淺析拖輪主機(jī)超速停車應(yīng)急處理

朱高華 李家存

（山東港口日照港集裝箱發(fā)展有限公司輪駁分公司，山東 日照 276800）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的迅速發(fā)展，作為連接各國貿(mào)易重要橋梁的船舶運(yùn)輸行業(yè)也得到大力發(fā)展，世界上超過80%的貿(mào)易往來都需要通過水上運(yùn)輸來完成。港作拖輪恰恰承擔(dān)著協(xié)助大型船舶安全進(jìn)出港、靠離泊碼頭等重要任務(wù)，是港口安全生產(chǎn)作業(yè)中尤為重要的一環(huán)。如果拖輪在頂推或者拖帶作業(yè)過程中突然發(fā)生主機(jī)超速停車事故，很容易造成嚴(yán)重的機(jī)損和極大的安全生產(chǎn)問題，正確快速的處理突發(fā)性超速停車故障對保證人員和作業(yè)安全具有極其重要的意義[1]。

1 轉(zhuǎn)速傳感器原理簡介

日港拖16輪是由天津新河船廠建造的全回轉(zhuǎn)式大馬力拖輪并于2005年交付使用，主要承擔(dān)著日照港石臼港區(qū)主要生產(chǎn)任務(wù)。裝配兩臺新瀉6L28HLX立式、直列4沖程柴油機(jī)，主機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速為750rpm，輸出功率為2059KW。左右主機(jī)均裝配超速保護(hù)裝置，其轉(zhuǎn)速傳感器利用飛輪盤上的盤齒切割轉(zhuǎn)速傳感器端部的磁力線產(chǎn)生一個交流電壓信號，該電壓信號在轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)部經(jīng)放大、整形后輸出為穩(wěn)定的方波信號，可以精確的表示原動機(jī)的轉(zhuǎn)速并傳遞到相應(yīng)的元器件以做出動作。

2 故障分析與排查

2.1 故障經(jīng)過

2021年3月25號，日港拖16輪在石臼港區(qū)東11泊位協(xié)助大船靠泊作業(yè)時，左主機(jī)突然發(fā)生超速停車現(xiàn)象，報警板顯示左主機(jī)超速，但是主機(jī)實際上并沒有超速。這一突發(fā)狀況給船上人員和船舶的生產(chǎn)作業(yè)安全帶來了極大的隱患，作業(yè)時間緊迫、生產(chǎn)任務(wù)重，必須要在第一時間解決此故障。

2.2 故障排查

當(dāng)報警板顯示發(fā)生左主機(jī)超速保護(hù)停車報警時，集控室和駕駛臺轉(zhuǎn)速表顯示正常未超速，駕駛員也沒有進(jìn)行突然加油門的操作，主機(jī)負(fù)荷幅度變化不大，所以左主機(jī)并沒有真正意義上的超速。

機(jī)艙告知駕駛臺，左主機(jī)發(fā)生故障需要檢修，單車運(yùn)行并檢查燃油、滑油、淡水和空氣系統(tǒng)均無異常，停車前各儀表的參數(shù)都顯示正常，并沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)報警，機(jī)械部分無異常。輪機(jī)長結(jié)合自身豐富的工作經(jīng)驗，初步判斷可能是主機(jī)超速保護(hù)裝置的電氣系統(tǒng)發(fā)生故障造成的誤報警。隨即帶領(lǐng)輪機(jī)部人員檢查左主機(jī)超速保護(hù)停車裝置，打開左主機(jī)超速保護(hù)裝置檢查其電氣線路，經(jīng)仔細(xì)排查發(fā)現(xiàn)左主機(jī)控制轉(zhuǎn)速表和超速停車的傳感器線路老化損壞，線路老化造成轉(zhuǎn)速傳感器輸出的錯誤信號導(dǎo)致左主機(jī)異常停車。

2.3 故障處理

當(dāng)確定是控制轉(zhuǎn)速表的轉(zhuǎn)速傳感器線路損壞后，輪機(jī)部人員迅速開展搶修工作，因種種原因轉(zhuǎn)速傳感器備件未到船，無法及時更換備件。故障每拖一分鐘就會有更嚴(yán)重的危險，為保證公司生產(chǎn)和作業(yè)安全，所以輪機(jī)長決定帶領(lǐng)機(jī)艙人員對其控制線路進(jìn)行應(yīng)急改造。立即查閱設(shè)備說明書和兩個轉(zhuǎn)速傳感器的控制線路圖，并分別對其meter relay和EP converter線路進(jìn)行分析。圖1是meter relay控制線路圖，由線路圖可知轉(zhuǎn)速傳感器將主機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電壓信號提供給不同的元件，一路將電壓信號供給機(jī)旁轉(zhuǎn)速表；另一路是經(jīng)過MR1 METER RELAY分析放大后分別供給主機(jī)超速停車、主機(jī)應(yīng)急停車、主機(jī)滑油低壓停車、集控室和駕駛臺轉(zhuǎn)速表。EP converter控制部分的線路是經(jīng)過轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號供給EP轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)，然后通過EP轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)輸出到I/V轉(zhuǎn)換器、AT遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)、AT低速控制系統(tǒng)、EP converter和EP閥（燃油控制），如圖2表示。根據(jù)控制線路圖提出猜想，能否使用一個傳感器來控制兩個線路，并且可以取得同樣的效果。

