輪機(jī)模擬器全船失電過(guò)程分析與處理

鐘妙清 葉翠安 蔣祖星 廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院

鐘曉彬 廣東藥科大學(xué)

1.引言

我院秉承“求是、篤實(shí)、創(chuàng)新、立業(yè)”的校訓(xùn)精神，堅(jiān)持“內(nèi)涵發(fā)展、質(zhì)量立校，開(kāi)放融合、服務(wù)興?！钡霓k學(xué)理念，主動(dòng)服務(wù)“交通強(qiáng)國(guó)”和粵港澳大灣區(qū)建設(shè)新需求。學(xué)生完成專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，并通過(guò)學(xué)院和國(guó)家主管部門(mén)的考試和評(píng)估，將獲得教育廳頒發(fā)的高職學(xué)歷證書(shū)及國(guó)家主管機(jī)關(guān)簽發(fā)的相應(yīng)的海員職業(yè)資格證書(shū)。自輪機(jī)工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)被列入重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè)以來(lái)，學(xué)校加大了對(duì)該專(zhuān)業(yè)的教學(xué)資源建設(shè)力度和師資培育投入，全面推進(jìn)以培養(yǎng)創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為重點(diǎn)的職業(yè)素質(zhì)教育。為了進(jìn)一步地適應(yīng)STCW公約馬尼拉修正案的要求，培養(yǎng)合格的輪機(jī)管理人才，學(xué)院持續(xù)完善教學(xué)設(shè)施環(huán)境，對(duì)輪機(jī)模擬器建設(shè)進(jìn)行迭代更新，為學(xué)生的培訓(xùn)、評(píng)估和考試提供更好的教學(xué)服務(wù)。

2010 年6月，國(guó)際海事組織在馬尼拉召開(kāi)的外交大會(huì)上通過(guò)了STCW公約馬尼拉修正案，STCW公約馬尼拉修正案于2012年生效，自2012年1月1日起實(shí)施。STCW公約附則的修正案第I章第I/12條模擬器的使用中對(duì)模擬器的應(yīng)用提出了相關(guān)的要求，其中，通過(guò)認(rèn)可的輪機(jī)模擬器進(jìn)行培訓(xùn)，是STCW公約馬尼拉修正案認(rèn)可的具備機(jī)艙資源管理能力和水平的其中一種方式。我國(guó)交通運(yùn)輸部根據(jù)國(guó)際公約的變化與航運(yùn)發(fā)展的變化，完善法規(guī)體系，適應(yīng)了保持全面、有效履約的需要，頒布了中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部令2020年第11號(hào)《中華人民共和國(guó)海船船員適任考試和發(fā)證規(guī)則》，并自2020年11月1日起施行。在其第二章第十五條、第二十條及第三章第二十八條，對(duì)應(yīng)用模擬器進(jìn)行培訓(xùn)和適任考試做出了明確的規(guī)定與說(shuō)明。

2.全船失電的狀態(tài)

癱船狀態(tài)系指由于缺少動(dòng)力，致使主推進(jìn)裝置、鍋爐和輔機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。全船失電是癱船狀態(tài)的一種，自SOLAS81修正案開(kāi)始，提出了相關(guān)船舶必須滿(mǎn)足癱船啟動(dòng)的要求。船舶航行時(shí)假如發(fā)生全船失電突發(fā)情況，船舶會(huì)由于沒(méi)有電力能源導(dǎo)致主機(jī)停機(jī)致使船舶失去動(dòng)力，船舶不能自主航行，也不能避讓其他船舶，處于漂航狀態(tài)。倘若遭遇風(fēng)浪等惡劣海況時(shí)，船舶就會(huì)擱淺、觸礁，甚至傾覆，這是船舶非常危險(xiǎn)的狀況，必須盡快擺脫。

由于在船舶正常營(yíng)運(yùn)的狀態(tài)下，在實(shí)船上進(jìn)行全船失電實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)很少，因此本文以運(yùn)行發(fā)電機(jī)系統(tǒng)因滑油泵故障導(dǎo)致全船失電為例，在輪機(jī)模擬器上虛擬仿真船舶全船失電過(guò)程分析與處理。船舶全船失電狀態(tài)電站圖如圖1所示。

