保障氣墊船供油系統(tǒng)正常運行措施

龐景昊 趙曼莉 嚴海華 劉小龍

（1.中國船舶及海洋工程設計研究院 上海 200011；2.總裝備部車船軍代局駐杭州軍代室 杭州310012）

0 引 言

氣墊船作為一種高性能船舶，由于其特殊性，在研制過程中就與常規(guī)船有著很大的區(qū)別。為了保障氣墊船在航行時的連續(xù)性、可靠性和安全性，設計時需考慮各種可能發(fā)生的情況。本文著重介紹了某型氣墊船在兩臺發(fā)電機組交替運行時，為保障全船供油系統(tǒng)正常運行而采取的相應措施。

1 正常供油情況分析

某型氣墊船的動力系統(tǒng)中，通過三相交流電動泵從油箱內(nèi)抽取燃油供給燃氣輪機。該形式?jīng)Q定了只有三相交流電源正常供電的情況下，燃氣輪機才能工作，否則燃油供油泵就會停止工作，從而導致停機、停船。

本氣墊船的電站系統(tǒng)配置兩套發(fā)電機組，一臺使用、另一臺備用，互為聯(lián)鎖。當工作的一臺發(fā)電機故障停機、而備用發(fā)電機起動接入電網(wǎng)時，船上的三相交流電會短時失電，該失電時間會導致燃油供油泵停止工作，從而使燃氣輪機停止運行，影響正常航行。為此，船上專門設置了一套燃油應急供油裝置來保障失電期間燃氣輪機還能連續(xù)運行。該裝置投入運行的信號源是直流24 V應急電源，可在交流電網(wǎng)失電期間向燃氣輪機供油，使燃氣輪機連續(xù)運行。

在動力系統(tǒng)中，還設有一個滑油變距回油泵，其電源也是三相交流電，且與燃油供油泵共用一個磁力起動器。該回油泵的作用是在燃氣輪機正常運行時，適量抽去一些滑油，以避免管路內(nèi)過度富油，導致滑油從透氣管中溢出。當燃氣輪機低速運行時，倘若回油泵還是正常運行，反之則會將管路內(nèi)的滑油過度抽掉，造成運行不正常。所以，滑油變距回油泵的運行，受燃氣輪機轉(zhuǎn)速信號的控制。

上述燃油供油泵和滑油變距回油泵的工作關(guān)系，可用圖1、圖2所示邏輯框圖表示。

2 實船供油情況簡介

實船上燃油供油泵和滑油變距回油泵的原理線路，可用圖3簡略表示。

圖1 船上正常供電的情況

圖2 交流失電的情況

圖3 燃油供油泵和滑油變距回油泵的原理線路簡圖

2.1 燃氣輪機處于不工作情況下

當全船處于岸泊、靜止休息或進行正常維護和保養(yǎng)時，燃氣輪機無需工作。

從線路圖中可知，滑油變距回油泵M2與逆變電源U之間由KM和KM2控制。當燃氣輪機不工作時，磁力起動器不通電，故K1和K2均為常開，所以KM1和KM的接觸器控制線圈均無電。此時盡管KM2接觸器控制線圈有電，但因KM處于常開位置，所以UPS不間斷電源蓄電池不向滑油變距回油泵M2供電，其處于靜止狀態(tài)。

2.2 燃氣輪機處于工作情況下

燃氣輪機工作時，有如下兩種情況：

（1）船電或岸電向主匯流排供電，390 V電源正常供電，同時燃氣輪機正常運轉(zhuǎn)時，K1閉合、KM3動作，從而KM2接觸器控制線圈無電，并使KM1動作；當燃氣輪機發(fā)出轉(zhuǎn)速信號后，K2閉合，KM接觸器控制線圈有電，從而KM閉合。

此時船電通過ST向M1供電，同時通過KM和KM1向滑油變距回油泵M2供電，兩個泵處于正常運行狀態(tài)。因為KM2接觸器控制線圈無電，所以UPS不間斷電源蓄電池不向滑油變距回油泵M2供電。

（2）當突然主匯流排失電，ST斷電，致使M1失電而停止運行，導致無法向燃氣輪機供油，此時應急供油裝置會立即向燃氣輪機緊急臨時供油，該裝置的起動信號就是交流失電。也就是當主匯流排再次得電時，該應急供油裝置將自動停止供油，仍然由M1向燃氣輪機供油。

在ST斷電、M1失電的同時，M2也得不到船電，但從圖3中可知，滑油變距回油泵M2將通過逆變電源U，從UPS不間斷電源逆變器獲得380 V交流電。其原理為：當燃氣輪機保持相應轉(zhuǎn)速運行時，K2仍處于閉合，KM也始終處于閉合狀態(tài)。由于K1變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，使得KM1接觸器控制線圈失電，KM2接觸器控制線圈有電，KM2動作，從而構(gòu)成了UPS不間斷電源逆變器U向滑油變距回油泵M2供電的回路。當主匯流排再次恢復供電時，M1和M2兩個泵將恢復正常運行狀態(tài)。

3 運行中存在的問題及解決辦法

3.1 運行中所存在的問題

該線路在靜態(tài)調(diào)試時，完全正常，但在動態(tài)調(diào)試（即燃氣輪機正常運行，人工發(fā)出指令，使在網(wǎng)發(fā)電機組停止運行，另一臺備用機組按正常程序起動后投入運行）時，卻發(fā)生燃機停機而無法連續(xù)運行的情況。

經(jīng)分析，故障原因為：交流失電后，燃油供油泵M1停止運行，由應急供油裝置保持繼續(xù)供油，燃機運行正常；在交流恢復供電時，應急供油裝置立即停止工作，改由M1供油。然而，當M1得到交流電后，有一個電機的起動過程和燃油泵建立油壓的過程，這個過程盡管時間很短，但從對燃機供油連續(xù)性的角度來看，這個過程使燃油供給出現(xiàn)了一個小缺口，由此使得燃油供油壓力跌至要求值以下，燃機保護機構(gòu)使燃機作出停機反應。

3.2 解決方法

由于此缺口的存在，故在線路中增加了一個延時環(huán)節(jié)，使得交流電恢復供電后，應急供油裝置的動作信號延時5～10 s，讓應急供油裝置與燃機供油泵M1有一個重疊供油的過程。試驗證明，這個方法行之有效。

4 結(jié) 論

經(jīng)多次試驗，本船的燃油供油泵和滑油變距回油泵均能正常運行。在發(fā)電機組交替運行期間，UPS不間斷電源也能正常供電及斷電。整個系統(tǒng)運行至今，均處于良好狀態(tài)。

［1］孫國君.不間斷電源技術(shù)、特點及發(fā)展［J］.黑龍江科技信息，2011（10）：17-19.