船舶輪機自動化機艙動力裝置與系統

黎益祿

（興通海運股份有限公司，福建泉州 362800）

0 引言

在工業化和城市化不斷發展的大背景下，各類產業建設和群眾生產生活對交通運輸的要求較以往也有了更加明顯的調整和轉變，不再把陸上運輸當作唯一的依靠，而是更加強調海上交通的延伸和拓展，這種變化也給造船行業注入了更多的生機與活力。輪機作為支撐船舶運行的重要基礎，也應當受到更加高度的重視和關注，特別是對機艙動力裝置與系統的設計來講，應強調自動化開發的重要價值，保證船舶輪機狀態的穩定性和可靠性。

1 船舶輪機的動力裝置系統

近年來，我國船舶業的發展已經取得了較為明顯的拓展和延伸，在這一態勢的引導下，動力裝置系統兼顧的主客觀因素也更加復雜，逐漸顯露出綜合性和系統性的特征。船舶輪機機動化機艙的主要動力裝置涉及不同類型的器材，如主機、高彈性聯軸器等。保證船舶輪機的正常運轉，就必須充分考慮到船舶輪機動力裝置運行過程中必須具備的條件以及滿足的要求，展開一系列的研發和設計。目前，我國制造的船舶輪機動力裝置必須滿足基本的船用條件，而且也應當充分參考國際法律的有關規定，需要與船舶整體的系統相吻合，同時要考慮到不同設備之間的協調性和關聯性。

與此同時，我國船舶輪機自動化機艙動力裝置與系統設計過程中運用了許多不同的方法，需要借助并行設計、優化設計、虛擬設計等多種途徑打造完整的框架。對于動力系統的設計而言，還需要借助各種現代化的技術和手段，例如仿真技術和人工智能技術，進一步提升我國船舶輪機的質量和水準。目前，我國科學技術的提升和進步也使工業產品的生產擁有了更多的可能性，船舶輪機動力裝置的種類更加多樣，小零件數量增多，功能結構也相對復雜[1]。這也就意味著，我國工業生產企業不能在短時間內把所有的零件全部生產完畢，因此，國家也應當在宏觀上，針對工業企業制定相應的約束條件，保證船舶動力系統的設計和研發能夠滿足系統的需求，挑選合適的組件進行分配。

2 船舶輪機自動化機艙動力裝置的安裝內容

2.1 主機安裝

目前，動力系統的主機通常會與混凝土底座相聯系，操作人員要想保證動力系統中的各類軸能夠處于同一中心線上，就應當在混凝土基座灌漿和凝固完畢之后，使用水平儀測量基座的平整度，保證主機軸之間有極高的同軸度。主機機座在建設時，已經劃出了相應的主軸線，所以操作人員在展開吊裝作業時，也要保證主機軸線和基座上繪制的軸線處在同一垂直面內，在必要的情況下，需要使用水平儀展開測量。如果主機的安裝不能滿足宏觀上的要求和規范，操作人員也需要展開一系列的調整，確保主機的水平度滿足設計規范。

2.2 軸安裝

當主機安裝后，各類軸的安裝工作就應當落到實處。動力系統的規劃本身就涉及不同類型的裝置，所以軸也是多種多樣的，一般情況下有長軸和短軸之分。要想保證動力系統的安全和穩定，操作人員應當確保軸心線處于同一條直線上，而且還需要做好矯正工作，通常采用的矯正方法包括測力校中、最優化校準和直線校中。就彈性基礎長軸來講，操作人員要選擇測力校中和最優化校中，特別是排水量高于2 萬噸的船舶長軸。剛性基礎軸大多都會選用直線校中的方式。軸的安裝必須要以主機動力輸出軸為參照，不同軸的長度也要符合設計圖紙的要求和規范。

