浅谈船舶主机气动遥控系统的技术管理

船舶主机遥控系统是轮机自动化的核心之一，也是轮机自动化课程中最重要的教学内容之一，它是保证主机安全可靠运行、船舶正常营运的重要设备。气动遥控、电动遥控、微机/PLC遥控等系统，气动阀件是必不可少的元件。气动阀件在各种类型的主机遥控系统中应用最广泛，遥控系统对船舶主机的操纵性、安全可靠性和经济性方面起着至关重要的作用。船舶主机遥控系统具有多样性和复杂性，是轮机管理中的重点和难点之一，也是轮机员普遍的薄弱环节。因此，进行船舶主机气动遥控系统技术管理的研究具有重要意义!一、气动遥控系统技术管理研究的必要性气动遥控系统对温度变化不敏感、具有防火、防爆功能。根据船舶主机气动阀件的多样性与统一性，满足对多种气动阀件的功能检测、试验与校验，应用于SULZER、N/WABCO、MANB&W等机型的遥控气动阀件、调压阀、压力开关等的检修，研究集主机各气动阀件的检测、参数整定、功能模拟为一体的气动阀件管理技术，满足船舶主机气动系统检修工作的科学、可靠、迅速、准确高效的功能，对提高船舶主机的可靠性、安全性具有重要的现实意义!当前，遥控气动阀件缺少通用的、便携式的船用测试仪器。航海教育中，仅重视主机遥控系统工作原理和功能的介绍，现在多重视微机遥控系统的教学，对气动阀件局限于结构和工作原理的讲授,缺少气动阀件故障特性的分析与讲解。因此，进行气动遥控系统技术管理的研究，应用于实船主机遥控系统中，提高轮机员对主机遥控系统的管理水平;应用于轮机员的轮机自动化业务培训，在船舶管理公司及各航海院校中必将受到欢迎。二、气动遥控系统技术管理的现状随着航运业与计算机技术的飞速发展，船舶主机遥控系统的集成化、模块化、功能先进性和完备性越来越高。目前典型的主机遥控系统以计算机、PLC为核心，主机遥控过程的逻辑控制与判断、限制环节、安全保护及系统管理，都通过软件编程实现。尽管主机遥控系统具有多样性和复杂性，但大型船舶柴油机需要30Mpa的压缩空气进行起动、换向和制动，必然要用到气动控制阀件，因此气动阀件在主机遥控系统中是必不可少的。另一方面，在油轮、液化气船上，防爆性要求极高，因此具有本质安全型的气动遥控系统应用也很多。主机气动遥控系统中出现的问题及各种气动阀件的功能判断、检查和维修，轮机员多仅靠经验来判断，缺少科学、合理、定量的检测设备，难以做出正确的故障判断、检修和调试，甚至于人为地扩大故障及检修范围，增加维修成本，拖延解决问题的时间，造成船期延误或因某些参数调整不精确而为主机运行留下了安全隐患。检测遥控系统电路的常用仪表是万用表，船上却没有检测气动阀件的仪表，这给气动阀件的检测、检修和气动系统故障分析带来难度。船舶主机遥控系统是轮机管理工作中的重点和难点，要求轮机员必须具备主机遥控系统的逻辑功能、时序功能和运算控制功能等宽广的理论知识、独立分析和解决遥控系统问题的能力，要求轮机员从气动阀件的结构原理、功能特点和工作特性上，认识并理解各种类型的气动阀件，掌握气动阀件的测试方法，准确判断气动阀件的异常状况，因此，对轮机员进行系统的、具体的、切合实船而又富有高效的主机遥控技能培训是非常必要的。三、气动遥控系统技术管理的难点MANB&W、Sulzer、Nabtesco等典型的主机遥控系统，都有专门的遥控系统试验台，在遥控系统出厂之前，先在该试验台上进行遥控系统的功能试验。船上有主机遥控的模拟试验面板，可对遥控系统中电气部件的工作情况进行试验，也可测试某些气动阀件的动作情况及起动、换向系统的工作性能。该模拟试验给出遥控系统的功能是否实现的结果，指出某功能单元可能存在的故障，但不能具体到某个部件的故障。