服务园地

足球直播船舶主机辅助鼓风机

发布时间:2021-01-03 01:03

  船舶主机辅助鼓风机控制系统的调试与使 用维护 【内容摘要】 :船舶主机辅助鼓风机在主机输出功率较低,换气质量较差时使用,以保持主 机低速正常运转。 本文基于主机辅助鼓风机控制系统原理的深入分析, 结合实际船舶电气控 制系统调试的技术经验, 总结了主机辅助鼓风机控制系统的调试流程及其使用维护方法。 首 先,以 C6600-5/6#船的主机辅助鼓风机控制系统为例,详细介绍了主机辅助鼓风机控制系 统的工作原理,同时分析了控制系统中三相异步电动机的 Y-Δ降压启动、连锁控制及安全 保护环节;其次,根据以往对主机辅助鼓风机控制系统的调试经验,总结出主机辅助鼓风机 控制系统调试的具体步骤,并应用于 C6600-6 船中;最后,概述了主机辅助鼓风机控制系统 各电器(机)的使用维护方法。由于主机辅助鼓风机控制系统是船舶重要的电气控制系统之 一,控制基本原理及元器件组成具有普遍性,因而,本论文对船舶电气控制系统的调试与使 用维护具有较高的指导意义和实用价值。 关键词:主机辅助鼓风机;控制;电动机;调试;使用维护; 1 前言 船舶大型低速柴油机主机一般都装有两台或三台输出功率较大 的辅助鼓风机,也叫应急鼓风机,它是在主机输出功率较低,换气质 量较差时使用,使主机能保持低速正常运转。一般是在船舶进出港, 船舶机动用车或在主机增压器损坏的情况下使用。 船舶主机辅助鼓风机必须在增压器进油后才可使用运行, 常由于 增压器进油晚而导致调试时间紧迫, 若调试周期长或者调试过程中损 坏元器件,尤其是末制船,则严重影响主机系泊进度。因此,总结主 机辅助鼓风机控制系统的调试步骤非常重要,不仅可以提高调试效 率,缩短调试周期,而且能尽可能的避免电器(机)损坏,节约造船 成本。由于船舶电气控制系统的元器组成及控制原理基本相同,所以 本论文对于其他船舶电气控制系统的调试均具有参考和指导意义。 船舶正常航行若应急需要使用主机辅助鼓风机时, 比如增压器损 坏或主机机动时,船舶又处在一个不允许停车抛锚的水域或海况时, 此时如果主机辅助鼓风机由于平时使用过多而损坏, 那必将影响船舶 的营运和安全。 因此正确使用与维护主机辅助鼓风机又有着十分重要 的意义。 2 主机辅助鼓风机控制系统的原理 本章主要分析了主机辅助鼓风机控制系统的降压启动、工作原 理、连锁控制及安全保护环节。 2.1 三相异步电动机 Y-Δ转接启动 三相异步电动机 Y-Δ转接启动为降压启动[1]的一种,在正常运 行时三相定子绕组接成三角形的三相异步电动机, 可以在启动时接成 星形以减小启动电流以及启动时对电网的冲击。电动机直接启动时, 定子绕组为三角连接,如图 2-1(a)所示,每一相绕组启动电压大 小为 U1=UN,每相启动电流为 IPΔ,线路上的启动电流为 IL? ? 3IP? (2.1) (a) (b) 图 2-1 Y-Δ启动电压、电流 采用 Y-Δ启动,启动时,定子绕组为星形连接,如图 2-1(b) 所示,每相启动电压为 U1 ? U1 3 ? UN 3 (2.2) 每相启动电流 IPY 为 IPY U1 U 3 1 ? ? N ? IP? U1 UN 3 (2.3) 启动线电流 ILY 为 ILY ? IPY ? 1 3 IP? (2.5) 1 ILY ? IL? 1 3 ? 3 3IP? IP? (2.6) 式(2.1)~(2.6)表明 Y-Δ启动时,相电压和相电 流与直接启动相比降低到原来的 1 3 ,对供电电网造成冲击 的启动电流降低到直接启动时的 1/3。 2.2 主机辅助鼓风机控制电路原理分析 以 C6600-5/6#船为例,主机机型 DOOSAN-MAN B&W 8K98MC-C6.1, 三台主机辅助鼓风机原理图,分别如图 2-2,2-3,2-4 所示,图 2-2 中 HiBS403/300A 为自动空气断路器;F 为熔断器(保险丝) ;51-1 为 热继电器;TR1 为 440V/220V 变压器;6-1、88-1、42-1 为接触器; 19T-1、27T-1、63T-1、48T-11 为时间继电器;88x-1、88x-11、51-1、 51x-1、4x-1、43x-1、43x-11 为电磁式继电器;WL1、GL1、RL1、BL1 为指示灯;HM1 为计时表。