摘 要：該文主要通過(guò)對(duì)某科考船船舶供水控制系統(tǒng)在實(shí)際使用中出現(xiàn)的各類(lèi)故障現(xiàn)象及使用缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與總結(jié)，研究分析存在問(wèn)題的原因，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：供水 控制系統(tǒng) 優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM762文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（b）-0213-02

針對(duì)某科考船船舶供水控制系統(tǒng)在實(shí)際操作使用中出現(xiàn)的各類(lèi)故障現(xiàn)象及使用缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與總結(jié)，進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)方案設(shè)計(jì)，提出了針對(duì)性改進(jìn)的措施，并對(duì)優(yōu)化改進(jìn)后的系統(tǒng)的效益進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比，為船舶同行業(yè)的類(lèi)似問(wèn)題改進(jìn)提供了一定參考和依據(jù)

1 供水系統(tǒng)情況介紹

1.1 系統(tǒng)基本情況

某科考船船舶供水系統(tǒng)中現(xiàn)設(shè)計(jì)有淡水水艙、淡水柜以及淡水壓力柜、飲水壓力柜、消防水壓力柜等設(shè)備裝置多處。船舶淡水的洗滌、飲用通過(guò)淡水輸送泵、補(bǔ)水泵以及相關(guān)閥件、管系的合理操作下，實(shí)現(xiàn)全船船員日常的生活淡水供應(yīng)以及消防水的使用。而使用較多的壓力柜主要能儲(chǔ)壓，確保水壓的穩(wěn)定。圖1為該船供水系統(tǒng)示意圖。

1.2 基本工作原理

壓力水柜的基本的工作原理是：壓力柜通過(guò)充入壓縮空氣儲(chǔ)壓，壓力柜附裝了2臺(tái)補(bǔ)水泵，首先補(bǔ)水泵啟動(dòng)向柜內(nèi)注水至相應(yīng)水位（水位計(jì)的2/3刻度），此時(shí)停止供水，壓縮空氣通過(guò)水柜充氣閥向水柜內(nèi)充氣，待柜內(nèi)壓力升至工作壓力時(shí)，停止進(jìn)氣，關(guān)閉充氣閥。水柜內(nèi)壓力會(huì)隨著柜內(nèi)水量的減少而降低，當(dāng)壓力降到最低工作壓力時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)控制補(bǔ)水泵電機(jī)啟動(dòng)，重新進(jìn)行注水，如果用水量繼續(xù)增大或者主水泵故障損壞時(shí)，備用泵啟動(dòng)與主泵同時(shí)工作。原理如圖2所示。

2 供水系統(tǒng)存在的設(shè)計(jì)缺陷

2.1 淡水壓力柜淡水泵的啟?？刂茻o(wú)法與淡水柜實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能

船舶長(zhǎng)期在海上航行工況下工作，人員多，用水消耗量大，在實(shí)際使用中淡水柜的高低位浮球經(jīng)常出現(xiàn)誤動(dòng)作故障，常常出現(xiàn)淡水柜在低位浮球不動(dòng)作，水柜無(wú)水且壓力柜需要補(bǔ)水的情況下，壓力水柜的補(bǔ)水泵一直空轉(zhuǎn)、干磨，嚴(yán)重影響正常的淡水供應(yīng)，還加速設(shè)備的損壞，增大設(shè)備管理維修費(fèi)用。

2.2 淡水壓力柜兩臺(tái)補(bǔ)水泵無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常情況下的交替使用

壓力水柜控制系統(tǒng)中通過(guò)壓力控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)水泵的啟停運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水功能，但是在正常情況下，據(jù)管理人員長(zhǎng)期觀察，一臺(tái)泵長(zhǎng)期啟用，而另外一臺(tái)則長(zhǎng)期不用，主備設(shè)備使用不平衡，設(shè)備的系統(tǒng)利用率不高，整體效益低，使用不科學(xué)。

2.3 壓縮空氣無(wú)法自動(dòng)補(bǔ)氣

考慮到壓力水柜在運(yùn)行一個(gè)時(shí)期以后，由于水柜內(nèi)空氣部分溶解于水或者泄露，導(dǎo)致壓力降低水位過(guò)高，如果管理人員檢查確認(rèn)不到位，很難及時(shí)人為充氣，就會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)水泵啟停工作失常，導(dǎo)致補(bǔ)水泵頻繁啟動(dòng)。不僅增加電能能耗，同時(shí)縮短設(shè)備使用壽命。

3 優(yōu)化方案

針對(duì)船舶供水系統(tǒng)設(shè)備在使用過(guò)程中先后出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題，為了有效的管理利用好供水設(shè)備，更好的為廣大船員服務(wù)，現(xiàn)將供水控制系統(tǒng)的問(wèn)題系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)改造如下：以淡水壓力水柜系統(tǒng)為例（實(shí)現(xiàn)過(guò)程）

3.1 淡水壓力柜補(bǔ)水泵的啟停控制無(wú)法與淡水柜實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能的優(yōu)化方案

