大型耙吸式挖泥船設(shè)備機(jī)電一體化的管理措施

陳銳

摘 要：以大型耙吸式挖泥船設(shè)備作為基本對(duì)象，圍繞其機(jī)電一體化管理措施展開探討，充分考慮到了不同環(huán)境下疏浚設(shè)備的施工需求，綜合耙吸式疏浚船的實(shí)際特點(diǎn)，進(jìn)一步探討了此類型設(shè)備的特性以及操作系統(tǒng)等，最終給出相關(guān)的建議，旨在提升大型耙吸式挖泥船設(shè)備的運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：耙吸式挖泥船 機(jī)電一體化 管理措施

在經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展背景下，我國(guó)的疏浚行業(yè)也取得了良好的發(fā)展，疏浚船的設(shè)備類型逐步豐富起來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐步擴(kuò)寬，疏浚船已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于吹填施工作業(yè)中。為了更好的滿足施工需求，則需要對(duì)耙吸式挖泥船進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，提升其機(jī)電一體化水平。關(guān)于耙吸式挖泥船，其運(yùn)行原理與真空吸塵器相似，基于離心泵而完成吸泥操作，基于合適的機(jī)電一體化管理措施，能夠進(jìn)一步提升設(shè)備性能，使其與當(dāng)前的項(xiàng)目施工發(fā)展需求相適應(yīng)。

1.某挖泥船機(jī)、電設(shè)備的四大特征

1.1 “主機(jī)一拖三”驅(qū)動(dòng)技術(shù)

關(guān)于本文所探討的耙吸式挖泥船，其額定功率為11000kW×2，綜合圖1的內(nèi)容進(jìn)行分析得知，主機(jī)是最為關(guān)鍵的設(shè)備，其在提供推動(dòng)力的同時(shí)還增設(shè)有驅(qū)動(dòng)泥泵以及主發(fā)電機(jī)，這樣的復(fù)合驅(qū)動(dòng)方式最為突出的特點(diǎn)便是性能強(qiáng)勁，可以更好的適應(yīng)于“挖、運(yùn)、吹”三種工況之中，大幅減少了船機(jī)設(shè)備的柴油機(jī)配備量，并且機(jī)、泵艙結(jié)構(gòu)也得到了有效的優(yōu)化。其中的軸帶主發(fā)電機(jī)還發(fā)揮出了良好的節(jié)能效果，這也是一大技術(shù)突破。當(dāng)然，這種柴油機(jī)高度“核心”化的方式，將會(huì)明顯加大輪機(jī)管理人員的工作負(fù)擔(dān)，極容易出現(xiàn)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的問(wèn)題。

1.2 變頻裝置

基于變頻裝置驅(qū)動(dòng)的方式，具有兩大基本特點(diǎn)：（1）電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程更為平緩，能夠有效的減少對(duì)于船舶電網(wǎng)所產(chǎn)生的沖擊；（2）變頻裝置的節(jié)能效果更為明顯，首先是自身減少了定子和轉(zhuǎn)子阻值的能耗，其次是驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)負(fù)荷需求出現(xiàn)變化時(shí)，變頻裝置會(huì)以實(shí)際需求為指導(dǎo)，可以靈活的調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，帶來(lái)適應(yīng)工況條件的驅(qū)動(dòng)泵壓力與流量，從而避免功率過(guò)剩，節(jié)省主機(jī)發(fā)出功率的油耗。

1.3 自動(dòng)電站

輪電站具有自動(dòng)控制的效果，主要基于MIMIC板中的PLC4以及PLC柜而實(shí)現(xiàn)。值得注意的是，MIMIC板的功能豐富，在模擬人工進(jìn)行主配電板操作的同時(shí)還可以起到對(duì)電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控效果，基于特定的指令能夠完成對(duì)多種模式的切換，使其與各工況達(dá)到相適應(yīng)的狀態(tài)，這種機(jī)電結(jié)合的方式進(jìn)一步提升了船機(jī)設(shè)備的智能化水平。