由于三台主机辅助鼓风机控制系统原理相 同,本文仅以 1 号主机辅助鼓风机控制系统为例。 2.2.1 主机辅助鼓风机的启停过程 主机辅助鼓风机的启动和停止按位置可分为本地启停和远程遥 控启停,其中远程遥控启停又分为自动遥控启停和手动遥控启停。 ⑴本地手动启停的过程如下: ①启动过程:a.将本地控制板上的位置选择开关选至本地位置, 按下启动按钮 3-C1,继电器 4x-1 得电,常开触点 4x-1(33,34)闭 合,这时放松 3-C1,由于常开触点 4x-1(33,34)闭合接通,所以 4x-1 还是吸合的;b. 继电器 4x-1 得电,常开触点 4x-1(13,14) 闭合,接触器 6-1 得电,常开触点 6-1(13,14)闭合,接触器 88-1 得电,常开触点 88-1(13,14)闭合,电动机实现 Y 型启动,常开 触点 88-1(43,44)闭合,继电器 88x-1 得电,常开触点 88x-1(43, 44)闭合,运行指示灯 GL1 亮;c.同时,时间继电器 19T-1 得电,延 时 10s,常开触点 19T-1(6,8)闭合,常闭触点 19T-1(4,5)断 开,接触器 6-1 失电,接触器 42-1 得电,常开触点 42-1(13,14) 闭合,电动机实现Δ运行。 ②停止过程:按停止按钮 3-O1,继电器 4x-1 失电,接触器 6-1, 88-1,42-1 失电,电动机停止运行,同时常开触点 4x-1(33,34) 也断开,这时松开 3-O1,由于常开触点 4x-1(33,34)已断开,所 以 4x-1 不会从新吸合。 ⑵远程遥控启停过程如下: ①手动遥控启停: 将本地控制板上的位置选择开关选至远程遥控 位置,集控室自动模式开关选至手动位置,按下启动按钮“START” , 继电器 4x-1 得电,原理与本地手动启停过程相同。 ②自动启停过程:将本地控制板上位置的选择开关选至远程位 置, 集控室模式开关选至自动位置, 当主机扫气压力低于 0.05MPa 时, 压力开关 P1P2 闭合,继电器 43x-11 得电,常开触点 43x-11(7,11) 和 43x-11(6,10)闭合,时间继电器 63T-1 得电,延时 10s,触点 63T-1(1,3)闭合,继电器 4x-1 得电,常开触点 4x-1(13,14) 闭合,接触器 6-1 得电,常开触点 6-1(13,14)闭合,接触器 88-1 得电,常开触点 88-1(13,14)闭合,同时,时间继电器 19T-1 得 电,延时 10s,常开触点 19T-1(6,8)闭合,常闭触点 19T-1(4, 5)断开,接触器 6-1 失电,接触器 42-1 得电,常开触点 42-1(13, 14)闭合,电动机实现 Y-Δ启动运行;当主机扫气压力达到 0.07MPa 时,压力开关 P3P4 断开,继电器 43x-11、时间继电器 63T-1 和继电 器 4x-1 失电,接触器 6-1、88-1 和 42-1 均失电,电动机停止运行。 其中,时间继电器 19T-1 的作用:设置 Y-Δ运行转接时间。时 间继电器 63x-1 的作用:防止扫气压力在鼓风机启动的临界值波动 时,鼓风机频繁启动。时间继电器 27T-1 的作用:防止失电后再恢复 供电,瞬间启动尖峰电流过大。时间继电器 48T-11 的作用:与继电 器 88x-1 配合为辅助鼓风机运行故障报警使用。 2.2.2 电动机的连锁控制 图 2-2 辅助鼓风机中包含多个自锁、互锁等连锁环节。 ⑴自锁: 凡是接触器或继电器利用它自己的辅助触点来保持线圈 吸合的,称之为自锁或自保。