船舶动力定位系统设计及150安装试验
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作者: 洪和平
摘 要：近年来，为了深海油气勘探和作业，船舶动力定位系统也日益广泛地应用在海洋工程船上。本文针对船舶动力定位系统的设计、安装、试验和培训进行分析和归纳，对海洋工程船舶及特种船舶具有参考价值。
关键词：船舶动力定位系统；设计；安装；试验；培训
The Design, Installation and Test of Marine Dynamic Positioning System
Hong Heping
( The Guangzhou Shipyard International Co., Ltd, Guangzhou 510382 )
Abstract: In order to detect and drill petrol oil and gas from deep sea, dynamic positioning system is used more and more widely in offshore engineering ships. This paper analyzes and summarizes the design, installation, test and training of marine dynamic positioning system, which is the reference for the construction of offshore engineering ships and special ships.
Key words: Marine dynamic positioning system; Design; Installation; Test; Training
1 前言
开发和利用海洋油气资源、扩大海洋油气产量是我国能源发展的重要战略举措，也是国家赋予的政治任务。随着陆上资源的逐步枯竭，向“海洋要油”成为世界各国主攻方向。我国海上油气开发已有一定规模，年产3 000多万吨油当量，但主要在局限于沿海大陆架区域（300米水深以内）。随着大陆架油气资源的日益紧张、原油价格的攀升以及技术的不断创新，海底油气资源勘探、开发与利用正向深海区域发展，已成为近年来世界各大石油公司勘探的热点。我国深水油气资源仍处在勘探开发初期，仅对南海10%的海域进行过勘探。而周边国家（如菲律宾、马来西亚、越南与文莱等）却每年从南海取走了约7 000万吨海上油气资源。按照我国油气行业“十二五”发展规划，我国三大油公司中海油、中石油和中石化均将油气开发的战略重点由近海转向深海。随着我国向深海进军，锚式定位不再适用海上勘探和作业船舶, 而动力定位系统越来越广泛地得到应用。
船舶动力定位是一种不用锚系的定位方法。船舶动力定位系统一般由位置测量系统、控制系统、推力系统三部分组成，能自动根据当时的环境（风浪流等）信息给出相应的指令，控制螺旋桨和侧推器，维持船舶原有状态（船位和船艏向）不变；同时也可按照船长指令实现自动位移和转向。现代动力定位系统的优点是定位准确、迅速、操作方便，定位成本不随水深增加而增加。因此，海洋工程船和特种船舶较多采用动力定位系统。
2 设计要求及设备安装
2.1 设计要求
船舶动力定位对环境条件的要求，对于在无限作业海区作业的船舶，环境要求采用一套标准的北海环境状态；对于在有限海区作业的船舶，选择环境条件时，应考虑船舶作业海域的主要环境状态的长期分布。
各船级社的船舶动力定位附加标志基本上与IMO的设备分级相等效。目前，船舶动力定位系统在海洋工程船舶应用较广泛，海上平台供应船、电缆或管道铺设船、半潜船、科学考察船等，其动力定位系统一般采用2级设备；而对于海上钻井船而言，由于操作的安
大多数DP系统厂家为了保证系统的定位精度，都会向船厂积极推荐采用本系统所配套的信号传感器。因此，船厂需要做特殊考虑和协调处理，才能达到系统优化，不重复订货，保证定位精度的目标成果。为了使这些传感器达到规定的精度要求，还必须注意传感器的安装要求：
1）电罗经。安装基座面要水平，首尾线应与船的首尾线平行；
2）垂直面参照系统的运动传感器。应尽量安装在船的摇摆中心，安装基座面要水平，首尾线应与船的首尾线平行，左右对称布置;
3）DGPS天线。DGPS天线安装位置应无大的遮挡物；
4）风速、风向仪。安装位置应无大的遮挡物，安装基座面要水平，首尾线应与船的首尾线平行。2.2.3 DP控制台布置安装
动力定位系统所有的操控和显示都在DP控制台上进行，它是动力定位系统的核心，安装时必须考虑其布置的合理性、操作和维修的方便性。
根据动力定位系统在正常航行时一般不用，在特种作业时才使用的工作特点，DP控制台一般布置在驾驶室内专设的动力定位操作区内，该区域除布置DP控制台外，还集中布置与动力定位系统有关的系统和设备，如动力定位系统分配电箱、DGPS接收机、水声定位系统显示器等，以便于在进行动力定位作业时，操作人员可以随时掌握相关信息，及时处理产生的报警。
DP系统检验分为：建造检验，年度检验和产品检验三类。
3.1 建造检验
新建船舶在申请DP系统的附加标志时，各个分系统需要接受检验的项目包括：
1） 相关设备的产品证书；
2） 设备及其布置情况；
3） 当系统有冗余度和独立性要求时，对不同分系统的FMEA 的具体结论及其试验验证；
4） 在整个 DP系统试验前，对所有传感器、外围设备和参照系统进行试验，并通过模拟传感器的故障来校核报警系统和逻辑转换；
5） 对各个推进器的控制及其控制方式，报警系统和与控制计算机间的信号交换进行校核，试验；
6） 电源控制装置的试验。
整个集成系统应接受的检验项目为：
1） 在所有操作方式下，模拟各种不同的故障状态，对转换方式、备用系统和报警系统进行试验；2） 在正常工作和故障状态情况试验手动越控功能；3） 整套自动系统应在现场进行至少 6至 8小时的持久性试验，对所发生的故障应进行记录和分析；
4） 在整个系统进行操作时，在规定的环境条件下至少进行 2小时的试验，气候条件应达到使推力器上的平均载荷水平达到 50%或更高。当环境条件无法达到上述要求时，可推迟到在适当场合下作为一个特殊的试验来进行。3.2 年度检验
DP系统年度检验的常规检查项目有以下几项：
1） 与DP系统有关的发电机、推进系统等装置在检验时应按主船级的要求进行检验；
2） 确认 DP系统进行了正常的维护，并处于良好的状态；
3） 换证检验时应按前面所述的分系统5），6）和整个集成系统1）至3）项的要求进行试验；
4） 当对动力定位系统的硬件或软件进行了主要改变（系指增加位置参照系统、安装更多或不同的推进器或增加不同的控制方式）时，应根据具体情况进行检验使之符合相关船级社的要求。
3.3 产品检验
动力定位系统（包括控制器和测量系统）应按各船级社的规定进行产品检验，并获得相应的产品证书。其中，动力系统和推力器系统中的相关部件应按主船级的要求获得产品证书。
4） 至少180天跟船（带DP系统）见习；
5） DP船上船长等出示学员合格证明。
如果DP操作员是在DP1的船进行船上实习，那么只能获得受限的DP操作执照。如果在DP2或DP3的船进行船上实习，则可获得完整的DP操作执照。
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