1.4 IHDCS系統(tǒng)和PLC程序控制技術(shù)

挖泥船配備有高度集成化的系統(tǒng)，即IHDCS系統(tǒng)，其內(nèi)置有豐富的PLC，彼此間既獨(dú)立分工又相互協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶推進(jìn)、挖泥等各項(xiàng)操作的控制。

2.工程案例

采用的是進(jìn)口大功率主機(jī)設(shè)備，在整個(gè)船機(jī)設(shè)備中主機(jī)發(fā)揮出“心臟”的作用，在此基礎(chǔ)上適配了IHDCS系統(tǒng)，加之各類型PLC則構(gòu)成了設(shè)備的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，這兩大關(guān)鍵性組成構(gòu)件之間緊密聯(lián)系。因此，要想提升設(shè)備的機(jī)電一體化水平，則需要對(duì)主機(jī)與軟件系統(tǒng)做以充分的認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上展開管理工作。

船舶施工作業(yè)復(fù)雜度較高，曾經(jīng)出現(xiàn)了如下情況：SCADA推進(jìn)系統(tǒng)出現(xiàn)了突發(fā)性異常情況，無(wú)論是主機(jī)轉(zhuǎn)速還是功率值都未發(fā)生任何變化，并且泥泵的功率甚至為負(fù)值，然而PLC控制柜上的主機(jī)則處于良好運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)此，工程人員對(duì)SCADA服務(wù)器采取了重啟措施，但這一問(wèn)題并未得到解決?？紤]到工程工期的要求，只能加班進(jìn)行維護(hù)。當(dāng)船舶進(jìn)港補(bǔ)給時(shí)，對(duì)其進(jìn)行了深入的檢查，基于對(duì)比后得知左、右兩大主機(jī)與PLC之間處于穩(wěn)定連接狀態(tài)，但是存在于MIMIC中的PLC柜則產(chǎn)生了1個(gè)紅燈，工程人員查閱備件說(shuō)明書后，最終將問(wèn)題鎖定在了PLC4上，其模擬量的輸入模塊處于異常狀態(tài)?；诤线m的措施將模擬量輸入模塊的故障排除，此后再次啟動(dòng)試車，發(fā)電整體運(yùn)行狀況穩(wěn)定，SCADA并未出現(xiàn)任何異常情況。

受上述案例的啟發(fā)，我們圍繞PLC柜完工圖展開了深度的分析，對(duì)影響模擬量輸入模塊的因素進(jìn)行分析，總結(jié)出了四大部分內(nèi)容，即右主機(jī)功率、右發(fā)電機(jī)功率、右主機(jī)轉(zhuǎn)速以及應(yīng)急發(fā)電機(jī)功率。因此，如果在后續(xù)的運(yùn)行中出現(xiàn)了此類問(wèn)題，則可以從上述幾大影響因素入手，將問(wèn)題良好的解決。

3.現(xiàn)代疏浚船舶機(jī)電設(shè)備運(yùn)行實(shí)船管理的若干建議

3.1 從歷史施工案例中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

在接船后的2個(gè)月，也隨之出現(xiàn)了一些問(wèn)題，無(wú)論是輔發(fā)電機(jī)還是應(yīng)急發(fā)電機(jī)，二者在空氣啟動(dòng)過(guò)程中都出現(xiàn)了咬死問(wèn)題，對(duì)此工程人員進(jìn)行了拆檢，發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的出現(xiàn)與啟動(dòng)空氣的水分過(guò)多有著密切的關(guān)聯(lián)，同時(shí)船上空氣設(shè)備控制系統(tǒng)較為豐富，所以安排了相關(guān)人員將空氣瓶中的殘留氣體放出，進(jìn)而提升了空氣系統(tǒng)的清潔度，上述問(wèn)題都得到了有效的解決。

3.2 嚴(yán)格按設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行操作

在多年的發(fā)展下，我國(guó)也推出了自主研發(fā)的耙吸式挖泥船，為使得設(shè)備后的良好的運(yùn)行效率，需要以說(shuō)明書為指導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上編制出操作規(guī)程，對(duì)其中的各項(xiàng)操作流程做以明確的說(shuō)明，并將其粘貼在設(shè)備上。