图 2-2 中,当按下启动按钮 3-C1,继 电器 4x-1 得电,常开触点 4x-1(33,34)闭合,这时放松 3-C1,回 路就可通过常开触点 4x-1(33,34)使接触器 4x-1 线圈保持通电, 常开触点 4x-1(33,34)称为自锁触点。 ⑵互锁: 多种运动状态的生产机械或多个生产机械往往存在着相 互制约的关系。图 2-2 中常闭触点 6-1(21,22)和常闭触点 42-1 (21,22)构成了电动机 Y-Δ运行电气互锁保护,用于防止接触器 6-1 和接触器 42-1 同时动作,而导致主电路短路。 ⑶与主机完车和停车信号连锁:当鼓风机处于遥控自动运行时, 若主机有完车或停车信号送到鼓风机控制系统时,图 2-2 中端子 D13 与 D14 之间的触点会断开,鼓风机停止。 ⑷与主机滑油增压器停车信号连锁:当鼓风机正常工作时,若主 机滑油增压器有停车信号送到鼓风机控制系统时,图 2-2 中端子 D19 与 D20 之间的触点断开,鼓风机停止,防止增压器拉缸。 ⑸与空间加热器连锁:在电动机停机的时候,旋转图 2-2 中 43SH-1 旋转开关,启动加热器,防止电动机受潮,当电动机运行时, 常闭触点 88-1(21,22)和 88-1(31,32)断开,加热停止。 2.3.3 电动机的保护环节 在电力拖动控制系统中,为保证设备及人身的安全,系统中必 须设置有短路保护、过载保护、失压(欠压)保护及缺相保护等安全 保护环节[2]。 ⑴短路保护:在船舶电网中,由于导线电阻很小,短路时将会在 回路中产生很大的短路电流和线路电压降,如果不加保护,将造成电 网中的电气设备不能正常工作, 严重的短路故障会使发电机过载而烧 毁,甚至引起火灾。常用的短路保护措施有:在电路中装设自动空气 断路器 (例如图 2-2 中 HiBS403/300A) 、 熔断器 (例如图 2-2 中 F1-1) 等。 ⑵过载保护: 对于大多数电气设备来说, 当电流超过其额定值 (即 过载)时,并不一定会立即损坏,但长时间的或严重的过载是不能允 许的,故在电路中常装设过载保护。图 2-2 中 51-1 为热继电器,当 电动机发生过载时,热继电器常闭触头 51-1(95,96)断开,继电 器 51x-1 失电,常开触点 51x-1(6,10)断开,继电器 4x-1 失电, 接触器 6-1、88-1 和 42-1 均失电,电动机停止运行,对电动机起过 载保护作用。 ⑶失压(欠压)保护:失压(欠压)保护是根据接触器本身的电 磁机构和启动按钮来实现的。 图 2-2 中的自锁环节具有失压和欠压保 护功能。当电源电压降低到小于继电器(如 4x-1)的释放电压时或 电源失压时,其主触头,例如 4x-1(13,14)断开,电动机停止运 行,同时自锁触头已断开,在再次按下启动按钮前继电器不会通电, 电动机不会自行启动运行。 ⑷缺相保护:图 2-2 中热继电器 51-1 又起着缺相保护的作用, 热继电器 51-1 的发热元件串接在三相主电路中,在任意一相发生断 路(缺相)故障时,必然导致另两相电流的大幅度增加,这时热继电 器 51-1 将断开接触器电源,使电动机停转。 自动空气断路器,是船舶电力系统中常用的一种配电保护电器, 集控制与多种保护功能于一体, 在正常情况下可用于不频繁地接通和 断开电路,当电路中发生短路、过载、电压过低等故障时,能自动切 断 故 障 电 路 , 保 证 电 气 设 备 和 人 身 的 安 全 。 图 2-2 NO.1 主机辅助鼓风机控制原理图 图 2-3 NO.2 主机辅助鼓风机控制原理图 图 2-4 NO.3 主机辅助鼓风机控制原理图 3 主机辅助鼓风机控制系统的调试 主机辅助鼓风机控制系统的调试过程主要包括以下步骤: ⑴首先检查主机辅助鼓风机及控制箱内的安装是否满足工艺要 求,包括三相绕组螺丝紧固性、接地保护等;仔细检查控制箱内和电 动机接线盒有无铁丝、铜网等杂物,以免送电后发生短路引起事故; 检查电机接线盒是否为 Y-Δ连接,若内有连扳,需拆除连扳。足球直播图 3-1 为 C6600-6#的主机辅助鼓风机控制箱的实物图,图 3-2 为辅助鼓风 机的实物图,图 3-3 为辅助鼓风机接线盒内部实物图和铭牌。 