淺析拖輪主機超速停車應急處理

朱高華 李家存

（山東港口日照港集裝箱發展有限公司輪駁分公司，山東 日照 276800）

0 引言

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

1 轉速傳感器原理簡介

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

2 故障分析與排查

2.1 故障經過

2021年3月25號，日港拖16輪在石臼港區東11泊位協助大船靠泊作業時，左主機突然發生超速停車現象，報警板顯示左主機超速，但是主機實際上并沒有超速。這一突發狀況給船上人員和船舶的生產作業安全帶來了極大的隱患，作業時間緊迫、生產任務重，必須要在第一時間解決此故障。

2.2 故障排查

當報警板顯示發生左主機超速保護停車報警時，集控室和駕駛臺轉速表顯示正常未超速，駕駛員也沒有進行突然加油門的操作，主機負荷幅度變化不大，所以左主機并沒有真正意義上的超速。

機艙告知駕駛臺，左主機發生故障需要檢修，單車運行并檢查燃油、滑油、淡水和空氣系統均無異常，停車前各儀表的參數都顯示正常，并沒有發現相關報警，機械部分無異常。輪機長結合自身豐富的工作經驗，初步判斷可能是主機超速保護裝置的電氣系統發生故障造成的誤報警。隨即帶領輪機部人員檢查左主機超速保護停車裝置，打開左主機超速保護裝置檢查其電氣線路，經仔細排查發現左主機控制轉速表和超速停車的傳感器線路老化損壞，線路老化造成轉速傳感器輸出的錯誤信號導致左主機異常停車。

2.3 故障處理

當確定是控制轉速表的轉速傳感器線路損壞后，輪機部人員迅速開展搶修工作，因種種原因轉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重的危險，為保證公司生產和作業安全，所以輪機長決定帶領機艙人員對其控制線路進行應急改造。立即查閱設備說明書和兩個轉速傳感器的控制線路圖，并分別對其meter relay和EP converter線路進行分析。圖1是meter relay控制線路圖，由線路圖可知轉速傳感器將主機轉速轉換為電壓信號提供給不同的元件，一路將電壓信號供給機旁轉速表；另一路是經過MR1 METER RELAY分析放大后分別供給主機超速停車、主機應急停車、主機滑油低壓停車、集控室和駕駛臺轉速表。EP converter控制部分的線路是經過轉速傳感器輸出信號供給EP轉換控制系統，然后通過EP轉換控制系統輸出到I/V轉換器、AT遠程遙控系統、AT低速控制系統、EP converter和EP閥（燃油控制），如圖2表示。根據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

經過仔細研究發現，左主機的兩個轉速傳感器的型號、性能完全相同。在缺少備件的緊急情況下，為了保證靠泊作業的安全決定嘗試著將兩個轉速傳感器分別控制的兩個電路改為由一個轉速傳感器同時控制兩個電路。其具體操作方法是切斷發生故障的轉速傳感器輸出線路，將控制轉速表、主機預潤滑泵和超速停車的傳感器控制電路直接到控制EP閥和調速傳感器電路中，將 EP converter和meter relay串聯，如圖3所示。這種方法理論上可以實現單一的轉速傳感器同時控制兩個回路，并對左主機控制系統進行電路改造。這種方法操作簡單，并且克服了船舶沒有備件的困難，可以盡快使左主機恢復正常運轉，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。根據接線簡圖可以看到meter relay 和EP converter串聯形成分壓，依據串聯分壓的特性，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

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

圖7 電壓對比數值

經過線路改造后再進行試車試驗，左主機各儀表參數均顯示正常，備用滑油泵可以正常啟動、停止，并進行加減車操作應急停車故障消失，主機一切運行正常。自從3月份完成左主機控制電路系統改造以來左主機運轉一切正常，沒有任何異常現象發生。

4 主機日常管理中注意事項

當主機轉速傳感器發生故障超速，但是主機實際上并沒有超速的情況下造成的主機超速保護停車，對于靈活機動性能要求更高的港作拖輪來說，極易發生致命性的安全事故。對于輪機員來說應該多多加強電氣系統的學習，多鉆研、多思考、認真閱讀設備說明書，弄清設備的工作原理，工作時注意靈活變通，才能在發生突發性故障時快速找到原因，排除解決故障[2]。

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

5 結語

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