艏側推故障實例

王子華

（中遠海運船員管理有限公司大連分公司，遼寧 大連 116001）

1 故障現象

S輪側推啟動困難，初步判斷線路“接觸不良”。查找過幾次，也未找到具體故障點。后來發現反復合上、斷開主開關后側推器就可啟動成功。某日靠泊使用過程中側推器停在右舵不能回中，船一直往右轉，船長遂緊急停止側推器。后在大馬力拖輪協助下靠妥碼頭。

2 故障排查

分析側推器螺距不能回中可能原因為機械執行機構卡阻、控制電路故障、螺距顯示錯誤。電氣控制一旦出現故障較難查找，查看控制箱有無異味，燒毀是個捷徑。PLC控制板較少故障，多為外部輸入輸出或輸出繼電器觸頭、線圈燒毀，接線松動。查找故障本著先易后難的原則，一步步進行查找。

側推器控制系統主要組成：駕駛室控制面板和中央處理裝置、側推間反饋裝置、本地控制箱。

2.1 駕駛室控制面板(圖1)

駕駛室控制板組成：指令電位器，可調光螺距表，重載詢問按鈕，允許控制按鈕，驅動電機起停按鈕，油泵電機起停按鈕，緊急停止按鈕，8個故障指示燈，試燈按鈕，消聲按鈕。

按下控制板試燈按鈕，指示燈全亮。松開按鈕，控制板無故障指示，排除系統存在故障報警。停機前，船一直在往右轉，排除螺距顯示錯誤。

圖1

2.2 中央處理裝置組成(圖2)

變壓器、電源變換器 BL1.1，基準電壓 BL1.2，A/V BL1.3，9 個繼電器 (控制系統失電、零螺距、駕駛臺及左右翼控制、左右舵繼電器、報警失電、綜合報警)，6塊PLC。

圖2

2.3 螺距控制原理

控制手柄發出一個與推力相符合的指令電壓值。位置傳感器(位置傳感器與槳殼伺服機構機械連接，因而能跟蹤水下槳葉的實際螺距。)的反饋信號與指令電壓值一起送入PLC進行比較。如果指令與回饋信號兩者之間的偏差超過了死區(εd)限定值。PLC就輸出一個脈沖信號給電磁換向閥(型號4WE10G3X/CG24NZ5L，線圈通電，閥芯移動，打開油路;線圈斷電，閥芯在彈簧作用下回中，鎖閉油路)線圈以消除偏差。這樣就實現了螺距的閉環控制。

電機啟動后，螺距自動保持在零位。如果驅動電機停轉，螺距便自動回到零位。按動面板上請求控制帶燈按鈕，待指示燈發光后，可利用控制手柄來改變螺距。

啟動油泵，螺距指示為右舵。操作控制手柄左右舵試驗，螺距無變化。打開中央處理裝置控制箱，拔下右舵繼電器，螺距指示回零。左舵繼電器安到右舵繼電器插座上，右舵操作正常。而右舵繼電器安裝到左舵繼電器插座上，左舵出現故障，現象右舵相同。通過零件互換試驗可以確認:右舵繼電器故障。PLC控制電路，換件檢查是個捷徑。

右舵繼電器信息如下：型號為HH64P-L：線圈24V、DC，觸點容量10A240VAC、10A 30V DC，其中常閉和常開觸點各3組。查找側推器備件庫存數量為零。用萬用表測量后確認線圈未燒毀，只是一對觸點燒熔在一起，可換另一組觸點繼續使用(還有一種方案是用平時不用的左右舵繼電器(型號TPC-191)替代，但繼電器觸點容量為3A，只可短時間臨時使用。

右舵繼電器重新接線后，啟動油泵。左右舵試驗，螺距跟隨操作手柄位置變化，操舵功能恢復正常。由于已開始卸貨，未啟動側推器進一步運轉試驗。

3 啟動困難原因查找

完貨后立馬備車開航，側推器依然啟動困難。在啟動過程中，注意到一個細節：當按下重載詢問按鈕后，指示燈閃爍，發電機單機功率在160kW左右。是線路接觸不良還是有其它原因?需要進一步查明。

