摘要：船舶壓載水的自動(dòng)調(diào)整，是提高船舶穩(wěn)性、安全航行、施工效益和船舶安全的重要環(huán)節(jié)。本文主講船舶壓載水自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的主要功能、基本要求、壓載水調(diào)平系統(tǒng)應(yīng)用、操作、管理，以提高船舶壓載水管理水平，保證船舶工作安全可靠。

關(guān)鍵詞：船舶壓載水系統(tǒng) 自動(dòng)調(diào)平 應(yīng)用 管理

0概述

船舶在設(shè)計(jì)和建造上除了滿足船舶規(guī)范下的該船舶的用途和功能外，還應(yīng)該滿足船舶處在水上平衡漂浮的理想狀態(tài)。但是無(wú)論在設(shè)計(jì)上再完善，建造上再優(yōu)質(zhì)，當(dāng)船舶實(shí)施貨物裝卸載、水上施工作業(yè)或航行中環(huán)境氣候等影響時(shí)都會(huì)失去平衡，一些船舶發(fā)生的重大事故就是因?yàn)檫^(guò)度失去平衡所造成的。無(wú)論是海上擔(dān)負(fù)各類貨物運(yùn)輸?shù)拇埃ㄈ纾杭b箱船、散貨船、油輪、化學(xué)品船、液化氣船等），還是參與港口建設(shè)、海洋工程的船舶（如：挖泥船、起重船、海上風(fēng)電安裝船、海洋工作船、海洋科考及海上生活補(bǔ)給船等），在實(shí)際的施工作業(yè)或航行中必須采取措施對(duì)船舶進(jìn)行必要的平衡調(diào)整，使船舶既安全又高效地滿足生產(chǎn)需要。船舶平衡調(diào)整是一項(xiàng)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，在調(diào)整過(guò)程中，要進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際觀測(cè)，有時(shí)需要持續(xù)調(diào)整，從平衡到不平衡，又從不平衡到平衡來(lái)滿足船舶生產(chǎn)和安全要求。

如何達(dá)到平衡呢？最有效的方法就是船舶設(shè)立壓載水系統(tǒng)，它是一個(gè)以水為介質(zhì)的可移動(dòng)壓載系統(tǒng)，在船舶設(shè)計(jì)上被廣泛采用而不可缺少的手段，船舶建造規(guī)范都有專門(mén)規(guī)定。船舶采用壓載水系統(tǒng)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便、快捷；一是壓載水就地取材，取之不盡；二是注入和排出方便，適用于現(xiàn)場(chǎng)控制和遙控操作；三是迅速及時(shí)，可控性強(qiáng)；四是滿足大容量快速調(diào)平，可以設(shè)置對(duì)應(yīng)平衡水艙。

1 壓載水系統(tǒng)的主要功能

船舶設(shè)置壓載水系統(tǒng)可對(duì)船舶各壓載水艙按需要實(shí)施注入或排出，有效調(diào)控船舶，在不同裝卸條件、航行區(qū)域、施工環(huán)境、作業(yè)要求、氣象影響、緊急救險(xiǎn)等維持船舶穩(wěn)態(tài)，確保船舶安全，具體的調(diào)控功能如下：

（1）保持船舶適當(dāng)?shù)呐潘?，吃水深度?/p>

（2）調(diào)整船舶的縱傾度或橫傾度；

（3）維持船舶恰當(dāng)?shù)姆€(wěn)性高度和船舶穩(wěn)性；

（4）減少船體變形引起的彎曲力矩和剪切力；

（5）海損事故中的自身應(yīng)急救助。

船舶壓載水在設(shè)計(jì)上，通常按照船舶的穩(wěn)性計(jì)算對(duì)壓載水艙進(jìn)行分隔，滿足船舶各種裝載狀態(tài)下的調(diào)整，并且用管路聯(lián)通。

2船舶壓載水系統(tǒng)的基本要求

每艘船的壓載水系統(tǒng)都是由該船舶的性質(zhì)、用途、大小、航區(qū)等來(lái)決定的，在實(shí)船布局上必然存在差異，但必須都要滿足船舶建造規(guī)范要求。