模拟试验结果发现某个气动阀件不能动作，也不能轻易地判断这个阀件有故障，因为一个阀件的动作需要满足一些逻辑条件。然而，船上没有象万用表一样方便的气动阀件检测与试验仪器，用于分析气动阀件的故障原因，再做进一步的修复，仅仅提供了气动阀件的一些备件用于替换工作异常的阀件。气动阀件的寿命极高，以至于轮机员忽视了对遥控系统中气动阀件的日常保养和维护。主机遥控系统一旦出现故障，轮机员们普遍感到无从入手分析系统故障。尽管在遥控系统的说明书上能进行系统的功能分析和故障判断，但图纸与实物的对照还是有难度的和有差异的，仍然需要借助万用表进行检测并判断遥控系统电路部分的工作情况，可是气动阀件就缺少象万用表一样方便的检测仪表。许多轮机员通过更换气动阀件的备件，或者把多个气动阀件拆下来清洁、更换О形密封圈的方法，来排除可能出现的故障，这具有盲目性和重复性。在以往解决的诸多案例中，因单向节流阀参数设定值的飘移而导致的起动困难或不能起动，往往因其故障的隐蔽性及检测手段的匮乏从而增加判断的难度，怀疑气缸起动阀、空气分配器、调速器等部件以及主机本身工况是否良好等，人为地扩大了检修范围。有些轮机员通过外加信号来判断阀件动作的异常情况，这对于电磁阀来说是简单可行的，对气动阀件有难度，因为气动阀件的动作压力值和延时时间难以现场检测和指示出来，这就缺少了对气动阀件工作正常与否的判断依据。当然,SulzerRTA系列的DENIS型柴油机气动操纵系统,在气动回路中应用了大量的压气到位指示仪表和指示器，在气压到位时红色指示杆伸出，为遥控系统故障检修带来极大的方便。不过，这种系统的故障分析需要借助操纵过程，因为气动操纵时不能停车检查，在港内或锚泊状态下操车不方便、有危险。主机遥控模拟试验板进行遥控功能性试验，为故障分析提供指导性的和预测性的建议，而不能给出具体的故障。同时，需要消耗大量的压缩空气。气路故障多为管路泄漏、堵塞，阀件阀芯卡死、阀内气路不畅通、复位弹簧失效、密封圈老化，气源不洁导致气路脏污，改变了气动流通特性。通过动车操纵主机遥控系统或遥控模拟试验板分析具体的气动回路故障是有难度的。因此，研制气动遥控系统检测设备，检查气动回路的具体部位和阀件，不需要主机动车，消耗很少的压缩空气，快速找出故障症结所在，具有重要的现实意义!四、气动遥控系统技术管理设备的研制中远集团远洋船舶广泛使用的遥控系统多为MANB&w、SulzerRTA和NabtescoM-800，以这些典型的气动遥控系统为设计依据，研制气动遥控系统技术管理设备，具有通用性和操作便利性的优点，如图1所示:图1中，①为气源总阀，气源压力为0.5~0.8MPa;②为指针式压力表，指示阀的开启压力和关闭压力;③为被检测的逻辑阀件、压力开关;④为储能气容，用于惯性环节、微分和积分环节，可以调整其大小;⑤为被检测的时序阀件，单向节流阀/调压阀，可整定延时时间/压力值;⑥为可对外提供24VDC电源;⑦为逻辑开关V₁～V₅，控制气源通路;⑧为数字仪表，精确计时并显示动作时间和动作压力;⑨为调压阀，获得所需气压;⑩为通用接头，对外提供气源、外部输入气信号，可用于比例阀件检测;⑾为电源开关，外部提供110～230V交流电源;⑿为电磁阀。气动遥控系统检测设备把气动逻辑阀件、时序阀件、比例阀件、调压阀及压力开关集中为各个功能单元，压力采用船用指针式仪表指示，延时时间采用智能仪表进行精确计时，内部有交-直流电源（24VDC)变换环节，可用于电磁阀动作试验。被检测阀件安装在相应的功能单元区，安装座及各管接头具有通用性。该检测仪防爆、防水，外型尺寸为360*21