3.3 加強(qiáng)設(shè)備循環(huán)檢查力度

集控室中設(shè)置有SCADA和AMS工作站，它具有很高的可視化程度，但工程人員極容易產(chǎn)生依賴心理，從而忽略了巡回檢查工作。對(duì)此，我們對(duì)艙室內(nèi)的布置情況進(jìn)行了全面的分析，在此基礎(chǔ)上繪制出了完善的巡回檢查路線圖，對(duì)不同的檢查線路要求值班人員進(jìn)行不同的檢查頻率，這樣展開對(duì)各類設(shè)備的檢查工作，可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并將其解決，縮短設(shè)備在故障狀態(tài)下運(yùn)行的時(shí)間。

3.4 重點(diǎn)注意檢查故障幾率高的運(yùn)行設(shè)備

伴隨著施工的持續(xù)進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)液壓間右舷液壓泵站出現(xiàn)了較為明顯的震動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)一步引發(fā)了液壓管法蘭裂紋且漏油的問(wèn)題，工程施工被迫停止。出現(xiàn)此現(xiàn)象后，我們對(duì)輪機(jī)震動(dòng)部位采取了加固措施，同時(shí)加大了檢查力度，當(dāng)出現(xiàn)滲油現(xiàn)象后在第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行焊補(bǔ)。此外，還對(duì)水下電纜和液壓管展開了深度的檢查，每完成一個(gè)起耙操作后，都安排電機(jī)員對(duì)其展開檢查。部分工程一年四季都受到了涌浪的影響，此時(shí)疏浚設(shè)備的損傷程度加劇，水下電纜也頻繁出現(xiàn)了破損問(wèn)題。因此，每天都安排人員對(duì)其進(jìn)行了檢查，全面保障施工的安全性。

3.5 利用監(jiān)視平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)疏浚和航行設(shè)備的監(jiān)控

在顯示屏的作用下，可以將各類設(shè)備的信息實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，但其涉及到的信息量較多，對(duì)于值班人員而言最為基礎(chǔ)的便是要讀懂頁(yè)面內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以便對(duì)設(shè)備的運(yùn)行做以判斷。對(duì)此，值班人員需要對(duì)一些正常運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)做以了解，以高壓沖水泵串聯(lián)向左右耙頭供水為例，此時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速為520轉(zhuǎn)/min，非異常狀況下的壓力為8bar，此時(shí)對(duì)應(yīng)的功率達(dá)到1600kW；但如果壓力下降到了6bar，對(duì)應(yīng)的功率值則會(huì)提升到1900kW，這意味著噴嘴和耐磨拖板出現(xiàn)了嚴(yán)重磨損現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換。

3.6 開展船員擴(kuò)大自修，提高疏浚施工效率

相較于國(guó)外疏浚事業(yè)而言，我國(guó)在此方面依然有諸多值得改進(jìn)的地方，最為突出的問(wèn)題便是岸基支持較為薄弱，僅憑船員當(dāng)前的能力對(duì)其進(jìn)行修改顯然不具可行性。對(duì)此，需要在專業(yè)修理的前提下，實(shí)現(xiàn)船員自修理論和動(dòng)手能力的“傳、幫、帶”，持續(xù)提升船員自修水平，減少挖泥船設(shè)備故障停工時(shí)間，以便創(chuàng)造出更高的疏浚施工效率。

4.結(jié)束語(yǔ)

耙吸式挖泥船的工作效率更高，但其在運(yùn)行過(guò)程中也面臨著更大的風(fēng)險(xiǎn)，因此在施工中必須將安全放在首位，基于可行的措施營(yíng)造出穩(wěn)定的施工環(huán)境。在實(shí)際施工過(guò)程中，我們圍繞耙吸式挖泥船的避讓、防風(fēng)等多個(gè)方面富有針對(duì)性的制定了安全措施，并形成了應(yīng)急方案，從而提升了施工安全性，推動(dòng)港口疏浚事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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