船舶的壓載水系統(tǒng)包括如下幾個(gè)部分組成：

（1）壓載水艙：根據(jù)設(shè)計(jì)穩(wěn)性計(jì)算與壓載水調(diào)平要求設(shè)計(jì)，設(shè)立艏尖艙、艉尖艙和若干個(gè)左右壓載水艙，有的船舶設(shè)置平衡壓載水艙（起到了調(diào)平速度快，節(jié)約能源，防止水體污染）。壓載水艙所處的部位、容量和艙的數(shù)量都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算確定，一般多設(shè)置于船舶雙層底，設(shè)計(jì)最終送船級(jí)社審圖中心核準(zhǔn)通過(guò)。

（2）管路系統(tǒng)：每個(gè)壓載水艙設(shè)置連接管系，壓載水進(jìn)出管系根據(jù)需要可以是共用也可以分設(shè)，但必須利用閥門(mén)實(shí)施有效控制，壓載水管通徑要匹配泵排量和壓載水排出注入的時(shí)間要求。

（3）系統(tǒng)控制閥門(mén)：實(shí)現(xiàn)控制壓載水艙水的注入和排出，閥門(mén)布置相對(duì)集中便于操作，閥門(mén)上做好標(biāo)記。閥門(mén)分手動(dòng)控制和自動(dòng)遙控，自動(dòng)控制閥門(mén)有氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)，常用的為氣動(dòng)遙控，閥門(mén)設(shè)有遙控開(kāi)啟位置顯示。

（4）壓載水泵：壓載水泵一般設(shè)立二臺(tái)以上（有的船舶設(shè)一臺(tái)，另設(shè)有總用泵或消防泵替代），泵的排放容量在設(shè)計(jì)中按艙容及注入、排出需求時(shí)間來(lái)確定，滿足一定的調(diào)撥時(shí)間要求。泵的控制可以是就地控制也可以遙控。

（5）遙控系統(tǒng)：系統(tǒng)設(shè)置遙控控制面板，計(jì)算機(jī)輸入接口，對(duì)船舶自動(dòng)平衡數(shù)值進(jìn)行整定，對(duì)控制方式可以轉(zhuǎn)換操作、帶壓載艙液位顯示和失效報(bào)警。

（6）傳感器：設(shè)在壓載水艙內(nèi)，由過(guò)去的人工測(cè)量到浮子式、壓差式顯示發(fā)展到現(xiàn)在的遠(yuǎn)程傳感顯示，精確度高，反應(yīng)靈敏，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要元件。

3船舶自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)應(yīng)用（以上海邁領(lǐng)自控科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的設(shè)備為例）

早期壓載水系統(tǒng)的管理是由人工完成的，甲板部負(fù)責(zé)壓載水艙的測(cè)量、記錄，發(fā)布調(diào)撥指令。當(dāng)需要調(diào)撥壓載水時(shí)，甲板部負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作的專人通知輪機(jī)部調(diào)撥壓載水，明確調(diào)撥水艙的進(jìn)出量要求，輪機(jī)部專人執(zhí)行開(kāi)閥、開(kāi)泵操作，甲板部專人不斷對(duì)壓載水艙測(cè)量，當(dāng)船舶調(diào)平到位置時(shí)，通知輪機(jī)部停止駁運(yùn)，輪機(jī)部執(zhí)行停泵關(guān)閥。這種操作勞動(dòng)強(qiáng)度高，調(diào)撥精度差，也會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，還會(huì)出現(xiàn)二部門(mén)矛盾，存在著一定的安全隱患。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化程度的提高，高精度測(cè)量和控制元件的問(wèn)世，有針對(duì)性的自動(dòng)化控制系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用，逐漸取代了繁瑣及高強(qiáng)度的人力操作，既解放了勞動(dòng)力，又提高了安全性。船舶自動(dòng)平衡系統(tǒng)也就這樣被成功研發(fā)并廣泛應(yīng)用。

