：miaoke@rshi．cn经验方法。国际上一些著名的研究机构如荷兰的1002第0153期芷苗科，等：苏伊士型穿梭油船动力定位能力分析船海工程第44卷为参考高度z下的风速，其转换公式为5(Z)：Vm(Z／Z)(2)鼎式中：p——风速转换因数，OCMIF推荐值为1／7。框02)海流载荷计算经验公式。媛F=1／2pLD

6、C1()．5F=i／2pr三DC。2()U2(3)U2U40608UlUUl2UJ4010Ol80F=1／2pLDC。3()u2流角／(。)式中：p——海水密度；图6流载荷系数与方位角关系——船长；1)风载荷计算经验公式。D——水上高度；F=1／2pAfC(r)C()——流载荷系数。F=1／2pAICw2(r)1／2(1)波浪的作用模型非常复杂，至今没有公认的F=1／2pAlC3(r)可用于计算的方法。由于动力定位只对低频水平式中：A——纵向受风面积；载荷作出响应，波浪载荷则通常只考虑其低频慢——横向受风面积；变部分，即波浪漂移力，其通常将其作为一个平稳C(r)——风载荷系数

7、；的随机过程来研究。文中采用KongsbergMari—参考高度的风速。time通过模型试验得到的波浪漂移力系数曲线计算时，需将高度z测量到的风速换(见图7)来计算波浪载荷。鼎枢账燃0510l5202530波浪频率／(rad·S。)图7波浪漂移力系数动力定位能力曲线的程序，并以此对动力定位进2DP能力计算分析行分析。动力定位能力分析的有效工具主要是利用动2．1计算结果及分析力定位能力曲线(CapabilityPlots，DP)，动力定位图8为全部推力器都完好时的定位能力曲能力曲线是一条在极坐标上从0。到