起重船泵和重力自流复合压载系统压载水调拨优化研究

• 作 者: 鞠成嵩
• 出 处: 大连海事大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 海上吊装 复合压载方式 压载水调拨时间 压载水舱 自动压载

起重船是海难救助与打捞工程、大型海上工程和深海作业的重大海上作业保障装备。压载系统及其压载水调拨是决定起重船海上作业效率和安全保障的关键。随着起重船日趋大型化、自动化和智能化,人工经验设计调拨方案难以满足压载水安全、高效调拨需求,因而高效、自动调拨压载系统成为迫切需求。本文在分析大型全回转起重船施工过程中典型作业工况和运行特点后,建立了压载泵和重力自流复合压载系统的压载水调拨优化模型及其高效求解算法模型。主要研究内容包括:(1)分析泵和重力自流复合压载系统的工作原理和操作流程,基于船舶静力学和优化理论,以压载过程各压载水舱的液位高度作为优化变量,压载水舱压载水总调拨时间最小为优化目标,以起重调拨过程船体平衡、稳性等安全运行因素作为约束条件,建立了起重船舶压载泵和重力自流复合压载系统压载水高效调拨优化模型,可为压载水高效和自动调拨提供决策模型支持。(2)针对调拨过程具有马尔科夫性,建立了基于动态规划的压载水调拨求解模型。基于吊机回转角度,将压载水调拨过程分成若干个决策阶段进行求解,进而获得整个调拨过程最优调拨策略。给出了其求解算法流程,可为获得压载水优化调拨方案奠定基础。实船吊重仿真案例分析表明,基于本文模型与优化策略获得的最优复合压载方案,与仅使用压载泵方案相比,压载时间降低41.2%。(3)以所建立的起重船复合压载系统的压载水调拨优化模型为核心,提出了起重船泵和重力复合压载系统压载水调拨系统及其管路系统设计方案,包括阀门遥控系统、管路流量监测系统、压载水泵系统,以及管路系统布置设计,为实现起重船压载系统自动化提供技术支持。本文可为基于泵和重力自流复合压载系统的全回转起重船在施工过程中选择合适的压载水调拨方案,构建起重船自动压载系统,实现大型船舶计算机动态压载控制,提高起重船施工效率、降低能耗提供理论和技术支持。