一種耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置的製作方法

2023-09-22 01:13:15

本發明屬於疏浚工程技術領域，特別是涉及一種耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置。

背景技術：

目前，自航耙吸式挖泥船針對含有毒氣體土質的挖掘一直是疏浚界的難題，尤其是針對含易燃易爆神經性毒素硫化氫氣體土質的施工更是罕見。根據中國《工業企業設計衛生標準》TJ36-79及《美國職業安全健康研究所制定的允許暴露限制》的硫化氫安全標準，當甲板硫化氫濃度高於10ppm，停止施工，否則會危險船舶施工人員安全。但由於耙吸船是將疏浚物直接裝進艙內運輸到制定地點傾瀉的疏浚船舶，其開敞式的泥艙結構勢必造成硫化氫氣體的擴散，甲板上硫化氫濃度遠高於安全限定值，所以常規耙吸船存在根本無法施工等技術問題。

技術實現要素：

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置。

本發明的目的是提供一種具有操作方便，改造周期短，經濟實用，使耙吸船能安全施工，提高了耙吸船適用性，具有廣泛的推廣價值等特點的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置。

耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置包括以下結構：

1.泥艙改造

1.1泥艙骨架搭設

對甲板泥艙進行封閉操作的基礎工作即是在泥艙上部搭設足夠強度和剛度的骨架，以保證封閉工作的完成。

1.2封閉膜的選擇

在現有市場環境下，封閉膜的材質較多，例如帆布、加厚塑料膜、鐵板等，通過對泥艙工作期間艙內氣壓變化的分析發現，使用美國Dr.Shrink熱縮膜。其具有以下特點：熱縮膜具有良好的收縮性和韌性，可承擔重負荷的應用；材質選用100％原生樹脂，紫外線抑制劑和其他添加劑，旨在抵禦陽光，雨，化學物質和熱量的降解，使用壽命較長；具有耐腐蝕、抗氧化等特性；使用簡便，便於操作，價格低廉。

1.3封閉膜的敷設

對於封閉膜的敷設主要考慮膜寬度不足所致的膜與膜之間的搭口處理，以及膜在泥艙周圍的封口處理兩個操作要點。

膜與膜的搭口採用互壓1m，熱熔貼合，保證接口位置的密閉性及使用中的穩定性。

膜在泥艙周圍的封口處採用非完全貼合工藝，以適應泥艙內壓差的變化。即在封閉膜的邊緣處串接Φ12mm的尼龍繩並由電工扎帶綁紮，形成軟筋，便於固定。同時在甲板上焊接壓條，用於對封閉膜進行固定，在泥門液壓缸等不易固定的位置，採用沙袋壓制固定。為保證在船舶施工期間泥艙氣壓變化所導致封閉膜上下起伏，影響使用壽命的問題，在封閉膜外部採用綁紮帶進行分段固定，間距不大於2m，再輔以漁網進行蒙蓋，以保證其在泥艙骨架上的貼合。

2.泥艙通風系統

泥艙通風系統採用機械通風，將氣體由泥艙前後端四臺離心風機進行強制排風，將前後各兩條風管匯總成一條，然後可通過管路上的蝶閥控制進行尾部排放，排出口設置在船舶尾部中間附近，風機的啟停、風管蝶閥轉換控制均在駕駛臺進行操作。輔助以移動式風機，對尾排風氣流加以驅散，避免排風渦流的影響。

3.艙室通風改造

將甲板低於泥艙面的艙室進風筒進行加高3m，同時將泵機艙的進風口進行加高並延長進風管路，使進風口朝向船艏位置，降低劇毒硫化氫氣體被直接吸入艙室內機率。

由於機泵艙處所需要始終保持正壓狀態，故在施工時整個機艙需要進風量較大。在大進風量的同時，海面上或甲板上的硫化氫氣體將被吸入到機泵艙，造成氣體在角落的沉積。因此利用機泵艙現有通風設備，在原風管上進行延伸、重新開風口及增加支管等，以達到對機、泵艙的通風全覆蓋，並輔助移動式通風機進行通風，增強氣體流動，避免局部硫化氫氣體含量過高而致的安全事件。