（1）自動(dòng)調(diào)平的方式

船舶自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)在功能設(shè)計(jì)上要求操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、適應(yīng)操作人員有效操作。其方式是通過(guò)橫傾（縱傾）傳感器采集的信號(hào)源，比較判斷橫傾（縱傾）程度是否超過(guò)設(shè)置值。在自動(dòng)狀態(tài)下，如果橫傾（縱傾）值超過(guò)設(shè)定值范圍，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號(hào)并自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，開(kāi)啟相關(guān)閥門(mén)，啟動(dòng)相關(guān)壓載水泵組，調(diào)節(jié)相關(guān)2個(gè)或多個(gè)平衡水艙量達(dá)到平衡；在手動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)操作MINIC板旋鈕，控制開(kāi)關(guān)閥門(mén)和水泵；另外，可將液位數(shù)據(jù)（4個(gè)平衡壓載水艙和4個(gè)吃水）也引入橫傾（縱傾）裝置，并通過(guò)吃水計(jì)算后得到的橫傾（縱傾）值和橫傾（縱傾）傳感器采集的數(shù)值進(jìn)行比較，判斷系統(tǒng)是否平衡正常，進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的可靠性和精確性。

（2）自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的操作權(quán)限

為使系統(tǒng)有效可靠工作，在多模式控制下設(shè)定操作權(quán)限，一般系統(tǒng)設(shè)有4種操作權(quán)限，分別是：就地操作權(quán)限；MINIC操作權(quán)限；觸摸屏手動(dòng)控制權(quán)限；觸摸屏自動(dòng)控制權(quán)限。endprint

在實(shí)際操作中以MINIC板操作為主，其他為輔。

a.就地操作：把控制柜上的“遙控/就地”開(kāi)關(guān)打到“就地”位置，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)操作。

b.MINIC板操作：無(wú)通信故障，控制柜的“遙控/就地”開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“遙控”位置，把MINIC板“手動(dòng)/自動(dòng)”開(kāi)關(guān)打到“手動(dòng)”位置。如圖1所示：

c.觸摸屏手動(dòng)控制：無(wú)通信故障，控制柜的“遙控/就地”開(kāi)關(guān)打到“遙控” 位置，MINIC板“手動(dòng)/自動(dòng)”開(kāi)關(guān)打到“自動(dòng)”位置，并將觸摸屏上“手動(dòng)/自動(dòng)”開(kāi)關(guān)打到“手動(dòng)”位置。如圖2所示：

d.觸摸屏自動(dòng)控制：無(wú)通信故障，控制柜的“遙控/就地”開(kāi)關(guān)打到“遙控” 位置，MINIC板“手動(dòng)/自動(dòng)”開(kāi)關(guān)打到“自動(dòng)”位置，觸摸屏上“手動(dòng)/自動(dòng)”開(kāi)關(guān)打到“自動(dòng)”位置。如圖3所示：

（3）自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)的操作方式

自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)在操作方式上簡(jiǎn)單、可靠，在設(shè)定的四種操作權(quán)限下選擇，按實(shí)際需要相應(yīng)轉(zhuǎn)換：“就地”操作為一般的控制方式現(xiàn)場(chǎng)操作；“MINIC板”操作為主要的自動(dòng)控制方式操作；“觸摸屏手動(dòng)控制板”作為“MINIC板”旋鈕或泵啟停旋鈕損壞的情況下使用，也稱為輔助操作；“觸摸屏自動(dòng)控板”是當(dāng)操作權(quán)限切換到觸摸屏自動(dòng)控制前，在觸摸屏上面將需要設(shè)定的相關(guān)參數(shù)預(yù)先輸入。相關(guān)參數(shù)的設(shè)置程序如下：首先進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置主頁(yè)面；

如圖4所示：“參數(shù)設(shè)置主頁(yè)面”進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置主頁(yè)面：

點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置3”，彈出頁(yè)面“用戶權(quán)限登錄”的等級(jí)密碼，輸入123456和ENTER，如圖5所示：

進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置3頁(yè)面”，如圖二所示，當(dāng)選擇“NO.1泵優(yōu)先”，則系統(tǒng)首先選擇NO.1泵，在NO.1泵發(fā)生故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到NO.2泵；當(dāng)選擇“NO.2泵優(yōu)先”則系統(tǒng)首先選擇NO.2泵，在NO.2泵發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換到NO.1泵；當(dāng)選擇“橫傾優(yōu)先—傾斜儀”時(shí)，系統(tǒng)則以傾斜儀的數(shù)據(jù)作為調(diào)平依據(jù)；當(dāng)選擇“橫傾優(yōu)先—PLC”時(shí)，系統(tǒng)以PLC計(jì)算的數(shù)據(jù)作為調(diào)平的依據(jù)。