2.3 減速器安裝

在一般情況下，船舶輪機系統對減速器的尺寸要求并不嚴格，減速器自身的尺寸也相對較小，但需要與傳動軸展開有效銜接，才可以發揮應有作用。操作人員需要事先確定減速機的安裝位置，然后再設計安裝的支架，支架的設計應當重點考慮2 個參數，首先是支架的水平位置，操作人員應當把支架澆筑在混凝土中，以此確保安裝的穩定性；其次是支架的高度，如果高層已經確定，操作人員應當按照軸心位置測量參數，保證減速箱支撐支架和減速箱分離，并在兩者之間設置活動墊片，方便后期減速箱高度的靈活調整。

3 船舶輪機自動化機艙的動力系統設計

3.1 燃油系統

燃油系統是確保資源供給和輸出的重要基礎，在整個船舶輪機自動化機艙動力裝置中發揮重要作用，這一系統主要包括輕油系統和重油系統2 個部分，這2 個部分依靠閥門和管路實現銜接，完成輕油和重油的轉化。在一般情況下，重油系統都會配備均質機，均質機的作用是細化燃油、降低燃油的黏度，確保劣質燃油的性能能夠有效發揮，提高資源的分配率和利用率。除此之外，重油系統也可以發揮類似計算機的作用，可以在主控室中顯示主柴油機的耗油率。對于船舶運行來講，之所以會使用大量的重油，主要是為了降低運行的成本[2]。

3.2 滑油系統

滑油系統也是相對重要的系統類型，包括油溫調節裝置和液位控制裝置，這些都可以滿足船舶運行的潤滑需求。滑油系統也可以對自動化機艙中的機油進行凈化，分離雜質，分離和凈化的過程也可以顯示自動化控制的水準，提高船舶輪機運行的可靠性。設計人員在規劃潤滑系統時，必須確保潤滑系統對機油進行連續的旁通凈化，而且還應當對機油的循環過程進行調節和控制。

3.3 冷卻系統

船舶機艙的主機和副機在冷卻的時候都會依靠閉式冷卻系統。如果船舶的主機處于備車狀態，機艙副機的冷卻水就可以流入主機的缸套中，這樣不僅可以有效調節溫度，也可以使自動化機艙冷卻系統變得更加穩定，減少能源的消耗，發揮節能減排的作用。船舶輪機系統運行時，不同的機器都會產生相應的熱量，這些機器都需要接受冷卻。

3.4 壓縮空氣系統

空氣壓縮主要分成2 個路徑，一方面可以作為主機的動力支撐，另一方面也可以發揮控制功能。自控用壓縮空氣能夠在空氣凈化器的引導下，對空氣展開一系列的凈化，并對其進行減壓，提高遙控的靈活性和針對性。

4 船舶輪機運行中常見缺陷和解決方法

4.1 主機系統檢驗缺陷

在一般情況下，主機系統在檢驗過程中會出現2 個方面的問題，一是機械故障，二是設備安裝故障。零件的安裝本身就需要依靠技術人員來完成，目的是保障后續的運行，加之船舶的行駛具有高精密的特點，對系統和零件之間的配合提出了嚴格的要求，任何誤差都有可能影響后期的正常使用。例如，船舶上某個螺絲松動或者螺釘錯位，主機系統就有可能因此而癱瘓，特別是輪機軸尾部的錯位，必然會進一步損害主機，縮短使用壽命。另外，主機系統的穩定與否也與水套氣壓控制有關，如果水套閥溫度過高，那么冷卻水套氣壓也會在短時間內驟然上升，最終產生壓力差，導致缸套爆裂。

要想預防這樣的問題，就必須針對主機的安裝缺陷進行細致排查和篩選。在設備安裝完畢以后，要進行調試，并針對設備的性能和運行參數進行準確的記錄，方便后期跟蹤對比，工作人員要撰寫材料報告，保證調試過程有據可查。按照具體的運行情況來看，螺絲松動和螺釘錯位是較為常見的問題，所以要展開重點排查，工作人員要針對這些零部件展開日常的檢測，因為系統內部機械運轉速度相對較快，振動頻率也高，螺絲松動和螺釘錯位極為容易產生[3]。另外，在解決冷卻系統問題的時候，要堅持具體問題具體分析的原則，如果是機械設備本身的問題，就需要考慮到螺栓安裝；如果是為了防止螺絲松動，就要先做好預緊力控制。

