龐景昊 趙曼莉 嚴(yán)海華 劉小龍

（1.中國船舶及海洋工程設(shè)計研究院 上海 200011；2.總裝備部車船軍代局駐杭州軍代室 杭州310012）

0 引 言

氣墊船作為一種高性能船舶，由于其特殊性，在研制過程中就與常規(guī)船有著很大的區(qū)別。為了保障氣墊船在航行時的連續(xù)性、可靠性和安全性，設(shè)計時需考慮各種可能發(fā)生的情況。本文著重介紹了某型氣墊船在兩臺發(fā)電機(jī)組交替運行時，為保障全船供油系統(tǒng)正常運行而采取的相應(yīng)措施。

1 正常供油情況分析

某型氣墊船的動力系統(tǒng)中，通過三相交流電動泵從油箱內(nèi)抽取燃油供給燃?xì)廨啓C(jī)。該形式?jīng)Q定了只有三相交流電源正常供電的情況下，燃?xì)廨啓C(jī)才能工作，否則燃油供油泵就會停止工作，從而導(dǎo)致停機(jī)、停船。

本氣墊船的電站系統(tǒng)配置兩套發(fā)電機(jī)組，一臺使用、另一臺備用，互為聯(lián)鎖。當(dāng)工作的一臺發(fā)電機(jī)故障停機(jī)、而備用發(fā)電機(jī)起動接入電網(wǎng)時，船上的三相交流電會短時失電，該失電時間會導(dǎo)致燃油供油泵停止工作，從而使燃?xì)廨啓C(jī)停止運行，影響正常航行。為此，船上專門設(shè)置了一套燃油應(yīng)急供油裝置來保障失電期間燃?xì)廨啓C(jī)還能連續(xù)運行。該裝置投入運行的信號源是直流24 V應(yīng)急電源，可在交流電網(wǎng)失電期間向燃?xì)廨啓C(jī)供油，使燃?xì)廨啓C(jī)連續(xù)運行。

在動力系統(tǒng)中，還設(shè)有一個滑油變距回油泵，其電源也是三相交流電，且與燃油供油泵共用一個磁力起動器。該回油泵的作用是在燃?xì)廨啓C(jī)正常運行時，適量抽去一些滑油，以避免管路內(nèi)過度富油，導(dǎo)致滑油從透氣管中溢出。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)低速運行時，倘若回油泵還是正常運行，反之則會將管路內(nèi)的滑油過度抽掉，造成運行不正常。所以，滑油變距回油泵的運行，受燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速信號的控制。

上述燃油供油泵和滑油變距回油泵的工作關(guān)系，可用圖1、圖2所示邏輯框圖表示。

2 實船供油情況簡介

實船上燃油供油泵和滑油變距回油泵的原理線路，可用圖3簡略表示。

圖1 船上正常供電的情況

圖2 交流失電的情況

圖3 燃油供油泵和滑油變距回油泵的原理線路簡圖

2.1 燃?xì)廨啓C(jī)處于不工作情況下

當(dāng)全船處于岸泊、靜止休息或進(jìn)行正常維護(hù)和保養(yǎng)時，燃?xì)廨啓C(jī)無需工作。

從線路圖中可知，滑油變距回油泵M2與逆變電源U之間由KM和KM2控制。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)不工作時，磁力起動器不通電，故K1和K2均為常開，所以KM1和KM的接觸器控制線圈均無電。此時盡管KM2接觸器控制線圈有電，但因KM處于常開位置，所以UPS不間斷電源蓄電池不向滑油變距回油泵M2供電，其處于靜止?fàn)顟B(tài)。

2.2 燃?xì)廨啓C(jī)處于工作情況下

燃?xì)廨啓C(jī)工作時，有如下兩種情況：

（1）船電或岸電向主匯流排供電，390 V電源正常供電，同時燃?xì)廨啓C(jī)正常運轉(zhuǎn)時，K1閉合、KM3動作，從而KM2接觸器控制線圈無電，并使KM1動作；當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)速信號后，K2閉合，KM接觸器控制線圈有電，從而KM閉合。

此時船電通過ST向M1供電，同時通過KM和KM1向滑油變距回油泵M2供電，兩個泵處于正常運行狀態(tài)。因為KM2接觸器控制線圈無電，所以UPS不間斷電源蓄電池不向滑油變距回油泵M2供電。

（2）當(dāng)突然主匯流排失電，ST斷電，致使M1失電而停止運行，導(dǎo)致無法向燃?xì)廨啓C(jī)供油，此時應(yīng)急供油裝置會立即向燃?xì)廨啓C(jī)緊急臨時供油，該裝置的起動信號就是交流失電。也就是當(dāng)主匯流排再次得電時，該應(yīng)急供油裝置將自動停止供油，仍然由M1向燃?xì)廨啓C(jī)供油。

在ST斷電、M1失電的同時，M2也得不到船電，但從圖3中可知，滑油變距回油泵M2將通過逆變電源U，從UPS不間斷電源逆變器獲得380 V交流電。其原理為：當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)保持相應(yīng)轉(zhuǎn)速運行時，K2仍處于閉合，KM也始終處于閉合狀態(tài)。由于K1變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，使得KM1接觸器控制線圈失電，KM2接觸器控制線圈有電，KM2動作，從而構(gòu)成了UPS不間斷電源逆變器U向滑油變距回油泵M2供電的回路。當(dāng)主匯流排再次恢復(fù)供電時，M1和M2兩個泵將恢復(fù)正常運行狀態(tài)。

3 運行中存在的問題及解決辦法

3.1 運行中所存在的問題

該線路在靜態(tài)調(diào)試時，完全正常，但在動態(tài)調(diào)試（即燃?xì)廨啓C(jī)正常運行，人工發(fā)出指令，使在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組停止運行，另一臺備用機(jī)組按正常程序起動后投入運行）時，卻發(fā)生燃機(jī)停機(jī)而無法連續(xù)運行的情況。

經(jīng)分析，故障原因為：交流失電后，燃油供油泵M1停止運行，由應(yīng)急供油裝置保持繼續(xù)供油，燃機(jī)運行正常；在交流恢復(fù)供電時，應(yīng)急供油裝置立即停止工作，改由M1供油。然而，當(dāng)M1得到交流電后，有一個電機(jī)的起動過程和燃油泵建立油壓的過程，這個過程盡管時間很短，但從對燃機(jī)供油連續(xù)性的角度來看，這個過程使燃油供給出現(xiàn)了一個小缺口，由此使得燃油供油壓力跌至要求值以下，燃機(jī)保護(hù)機(jī)構(gòu)使燃機(jī)作出停機(jī)反應(yīng)。

3.2 解決方法

由于此缺口的存在，故在線路中增加了一個延時環(huán)節(jié)，使得交流電恢復(fù)供電后，應(yīng)急供油裝置的動作信號延時5～10 s，讓應(yīng)急供油裝置與燃機(jī)供油泵M1有一個重疊供油的過程。試驗證明，這個方法行之有效。

4 結(jié) 論

經(jīng)多次試驗，本船的燃油供油泵和滑油變距回油泵均能正常運行。在發(fā)電機(jī)組交替運行期間，UPS不間斷電源也能正常供電及斷電。整個系統(tǒng)運行至今，均處于良好狀態(tài)。

［1］孫國君.不間斷電源技術(shù)、特點及發(fā)展［J］.黑龍江科技信息，2011（10）：17-19.