图 3-1 NO.1 主机辅助鼓风机控制箱外部和内部实物图 ⑵结合主机辅助鼓风机系统原理图、船厂接线图、船厂系统图, 检查线路。线路检查主要包括:①主机辅助鼓风机控制箱内的线路: 按照原理图检查线路接线是否正确,尤其要注意各个短接线,有时控 制箱厂家在试验时加了部分短接线,试验结束后并未拆除;②控制箱 与电机之间的线路:检查电机的 Y-Δ运行控制线路以及空间加热器 线路是否正确,同时利用万用表测量空间加热器线路之间的电阻,约 几百欧姆,以防止短路。 ③控制箱与主配电盘之间的线路:检查主 电路三相电源接线及相序是否正确。④控制箱与集控台之间的线路: 检查集控台手动/自动转换开关、启动按钮、停止按钮、运行指示线 路是否正确,检查主机停车和完车线路是否正确,检查主机辅助鼓风 机故障报警线路是否正确。 ⑤控制箱与控制主机辅助鼓风机自动启停 的压力开关之间的线路: 检查压力开关线路及压力开关的接线是否正 确。⑥控制箱与机旁应急控制箱之间的线路:检查运行指示线路是否 正确。⑦控制箱与阿尔法注油器注油器之间的线路:检查运行指示线 路是否正确。⑧控制箱与增压器滑油单元之间的线路:检查增压器滑 油单元停车线 主机辅助鼓风机实物图片 图 3-3 NO.1 主机辅助鼓风机接线盒内部及铭牌实物图 ⑶热继电器电流设置:根据原理图查看热继电器的接线位置,确 定热继电器动作值是线电流还是相电流, 本文中 C6600-6 船舶的热继 电器实物图如图 3-4 所示,动作值为线电流,再查看电动机的铭牌, 电动机的额定电流(线电流)即热继电器的动作值(变比 400:5) 。 图 3-4 NO.1 主机辅助鼓风机热继电器实物图片 ⑷时间继电器设置: 按照原理图和试验程序要求设置各时间继电 器的延时时间及模式,注意区分得电延时和失电延时。 ⑸控制自动起停的压力开关压力值设定: 图 3-5 为 C6600-6 控制 鼓风机自动启停的压力开关实物图及调节试验图。 ①停止压力开关压 力值设定: 首先将压力开关下的管路阀关闭, 然后使用万用表欧姆档, 将两表笔与压力开关常闭点相连, 利用船用压力校准仪使管路压力达 到 0.07MPa,调整压力开关动作值,使常闭点断开即可,再重新试验 一次,保证压力值正确。②启动压力开关压力值设定:利用同样的方 法,使管路压力降到 0.05MPa,调整压力开关动作值,使常开点闭合 即可,再重新试验一次,保证压力值正确。 压力开关 压力表 电缆 调节试验时 关闭此阀 压力校准仪 图 3-5 NO.1 主机辅助鼓风机压力开关实物图及调节试验图 ⑹检查绝缘:使用绝缘表测量每相绕组与机壳的绝缘电阻值、每 两相绕组间的绝缘电阻值,440V 三相异步电动机的绝缘电阻应不低 于 0.5 兆欧姆。 ⑺运行检查:启动前应检查主机滑油增压器是否开启,确定增压 器有滑油进入后,将主配电盘辅助鼓风机电源开关合上,再将本地控 制板的电源开关合上, 选择本地启动, 按下启动按钮, 鼓风机一运行, 快速按下停止按钮,与此同时检查电动机的转向是否正确。再次按下 启动按钮,鼓风机启动运行,利用钳形表测量电动机启动电流(约为 额定电流的 5~7 倍)和稳定运行时的电流(不能超过额定电流)是否 异常,观察电动机声音是否正常、有无振动及异味。接通电源前应做 好切断电源的准备,一旦出现不正常情况,应立即切断主电源。 C6600-6#三台主机辅助鼓风机(按照 1 号、2 号、3 号顺序分别启动) 的绝缘电阻、启动电流和稳定运行电流如表 1-1 所示。 表 1.1 C6600-6#三台主机辅助鼓风机的各测量数据 额 定电 压 额 定电 流 对 地绝 缘 启 动最 大 稳 定运 行 (V) (V) 电 阻 (M 电流(A) Ω) 1号 主 机辅 助 鼓风机 2号 主 机辅 助 鼓风机 3 号 主机 辅 助鼓风机 440 195.9 0.5 406 36 440 195.9 0.5 392 31 440 195.9 0.5 386 51 电流(A) ⑻功能试验:确定增压器有滑油进入后,试验本地启停、远程遥 控手动/自动启停、过载报警及各个位置指示灯(运行、停止、过载、 空间加热器等指示灯) ,确认功能正确无误后准备向船东、船检交验。 