圖1 電站圖

3.全船失電的分析

MC機(jī)型VLCC輪機(jī)模擬器能夠?qū)崿F(xiàn)船舶全船失電、主機(jī)故障停車(chē)、大風(fēng)浪航行和靠港作業(yè)等場(chǎng)景的虛擬仿真，可以進(jìn)行項(xiàng)目訓(xùn)練的相關(guān)操作，包括：主輔機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和停止操作；柴油機(jī)工況監(jiān)測(cè)；備車(chē)、機(jī)動(dòng)航行、完車(chē)；發(fā)電機(jī)的并電、均功、解列；駁油、加油、凈油等燃油系統(tǒng)的操作；輔鍋爐的時(shí)序控制、手動(dòng)點(diǎn)火、冷態(tài)啟動(dòng)；壓載水的駁入、駁出、調(diào)駁；集中監(jiān)測(cè)和報(bào)警；故障設(shè)置和查找；考試和評(píng)估等。

輪機(jī)模擬器是一個(gè)能夠出色完成這些任務(wù)的載體，通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬仿真不同的作業(yè)任務(wù)，操作者應(yīng)用輪機(jī)模擬器進(jìn)行相關(guān)作業(yè)任務(wù)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，可以使輪機(jī)人員了解設(shè)備的性能參數(shù)和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，了解在日常機(jī)艙工作中的業(yè)務(wù)流程，熟悉輪機(jī)團(tuán)隊(duì)成員之間的協(xié)調(diào)與配合，強(qiáng)化情景意識(shí)，提高操作管理技能，減少和避免潛在的人為事故，確保船舶安全航行。

全船失電是船舶在航行過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的緊急的情況，是船舶安全管理規(guī)定的應(yīng)急預(yù)案中必要的演習(xí)科目，通常船舶每年至少需要進(jìn)行一次該項(xiàng)目的演習(xí)。全船失電的成因很復(fù)雜，原因較多，主要有系統(tǒng)故障和人為故障：

1）發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器出現(xiàn)故障，未能根據(jù)負(fù)荷變化及時(shí)執(zhí)行油門(mén)調(diào)節(jié)指令，導(dǎo)致在負(fù)荷突變時(shí)跳電；

2）發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)故障等；

3）電力電纜發(fā)生絕緣故障；

4）開(kāi)關(guān)狀態(tài)選擇不適合或操作不規(guī)范等人為故障。

當(dāng)船舶失電后，首先確保船舶舵機(jī)、助航設(shè)備和消防設(shè)備供電，并盡快恢復(fù)主電網(wǎng)供電，避免發(fā)生危險(xiǎn)。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)如圖2所示。

圖2 同步屏與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)

4.在輪機(jī)模擬器中的恢復(fù)

4.1 通信與溝通

當(dāng)發(fā)生全船失電后，值班輪機(jī)員立即報(bào)告駕駛臺(tái)，簡(jiǎn)要說(shuō)明情況，請(qǐng)求駕駛臺(tái)將對(duì)船舶主機(jī)的操縱由駕駛臺(tái)控制轉(zhuǎn)為機(jī)艙集控室控制，將兩地操縱手柄均置于停車(chē)位置。隨即通知輪機(jī)長(zhǎng)、輪機(jī)員和電機(jī)員下機(jī)艙協(xié)同處理，并將故障發(fā)生時(shí)間、起因和排除時(shí)間及排除情況記入輪機(jī)日志和船海日志。

4.2 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)與供電

當(dāng)船舶發(fā)生失電情況時(shí)，值班輪機(jī)員應(yīng)盡快啟動(dòng)另外一臺(tái)備用發(fā)電機(jī)，盡量在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)船舶供電。

4.2.1 啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)

依照備用發(fā)電機(jī)啟動(dòng)順序檢查準(zhǔn)備發(fā)電機(jī)各系統(tǒng)，機(jī)旁啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，并將發(fā)電機(jī)控制單元置于遙控位，潤(rùn)滑油啟動(dòng)控制置于自動(dòng)位。備用3號(hào)主發(fā)電機(jī)運(yùn)行框圖如圖3所示。

圖3 備用3號(hào)主發(fā)電機(jī)

4.2.2 備用動(dòng)發(fā)電供電

在配電板上合閘，由備用發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)供電，船舶重新獲得電能。根據(jù)航行環(huán)境和電力使用情況，必要時(shí)再啟動(dòng)另外一臺(tái)發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)。

4.2.3 系統(tǒng)檢查與恢復(fù)

供電后，查看運(yùn)行發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)情況，檢查并恢復(fù)燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)等系統(tǒng)工況。待主機(jī)運(yùn)行后繼而檢查恢復(fù)火災(zāi)消防系統(tǒng)、冷藏系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備。

4.3 主機(jī)備車(chē)