側推器本地電機啟動器電路簡圖(見圖3)。主要代號說明：KT延時繼電器，KM交流接觸器，TZ自耦變壓器，KA中間繼電器，FR熱繼電器。SB 啟動按鈕。

圖3

3.1 側推器馬達啟動過程

合上集控室側推主開關，控制系統有電。按下駕駛臺重載詢問按鈕，KA5有電時間，延時繼電器KT2滿足條件得電(機旁&駕駛臺停止按鈕閉合、熱繼電器閉合、KA4觸點9-14閉合、液壓油液位正常，重力油箱液位正常、液壓油油正常、螺旋槳螺距為零)。

KT2觸點延時閉合，中間繼電器KA1得電。KA1觸點閉合：線路23&24有電，線路13閉合自保，交流接觸器KM2，KM3有電，自耦變壓器TZ完成星型接法(電源電壓加在自耦變壓器高壓繞組上，而電機的定子繞組與自耦變壓器的低壓繞組連接)。同時延時繼電器KT1有電，觸點延時閉合(電機啟動后，電機轉速加到額定轉速，啟動即將完成時)，KM1有電，KM2&KM3斷電，切除自耦變壓器，電機定子繞組直接與電源按△連接，電機在全壓下正常運行。

3.2 S輪船舶電站組成

船舶電站：發電機：無錫汾錫500kW×3臺，配電屏上海恩艾思、側推器445kW×1臺。貨油泵(三螺桿泵)馬達132kW×4臺。

3.3 重載允許條件

S輪重載設備只有貨油泵和側推器。經咨詢NSE工程師得知側推器重載問詢富裕功率設置為100kW。側推器電機重載詢問滿足條件為：單臺發電機負荷≤ (500kW×2-445kW-100kW)÷2=227.5kW(電 機 員注意到如下現象：每次啟動側推時，若兩臺副機在網運行，單臺負荷約在150kW時，側推可以啟動。若單臺負荷高于160kW時，側推器啟動失敗)。重載詢問條件不滿足說明還有設備雖沒運轉，但其負荷也已記入電站PPU(并車與并電保護)。

貨油泵重載詢問是個帶燈的按鈕開關，按下開關指示燈亮，向主配電板發出重載詢問指令，配電板PPU經過邏輯運算，如果符合滿足要求，發出允許啟動信號，貨油泵允許運行指示燈點亮。在按一下開關跳起，指示燈熄滅。檢查貨油泵操作面板，發現NO.4號貨油泵重載問詢燈處于點亮狀態。此時電站PLC計算最小富裕功率為：（500kW×2-445kW-132kW-100kW）÷2=161kW。此數值與備車時單臺發電機功率相當。由于船舶電站功率小，電網波動。一會富裕功率滿足側推啟動，一會又不滿足，造成重載問詢燈閃爍原因。找到原因后，側推器在未出現啟動困難情況。

4 原因分析

（1）早期每次靠離碼頭時，需啟動3臺副機，確保電網提供足夠功率儲備，以便側推正常啟動運轉。側推器啟動后，單臺副機負荷100多千瓦。柴油機長時間低負荷運行，增壓機及進排氣通道容易臟污。后每次備車時改為2臺副機并電運行，電網儲備功率不足。

（2）S輪出廠設計4臺貨油泵，但變頻器只有3臺。NO.3號貨油泵和NO.4號貨油泵共用一個變頻柜。因此兩臺貨油泵不可同時運轉，廠修時增加了一臺變頻柜，但主配電板未做相應更改。為了保證NO.4號貨油泵正常啟動，電站PPU輸出線路上接了個小開關，通過此開關手動應答4號貨油泵重載問詢。船舶人員定期輪換，時間久了，機艙當值人員不知道這個開關了。每次完貨時駕駛員也不再按起NO.4貨泵重載問詢，而是保持其長期 “在網”，電網邏輯運算后富裕功率不滿足要求，不發出允許側推器運行信號。

5 結語

S輪側推器啟動困難，反復斷開，合上主開關是個錯誤操作，若是接觸不良，側推器啟動成功后依然會出現故障。駕駛員每次啟動貨油泵或側推器時，輪機員若在場，也許會早些發現故障原因。加強使用人員培訓很有必要。