圖1 meter relay控制圖

圖2 EP converter線路圖

2.4 處理方案

經(jīng)過仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，左主機(jī)的兩個轉(zhuǎn)速傳感器的型號、性能完全相同。在缺少備件的緊急情況下，為了保證靠泊作業(yè)的安全決定嘗試著將兩個轉(zhuǎn)速傳感器分別控制的兩個電路改為由一個轉(zhuǎn)速傳感器同時控制兩個電路。其具體操作方法是切斷發(fā)生故障的轉(zhuǎn)速傳感器輸出線路，將控制轉(zhuǎn)速表、主機(jī)預(yù)潤滑泵和超速停車的傳感器控制電路直接到控制EP閥和調(diào)速傳感器電路中，將 EP converter和meter relay串聯(lián)，如圖3所示。這種方法理論上可以實現(xiàn)單一的轉(zhuǎn)速傳感器同時控制兩個回路，并對左主機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行電路改造。這種方法操作簡單，并且克服了船舶沒有備件的困難，可以盡快使左主機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖4所示。

圖3 接線簡單示意圖

圖4 接線實物圖

3 方案驗證

線路改造完成后還需要充分驗證其可行性。根據(jù)接線簡圖可以看到meter relay 和EP converter串聯(lián)形成分壓，依據(jù)串聯(lián)分壓的特性，測量計算出線路改造后的電壓值。分壓后電壓不升高并且高于臨界值，由此可以判斷出轉(zhuǎn)速傳感器正常使用，電路正常并且不會對其他元器件造成破壞，線路改造前后的電壓對比如圖5所示。

圖5 線路改造前后電壓對比

圖6 測量端點簡圖

根據(jù)理論方法，將故障轉(zhuǎn)速傳感器的pt1和pt2接線斷開并將其分別接到pz1和pz2端，然后重新啟動主機(jī)后測量pz1和pz2的電壓，經(jīng)過對比和理論分析一致，驗證其工作可靠性，電壓對比數(shù)值如圖7所示。

圖7 電壓對比數(shù)值

經(jīng)過線路改造后再進(jìn)行試車試驗，左主機(jī)各儀表參數(shù)均顯示正常，備用滑油泵可以正常啟動、停止，并進(jìn)行加減車操作應(yīng)急停車故障消失，主機(jī)一切運(yùn)行正常。自從3月份完成左主機(jī)控制電路系統(tǒng)改造以來左主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一切正常，沒有任何異?，F(xiàn)象發(fā)生。

4 主機(jī)日常管理中注意事項

當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生故障超速，但是主機(jī)實際上并沒有超速的情況下造成的主機(jī)超速保護(hù)停車，對于靈活機(jī)動性能要求更高的港作拖輪來說，極易發(fā)生致命性的安全事故。對于輪機(jī)員來說應(yīng)該多多加強(qiáng)電氣系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，多鉆研、多思考、認(rèn)真閱讀設(shè)備說明書，弄清設(shè)備的工作原理，工作時注意靈活變通，才能在發(fā)生突發(fā)性故障時快速找到原因，排除解決故障[2]。

船舶出海作業(yè)時應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)艙值班巡視，并要及時觀察記錄主機(jī)轉(zhuǎn)速表、主機(jī)淡水和滑油壓力等參數(shù)，及時處理任何異常情況。如果類似故障再次出現(xiàn)，機(jī)艙當(dāng)班人員應(yīng)當(dāng)立即檢查主機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的工作狀況，避免出現(xiàn)其它類似故障而無覺察。駕駛員在作業(yè)過程中應(yīng)隨時警惕故障再次出現(xiàn)，及時采取防范措施包括但不限于以下幾項：（1）作業(yè)時要密切注意駕駛臺報警面板報警情況；（2）密切關(guān)注駕駛臺主機(jī)轉(zhuǎn)速、螺旋槳轉(zhuǎn)速和舵角指示器是否運(yùn)行正常；（3）作業(yè)時密切注意船舶周圍環(huán)境變化，加大安全距離，預(yù)防緊急情況的發(fā)生；（4）如果發(fā)生緊急情況，要立即按照公司的應(yīng)急預(yù)案操作，避免事故發(fā)生；（5）密切注意故障情況，如果再次出現(xiàn)新的故障現(xiàn)象，要及時上報船隊和公司[3]。

5 結(jié)語

本次主機(jī)超速停車故障發(fā)現(xiàn)及時，分析細(xì)致并且排查有序徹底，在第一時間內(nèi)消除了故障，保證了人員和船舶作業(yè)的安全。眾所周知，在拖輪靠泊作業(yè)過程中如果發(fā)生故障性超速停車帶來的影響往往難以預(yù)測，這就要求當(dāng)班的輪機(jī)員必須要具備過硬的應(yīng)急處置能力，同時也要加強(qiáng)設(shè)備日常保養(yǎng)的常態(tài)化、細(xì)致化、制度化，盡早發(fā)現(xiàn)隱患，盡快消除隱患，徹底保證船舶和作業(yè)人員的安全。此外，本次超速停車故障的應(yīng)急處置過程中創(chuàng)造性的提出由一個傳感器來控制兩個線路的方案，也為同類型船舶發(fā)生類似主機(jī)超速停車故障提供了一種可行的應(yīng)急處理思路，極具參考價值。