4.2 輔助系統檢驗問題

輔助系統的運行往往能夠給輪船提供大量的資源，發揮著重要的供給作用，同時也能夠存貯油料，保證正常運行，等待使用的船舶燃料也都一并存放在輔助系統內部。在航行的時候，燃料會通過特定的渠道傳輸到需要使用的設備中去，保證航路穩定。據此可以推斷出，輔助系統的問題大多都集中在滑油艙、燃油艙和管道運輸上面。工作人員在檢修時也要做好防護，認真分析輔助系統運行參數的故障，找到問題產生的位置，在排除意外因素后展開及時的維修和保養。

5 保障船舶輪機穩定運行的策略

5.1 提高船舶輪機管理人員的業務水平

第一，船公司需要定期開展培訓計劃，提高管理人員的防范意識。如果船員不具備防范意識，事故發生后，其很難采取及時的管控措施。第二，船舶輪機管理人員需提高自身的安全隱患辨別能力。船舶在行駛的過程中容易受到外界因素的影響，導致部件出現松動或者脫落。由于部件設備較小，還未影響整個輪機的運轉。但如果不及時處理隱患，輪船的安全運行勢必受到影響[4]。因此，船舶輪機管理人員一定要結合自身的經驗，掌握先進的維修技術，根據輪船的運行狀態在第一時間做出準確判斷，找到輪機的故障點，并采取合理的措施。

5.2 優化船舶輪機保養計劃

我國船舶的保養工作一直放在設備的維修上，凡是損壞的零件，船公司都會秉持“不放過輪機設備出現的任何一個細小問題”原則，更替同等質量的新部件。這種保養工作值得肯定，但不應該是船公司設定保養計劃中的全部內容。這意味著船公司除了要做好被動維修工作之外，還要做好預防事故發生的保養工作。

5.3 采用現代化的組織管理模式

船舶輪機管理的設備涉及了甲板機械、管路系統、輔助裝置和自動化配置等設備。這些都是先進的科技設備，過去的輪機管理模式局限性較大，無法達到現代船舶輪機管理的標準。所以，船公司要對當前的組織管理模式進行優化，引入科技型信息數字化管理模式，創立適合船舶運營的管理機制。在防止責任落實不明確的問題上，船公司需建立環境與機械一體化的管理流程。

5.4 加強巡回檢查制度

巡回檢查制度規定了管理人員在工作時，必須遵守“勤察”“勤聽”“勤換”“勤觸”準則，密切關注船舶輪機在運行過程中的狀態變化，認真傾聽設備在運轉時有無異常響聲傳出，加快更換過濾器的速度，減少堵塞情況。為避免設備過勞運轉，管理人員在確保安全的情況下，需要用手去觸碰設備表面，感知設備溫度。如果溫度過高，船舶運行速度需適當降低，以防設備出現勞損[5-7]。

5.5 制定科學的輪機檢驗程序

為了檢查輪機維修養護情況，船公司需要制定科學的輪機檢驗程序，此程序既可以驗收工作人員的責任落實情況，又可以在維護過程中給予工作人員科學的指導。比如，檢查機艙時，管理人員根據程序會先去確認外部消防設施是否配置到位，以便在發生火災時，能有足夠的補救條件去滅火；檢查輔機機械和管路系統時，管理人員會根據預先布局提前設置隔板，以防管道老化，出現破裂事故，導致艙內原油和潤滑油混合；檢修船舶輪機時，工作人員會按照預定流程檢驗后匯報輪機動態。

6 結語

持續推動船舶輪機自動化機艙動力裝置與系統的優化設計是合理且必要的舉動，這是推動我國造船業向智能化方向邁進的應有之策，也是提高船舶設計質量和效率的有效措施。本文通過燃油系統、潤滑系統、冷卻系統、壓縮空氣系統這幾個角度，論述了船舶輪機自動化改革的方法，充分結合了我國船舶業發展的現狀，具有理論上的合理性與實踐上的可行性，以期為從業人員提供相關參考。