3.1.1 原因分析

我船的淡水供給系統(tǒng)為兩級(jí)供應(yīng)，即先淡水輸送泵將水艙中的淡水輸送至下甲板的洗滌水柜，然后由平臺(tái)甲板上淡水泵加壓至淡水壓力柜后送至全船的所有船員艙室及廚房洗菜等處。

淡水柜與淡水壓力柜之間的電氣上沒(méi)有任何聯(lián)系，但是在系統(tǒng)上它們之間是有“優(yōu)先級(jí)別”之分的即水柜必須有水然后淡水壓力柜才能工作，反之淡水壓力水泵將要干磨至水泵密封燒壞，此現(xiàn)象在我們兄弟船舶中出現(xiàn)過(guò)，出現(xiàn)問(wèn)題的源頭是由于淡水柜的低位浮球閥不動(dòng)作導(dǎo)致淡水輸送泵沒(méi)有及時(shí)的調(diào)撥淡水，導(dǎo)致淡水柜排空淡水，壓力柜兩臺(tái)補(bǔ)水泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)至損壞。

3.1.2 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)

針對(duì)該問(wèn)題現(xiàn)象，提出幾點(diǎn)優(yōu)化設(shè)想：

（1）我們可以在淡水柜低液位報(bào)警浮球處接一路信號(hào)給壓力水柜補(bǔ)水泵，實(shí)現(xiàn)水泵即時(shí)停止，將淡水柜與壓力柜之間利用電氣控制線路加以聯(lián)鎖控制使其能夠?qū)崿F(xiàn)雙重保護(hù)，即淡水柜水位不夠或沒(méi)有水后可以立即停止壓力柜的馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)壓力水柜發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（2）改變淡水柜高低位控制信號(hào)部件，液位浮球由于其采用機(jī)械式球閥結(jié)構(gòu)，機(jī)械式球閥長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，容易產(chǎn)生結(jié)垢、銹蝕使其動(dòng)作不靈敏、卡死等弊端，在水柜儲(chǔ)水情況下拆卸、保養(yǎng)不方便，可以使用價(jià)格低廉的電子接觸開(kāi)關(guān)采集水位信號(hào)，電子開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 淡水壓力柜兩臺(tái)補(bǔ)水泵無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常情況下的交替使用

在壓力水柜電氣控制回路設(shè)計(jì)增加泵交替控制元件，實(shí)現(xiàn)雙泵交替使用功能，可以采用泵交替繼電器（參考船舶生活污水處理系統(tǒng)的真空收集裝置）。如圖3所示。

3.3 增加壓力繼電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)氣

實(shí)現(xiàn)壓縮空氣自動(dòng)給水柜補(bǔ)氣，需要根據(jù)水柜安裝的附件實(shí)際以及壓縮空氣要求，不斷優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。設(shè)想在壓縮空氣進(jìn)氣閥開(kāi)關(guān)處加裝電磁閥，電磁閥的開(kāi)關(guān)信號(hào)主要來(lái)自壓力增加一個(gè)相應(yīng)量程的繼電器，壓力繼電器的壓力采集可以根據(jù)從壓力水柜采集壓縮空氣處于正常水位值時(shí)的液位位置或水柜內(nèi)水壓壓力表的數(shù)值來(lái)確定。

4 效益對(duì)比與應(yīng)用前景

經(jīng)過(guò)上述方案優(yōu)化后，大大減少了壓力水柜補(bǔ)水泵等設(shè)備的非正常損壞，節(jié)約了能源，減少電能消耗，先后進(jìn)行比對(duì)，水泵的故障率明顯減少。更換備件的周期變長(zhǎng)。以淡水壓力柜補(bǔ)水泵為例，功率11 kW的電機(jī)，平均每年節(jié)約電能100 kWh，以一臺(tái)淡水壓力柜一年為一個(gè)周期統(tǒng)計(jì)，水泵、電機(jī)更換軸承、密封等備件以原設(shè)備廠家的報(bào)價(jià)計(jì)算，大要節(jié)省經(jīng)費(fèi)1萬(wàn)元，全船所有壓力水柜節(jié)約電能費(fèi)用、備品備件以及設(shè)備維修費(fèi)用可以節(jié)省10萬(wàn)余元每年，降低設(shè)備運(yùn)行成本，降低設(shè)備使用人員管理維護(hù)強(qiáng)度，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

相應(yīng)的設(shè)計(jì)改造在類(lèi)似的船舶壓力水柜系統(tǒng)中可以有效借鑒和運(yùn)用，具有一定的推廣前進(jìn)。

5 結(jié)語(yǔ)

本文主要從某科考船供水系統(tǒng)壓力水柜等設(shè)備存在的設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行總結(jié)研究，分析了控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題，并根據(jù)實(shí)際情況提出了優(yōu)化方案，并對(duì)優(yōu)化改進(jìn)后的系統(tǒng)的效益進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比，為船舶同行業(yè)的類(lèi)似問(wèn)題改進(jìn)提供了一定參考和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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