對於生活區艙室所有外部開孔，如水密門、通風格柵、所有電纜開孔、工藝孔等進行密封；對內部通往機艙、泵艙和其它艙室的門、窗、孔進行密封，保證氣密性。同時將生活區的空調改為內部循環，不能使外部的空氣進入內部，隔離迴風總管與機艙通風連接的地方，防止氣體進入生活區，將空調風機外部進風口封閉，保證不能有外界氣體進入。

本發明耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置所採取的技術方案是：

一種耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置包括耙吸式挖泥船硫化氫封閉系統和排風系統，硫化氫封閉系統對泥艙艙口進行封閉，收集隨泥泵泵入泥艙的劇毒硫化氫氣體，泥艙的艙內設置排風系統，保證艙內挖掘與拋泥期間處於微負壓環境，減少硫化氫氣體的洩漏；船舶工作生活艙室設有通風系統，通過艙室密封、強制排風、通風內循環方式，實現了工作生活艙室與外部環境的隔離，工作生活艙室配有24h硫化氫監控報警系統。

本發明耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置還可以採用如下技術方案：

所述的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：船舶工作生活艙室設有通風系統，並將甲板低於泥艙面的進風筒進行加高2－5m，泵機艙進風口升高並延伸進風管路，降低硫化氫氣體被直接吸入艙室內機率。

所述的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：硫化氫封閉系統採用泥艙骨架搭設，骨架加裝封閉膜對泥艙艙口進行封閉。

所述的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：封閉膜為塑料膜或帆布。

所述的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：塑料膜採用100％原生樹脂LDPE熱縮膜，對泥艙艙口進行封閉時，在封閉膜外部採用綁紮帶進行分段固定，間距1－2m，再輔以漁網進行蒙蓋，以保證其在泥艙骨架上的貼合。

所述的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：排風系統採用機械通風，氣體由泥艙前後端四臺離心風機進行強制排風，將前後各兩條風管匯總一條，然後可通過管路上的蝶閥控制進行尾部排放，排出口設置在尾部中間附近，輔助以移動式風機共同使用。

所述的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：泥艙前後端四臺離心風機強制排風的風機採用不鏽鋼材質，風管採用厚度5－10mm的螺旋管制作而成。

所述的耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，其特點是：離心風機的啟停、風管蝶閥轉換控制開關設置在耙吸船駕駛臺，實現遠程操作，避免施工期間人員外出的危險。

本發明具有的優點和積極效果是：

耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置由於採用了本發明全新的技術方案，與現有技術相比，本發明制定了針對性的船舶改造方案及施工工藝，有效解決了劇毒硫化氫氣體防護、收集、排放等問題，具有操作方便，改造周期短，經濟實用，使耙吸船能安全施工，提高了耙吸船適用性，防護效果顯著，具有廣泛的推廣價值等優點。

附圖說明

圖1是耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置的泥艙截面結構示意圖；

圖2是泥艙改造其它肋位截面結構示意圖

圖3是圖1中的側視結構示意圖；

圖4是圖1中的俯視結構示意圖

圖5是通風筒加高結構示意圖；

圖6是泵機艙煙囪改造俯視結構示意圖；

圖7是圖6側視結構示意圖；

圖8泥艙通風系統布置示意圖。

圖中，1、20#工字鋼，2、20#工字鋼，3、20#工字鋼，4、泥艙艙口，5、泥管，6、Φ108*6鋼管，7、L100*63*7角鋼，8、L100*63*7角鋼，9、L100*63*7角鋼，10、150*150*6鋼板，11、泥門液壓缸，12、泥管，13、泥艙艙口圍，14、L100*63*7角鋼，15、20#工字鋼，16、泥門液壓缸，17、泥管，18、20#工字鋼，19、L100*63*7角鋼，20、新通風筒，21、風機，22、支撐架，23、煙囪，24、原通風口，25、艏桅杆，26、原通風口，27、煙囪，28、原通風口，29、煙囪，30、POOP甲板，31、主甲板，32、新通風口，33、尾排風管，34、住艙，35、泥艙排風機，36、泥艙，37、排風管路，38、泥艙排風機。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲列舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下：