4 主机辅助鼓风机控制系统的使用维护 ⑴船舶主机辅助鼓风机在日常使用过程中应注意以下几点: ①辅助鼓风机长期不用时,每隔两个月,应短时间启动一会儿。 当情况不允许启动时,手动转动鼓风机叶轮,转动几圈。这样能保护 轴承防止腐蚀损坏。 ②每次备车时都要检查每台鼓风机的工作是否正常。 ③主机辅助鼓风机一般是在船舶进出港, 船舶机动用车或在主机 增压器损坏的情况下使用,平时仅作为备用。但部分轮机员在实际使 用中不仅进出港机动用车时使用辅助鼓风机[3],甚至在正常航行时也 要依靠辅助鼓风机来改善主机的工作状况。 这种做法增加了发电机的 负荷和电机的机械损耗,从而增加了油耗及备件的消耗量,进而导致 运营成本增加。最严重的是在正常航行过程中,一旦需要应急使用主 机辅助鼓风机时,比如低速运转或增压器损坏时,船舶又处在一个不 允许停车抛锚的水域或海况时, 此时如果辅助鼓风机由于平时缺乏维 护或者使用过多而损坏,尤其是轴承长期使用易损坏,那必将影响船 舶的营运和安全。 ⑵船舶主机辅助鼓风机控制系统的各电器(机)的维护[4]包括以 下几点: ①电动机: 清除电动机外表污物, 以保证电动机正常运转和散热; 轴承每隔一段时间应添油、换油;鼓风机在运行时要观察电压、电流 的大小,有无异常增大的现象,听电动机运行时的声音,特别是轴承 的情况,如有不正常的现象,要及时修理予以消除,不能等到损坏后 再修,以备应急情况下使用,避免可能发生的事故。 ②自动空气断路器:清除断路器上的灰尘、油垢,以保证开关的 绝缘; 检查并清洁触头表面; 检查脱扣器的衔铁和拉簧活动是否正常, 动作是否灵活;检查紧固机构,若有松动,应拧紧。 ③接触器:保持接触器清洁;定期检查接触器所有紧固螺丝及紧 固件;定期检查调整接触器触头的压力、开距、超行程;定期手动检 查接触器运行机构及线圈。 ④电磁式继电器:保持继电器清洁,接线螺钉应拧紧,保证接触 良好;检查衔铁与铁芯接触是否紧密,保证动作值的准确性; ⑤时间继电器:与电磁式继电器的维护相同,并保证时间继电器 的延时是否准确有效。 ⑥热继电器:与电磁式继电器的维护相同,并保证热继电器动作 值的准确性。 结论 船舶主机辅助鼓风机控制系统是船舶电气控制系统的重要组成 部分。主机辅助鼓风机控制系统的调试流程不仅能提高调试效率,而 且可以最大限度避免各电器(机)元件的损害,从而缩短调试周期, 节约造船成本。本文主要围绕以下几个方面展开进行: ⑴对船舶辅助鼓风机的作用进行了简单概述。 ⑵以 C6600-5/6 单台主机辅助鼓风机控制系统为例, 详细分析了 Y-Δ降压启动原理,自锁、互锁和连锁控制原理,短路保护、过载 保护、失压(欠压)保护及缺相保护等安全保护环节。 ⑶结合主机辅助鼓风机控制系统以往调试经验,包括检查线路, 启动前检查工作,运行时检查工作等经验,总结了主机辅助鼓风机控 制系统的调试步骤。 ⑷基于各电器(机)的功能及调试经验,介绍了船舶电气控制系 统中各电器(机)的使用维护方法。 ⑸本文对船舶主机辅助鼓风机控制系统调试与使用维护的分析 总结,不仅适用于各种不同船只的主机的辅助鼓风机控制系统,而且 对于其他电气控制系统的调试具有重要的参考和实践价值。 【参考文献】 [1] 马宏忠.电机学.北京:高等教育出版社,2009:154-158. [2] 张春来.叶春.船舶电气与自动化.大连:大连海事大学出版社,2012:113-130. [3] 李永生,姚俊星.对船舶主机应急鼓风机运行问题的浅析.科技论坛. [4] 赵殿礼, 张春来. 船舶电气设备维护及检测. 大连: 大连海事大学出版社, 2011: 50-55.


地址:山东省即墨市章丘区双山街道办事处三涧溪村2号  联系人:马经理 

固定电话:0531-83203834

全国销售热线:

0531-83203834