在完成對(duì)主機(jī)燃油系統(tǒng)、日用淡水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、高溫淡水系統(tǒng)和廢氣鍋爐循環(huán)水系統(tǒng)準(zhǔn)備后，打電話(huà)聯(lián)系駕駛臺(tái)，要求在集控室對(duì)主機(jī)進(jìn)行沖車(chē)及試車(chē)試驗(yàn)。沖車(chē)時(shí)，打開(kāi)主機(jī)示功閥，將主機(jī)操作手柄分別推到順車(chē)、倒車(chē)的DEAD SLOW位置，不待主機(jī)發(fā)火即拉回到停車(chē)位置，同時(shí)，觀(guān)察缸頭部位是否有水和油吹出，以確認(rèn)主機(jī)的冷卻水和燃油有無(wú)泄漏。試車(chē)時(shí)，關(guān)閉主機(jī)示功閥，將主機(jī)操作手柄分別推到順車(chē)、倒車(chē)的DEAD SLOW位置，待主機(jī)發(fā)火后拉回到停車(chē)位，從而完成順車(chē)、倒車(chē)試驗(yàn)，以確認(rèn)主機(jī)供油正常。如果試車(chē)過(guò)程中各系統(tǒng)參數(shù)正常，則可以與駕駛臺(tái)確認(rèn)備車(chē)，繼而由駕駛臺(tái)操縱主機(jī)，船舶恢復(fù)正常航行。主機(jī)本地控制和集控室ACC20控制板如圖4圖5所示。

圖4 主機(jī)本地控制圖

圖5 集控室ACC20控制板

5.防止船舶失電的安全措施

一般情況下，在船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制屏將其控制模式置于自動(dòng)位置，再根據(jù)船舶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，主配電板同步屏與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)選擇備用發(fā)電機(jī)啟動(dòng)順序，將發(fā)電機(jī)控制單元均置于遙控位。正常情況下，當(dāng)船舶發(fā)生失電后，應(yīng)急發(fā)電機(jī)、備用發(fā)電機(jī)應(yīng)能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，本例中發(fā)生故障的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)滑油泵由于機(jī)械故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)，滑油泵的輸送泵置于手動(dòng)位，備用發(fā)電機(jī)控制單元沒(méi)有置于自動(dòng)位置，致使備用發(fā)電機(jī)未能正常啟動(dòng)導(dǎo)致全船失電。

輪機(jī)管理人員要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，規(guī)范管理，善于發(fā)現(xiàn)并糾正機(jī)艙各設(shè)備和器材的缺陷，貫徹防重于治、養(yǎng)重于修的原則，注重設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)，消除隱患，防患于未然，使機(jī)器處于良好的技術(shù)狀態(tài)。同時(shí)加強(qiáng)機(jī)艙應(yīng)急應(yīng)變演練，全員全面做好防止船舶失電的安全措施。

（1）做好配電板、控制箱等的維護(hù)保養(yǎng)工作；

（2）加強(qiáng)對(duì)發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)、電機(jī)及其拖動(dòng)設(shè)備的日常管理，及時(shí)修理與更換有關(guān)部件；

（3）在惡劣海況、狹窄水道、進(jìn)出港等機(jī)動(dòng)航行時(shí)增開(kāi)一臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，盡量避免配電板操作，盡量避免同時(shí)使用幾臺(tái)大功率設(shè)備；

（4）恪盡職守，做好崗位值班管理工作。

6.結(jié)束語(yǔ)

在學(xué)生隨船實(shí)習(xí)過(guò)程中，出于對(duì)船舶航行安全的考量，通常不可能為使學(xué)生掌握某項(xiàng)技能而人為地設(shè)置故障。輪機(jī)模擬器很好地解決了這一問(wèn)題，其利用預(yù)建的數(shù)學(xué)模型采用半實(shí)物仿真方法構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)，打破船舶狀況、航行區(qū)域及環(huán)境等因素的桎梏，為受訓(xùn)者提供與實(shí)船相近的環(huán)境體驗(yàn)，完成實(shí)際中無(wú)法或不允許的操作訓(xùn)練，有效避免危險(xiǎn)的發(fā)生且可以反復(fù)使用和操作。學(xué)生通過(guò)使用輪機(jī)模擬器進(jìn)行全船失電實(shí)驗(yàn)，從模擬的場(chǎng)景中學(xué)習(xí)崗位職業(yè)技能，提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高了自身的判斷力、決策力和應(yīng)急應(yīng)變能力。