參閱附圖1至圖8。

實施例1

一種耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的船舶防護裝置，包括耙吸式挖泥船硫化氫封閉系統和排風系統，採用泥艙骨架搭設，骨架加裝封閉膜對泥艙艙口進行封閉，封閉膜為複合材料加厚塑料膜，收集隨泥泵泵入泥艙的劇毒硫化氫氣體。泥艙的艙內設置專用排風系統，保證艙內挖掘與拋泥期間處於微負壓環境，減少硫化氫氣體的洩漏。塑料膜採用100％原生樹脂LDPE熱縮膜，對泥艙艙口進行封閉時，在封閉膜外部採用綁紮帶進行分段固定，間距不大於2m，再輔以漁網進行蒙蓋，以保證其在泥艙骨架上的貼合。

耙吸船設有船舶工作與生活艙室的通風系統，通過艙室密封、強制排風、雙重隔離、通風內循環等手段實現了工作、生活艙室與外部環境的隔離，工作生活艙室配有24h硫化氫監控報警系統。艙室通風系統將甲板低於泥艙面的進風筒進行加高3m，泵機艙進風口升高3.2m並延伸進風管路，降低硫化氫氣體被直接吸入艙室內機率。

排風系統採用機械通風，氣體由泥艙前後端四臺離心風機進行強制排風，將前後各兩條風管匯總成一條，然後可通過管路上的蝶閥控制進行尾部排放，排出口設置在船舶尾部中間附近，輔助以移動式風機共同使用。離心風機的啟停、風管蝶閥轉換控制開關設置在耙吸船駕駛臺，實現遠程操作，避免施工期間人員外出的危險。

本實施例的具體實施過程：

港口施工工程投入耙吸挖泥船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質。由於海底土質含有大量的H2S氣體，出現了艙室內H2S氣體濃度100ppm以上的情況，遠遠高於安全標準，施工無法繼續，工程一度停滯。具體採取以下方法：

對耙吸船泥艙進行改造，在泥艙上部搭設足夠強度和剛度的骨架，以保證封閉工作的完成。原船泥艙艙口圍現狀：該船泥艙艙口圍為敞開式，中間設置有平臺，平臺高1800mm，在泥艙艙口圍上設置有一臺橫跨泥艙的吊車，泥艙泥門液壓缸分別設置在泥艙兩側。根據現場勘驗，採用在泥艙甲板面上走道採用20#工字鋼、100×63×7mm角鋼及Φ108*6圓鋼搭設主體框架，在泥艙面上做拱形連接，向兩側傾斜10°(主要考慮是複合材料好搭設以及便於雨水的流動)，拱形高度與泥艙上閘閥的高度平齊，在中間部位留出一段空位保證在洩泥時的進風量，避免泥艙負壓過大(圖1，圖2，圖3，圖4)。利用100％原生樹脂LDPE熱縮膜(厚度0.18mm；寬3657.6mm)對泥艙艙口進行封閉，在封閉膜外部採用綁紮帶進行分段固定，間距不大於2m，再輔以漁網進行蒙蓋，以保證其在泥艙骨架上的貼合。泥艙通風系統採用機械通風，將氣體由泥艙前後端四臺離心風機(風量18000m3/h,風壓：1560pa,功率：7.5KW)進行強制排風，風機採用不鏽鋼材質，風管採用Φ500mm，厚6mm的螺旋管制作(圖8)。

對艙室通風改造，將甲板低於泥艙面的進風筒進行加高3m(圖5)，泵機艙進風口升高3.2m並延伸進風管路(圖6，圖7)，降低劇毒硫化氫氣體被直接吸入艙室內機率。對於生活區艙室，採用密封所有外部開孔，如水密門、通風格柵、所有電纜開孔、工藝孔等；對內部通往機艙、泵艙和其它艙室的門、窗、孔進行密封，保證氣密性。同時將生活區的空調改為內部循環。

本實施例既保證了耙吸船挖掘含劇毒硫化氫氣體土質的施工安全，又保證了船舶施工的連續性，在節能和環保效益上也具有非常突出的積極效果。