中国最大最先进的半潜船，是如何解决压载水处理这一难题的？

“新光华”号半潜船是由中国船舶及海洋工程研究院（MARIC）开发设计，广船国际有限公司承制，为中远海运特种运输股份有限公司半潜运输船队精细打造的新旗舰，也是是现阶段我国最大最先进的半潜船，于2016年12月8日交付。该船属于三岛式半潜船，总长255m，垂线间长250.2m，型宽68m，型深14.5m，满载吃水10.5m，最大下潜深度30.5m，空载下潜时间小于6h，最大载重能力98500t。动力系统采用综合电力推进，配有6台4950kW的主柴油发电机组以及6套推进器，可适应较高海况、深水、高精度定位作业需求。

半潜船能实现半潜能力，主要是因为半潜船能装入比普通货船更多的压载水。但是我们知道压载水会造成A海域的生物随船舶到达B海域，造成外来生物入侵，严重威胁海洋生态环境，已被全球环保基金组织( GEF) 列为海洋的四大危害之一。为了有效控制船舶压载水污染所带来的危害，国际海事组织（IMO）于2004年通过了《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》，并于2017年9月8日正式生效。该规定规定：从2009年起新造船舶必须安装压载水处理设备，2017年所有远洋船舶均须安装压载水处理设备。对于像“新光华”号这样10万吨级的半潜船来说，其压载水量远超普通货船，如果安装压载水处理装置，必然会比普通货船面临更大的困难，那么它是如何解决这一难题的？

“新光华”号半潜船压载水处理系统在设计时面临的困难

第一个难点，“新光华”号半潜船全船共有117个压载舱，总舱容高达21万立方米，相较于普通货船，具有压载舱数量多，压载水量大的特点。在另一面，半潜船为了保证装载作业时间，一般要求在4~6小时内完成从航行吃水下潜至半潜吃水，或半潜吃水上浮至航行吃水。这意味着新光华”号半潜船需要在6个小时（大型半潜船取上限）内注入或排出约10万吨压载水，瞬时流量非常大。为了满足压载水的处理要求，需要选用处理容量非常大的压载水处理装置，而往往这样的压载水处理装置体积会非常大，价格也昂贵，这样会造成初始造价高，设备选型及布置困难。

第二个难点，“新光华”号半潜船的压载水系统采用了压缩空气和压载水泵的组合压排载方式。其中主船体中的105个压载舱采用了压缩空气排载，它的原理是：在排载工况时，打开充气阀和通海阀，利用压缩空气把压载水从压载水舱经通海管路压出；在压载工况时，打开空气阀和通海阀，海水在重力的作用下自流进压载水舱，或利用空压机抽真空加速压载速度。这样设计的好处是能大大节约压排载的时间，以及减小压载水舱空气管的直径。但同时问题也很突出：由于压缩空气排载的每个压载舱都有一个独立的通海管路，没有常规意义上的压载总管，压载水处理装置不能像普通货船一样直接串联在压载泵出口的压载总管上，造成设计难度加大。

第三个难点，为了保护压载水舱的安全，维持整个系统的运行正常，压载水舱都需要设置可供空气进出的空气管（原理如下图）。而半潜船的主甲板由于载货和下潜的要求，载货甲板区域不允许有任何伸出主甲板的空气管头，空气管只能横穿多个压载水舱向高于半潜水线的艏楼或艉楼集中。“新光华”号半潜船的主船体中有105个压载舱，需要大量的空气管，如果空气管的直径较大会造成布置非常困难。采用压缩空气排载，虽然能减小空气管的直径，解决这一矛盾，但是按照规范的要求，采用动力注入且无溢流措施的舱室，透气管的有效截面积不能小于动力注入管截面积的1.25倍，如果处理后的压载水采用动力注入，那么管径会受限，处理装置的容量将遭遇瓶颈。

“新光华”号半潜船是如何解决压载水处理这一难题的？

思路一，减少需要处理的压载水量。

半潜船的压载水量虽然巨大，但是大量的压载水注入和排出操作一般发生在下潜/上浮作业阶段，而该阶段半潜船所处的位置一般是固定的，也就是说，半潜船在上浮时排出的压载水其实是其在下潜时就地吸入的压载水。由于此时的操作并未跨海区，也就不会造成A海域的生物随船舶到达B海域，造成外来生物入侵，威胁海洋生态环境。因此，可以认为：在同一海区进行排载的压载水不需要处理，仅需要对跨海区航行时携带的压载水进行处理，这样可以使需要处理的压载水总量减少70%以上。此外，普通货船的压载水注入和排出时同步进行处理了（两次处理），半潜船选用一次处理的压载水处理装置，可以进一步缩减压载水的处理时间。

思路二，采用重力注入，突破处理装置容量的瓶颈。

规范规定：对于仅仅依靠重力注入的舱柜，空气管的截面积可以不遵循1.25倍的要求，甚至可以小于重力注入管。实际中，“新光华”号半潜船在船艏楼的压载舱中选取两个作为清洁水舱，压载水泵从海水总管抽取舷外海水，经压载水处理装置注入清洁的压载舱；清洁水舱处在较高位置，清洁的压载水可以在在重力的作用下经泄放总管、支管注入至各个压载舱。由于“新光华”号半潜船处理后的压载水采用了重力注入，所以可以突破空气管直径对于处理装置容量的限制，选用了两套容量为1500m³/h的电解式压载水处理装置。处理能力远大于常规设计的容量，这样两台处理装置同时工作时，可以在13个小时左右处理完该船空载到港口状态下所携带的约4万吨压载水，基本满足用船方的使用需求。