系統(tǒng)的操作方式和設(shè)置均可以方便地選擇，達(dá)到了優(yōu)化的程度。

（4）自動(dòng)平衡系統(tǒng)調(diào)平過(guò)程的應(yīng)用 （以典型起重船例）

只有當(dāng)操作權(quán)限在觸摸屏自動(dòng)控制狀態(tài)下，系統(tǒng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)沒(méi)有違反前述參數(shù)設(shè)置程序；系統(tǒng)所屬部件無(wú)故障，系統(tǒng)才能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)平。所屬部件包括：傾斜儀、檢測(cè)設(shè)備、控制系統(tǒng)設(shè)備、系統(tǒng)的通信信號(hào)和電源、各平衡艙傳感器、船舶左右（前后）吃水傳感器、平衡艙水進(jìn)出遙控閥BWV60＼BWV61＼ BWV62＼BWV63、 水泵吸口遙控閥BWV50＼BWV53＼ BWV56＼BWV58、水泵出口遙控閥BWV52＼BWV55＼ BWV57＼BWV59、控制遙控閥啟閉設(shè)備裝置（空氣、液壓、電動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備），單向截止閥BWV51＼BWV54（常開(kāi)）、壓載水管路系統(tǒng)、NO.1（NO.2）壓載調(diào)傾水泵等完好。

見(jiàn)“自動(dòng)平衡調(diào)平系統(tǒng)示意圖示”（圖6）：

a.系統(tǒng)處在正常準(zhǔn)備狀態(tài)下，關(guān)閉所有閥門(mén)，關(guān)閉所有水泵。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到船舶左傾超限（整定值）時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟閥門(mén)工作，打開(kāi)BWV50（BWV53）、BWV52（BWV55）、BWV60、BWV61遙控閥后，啟動(dòng)水泵NO.1（NO.2），水可以順利從左平衡艙調(diào)入右平衡艙。同理，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到船舶后傾超限（整定值）時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟閥工作，打開(kāi)BWV50（BWV53）、BWV52（BWV55）、BWV62、BWV63遙控閥后，啟動(dòng)水泵NO.1（NO.2），水可以順利從后平衡艙調(diào)入前平衡艙。

b.系統(tǒng)處于正常準(zhǔn)備狀態(tài)下，關(guān)閉所有閥門(mén)，關(guān)閉所有水泵。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到船舶右傾超限（整定值）時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟閥門(mén)工作，打開(kāi)BWV56（BWV58）、BWV57（BW59）、BWV60、BWV61遙控閥后，啟動(dòng)水泵NO.1（NO.2），水可以順利地從右平衡艙調(diào)撥入左平衡艙。同理，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到船舶前傾超限（整定值）時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟閥門(mén)工作，打開(kāi)BWV56（BWV58）、BWV57（BW59）、BWV62、BWV63遙控閥后，啟動(dòng)水泵NO.1（NO.2），水可以順利地從前平衡艙調(diào)撥入后平衡艙。

c.若前后左右平衡壓載艙為空艙或滿艙時(shí)，此時(shí)船舶需要增減吃水線和調(diào)平船舶平衡時(shí)，各壓載水艙需從船外打入壓載水或打出壓載水艙壓載水進(jìn)行調(diào)整；如：打開(kāi)BWV64（BWV65）遙控閥，通過(guò)壓載水自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)設(shè)備的操作或其他相應(yīng)操作，可將船舶舷外的水打入到所需的壓載艙內(nèi)；反之打開(kāi)BWV66（BWV67）遙控閥，通過(guò)壓載水自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)設(shè)備的操作或其他相應(yīng)操作，可將所需的壓載艙內(nèi)的壓載水打出到船舶舷外。以此調(diào)整船舶的平衡和吃水線，提高船舶安全穩(wěn)性。

d.當(dāng)一組線路故障（BWV50、BWV52、BWV56、BWV57遙控閥、NO.1水泵，以及控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障）或另一組線路故障（BWV53、BWV55、BWV58、BWV59遙控閥、NO.2水泵機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障），或者BWV60＼BWV61＼BWV62＼BWV63平衡艙遙控閥出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模式。在這種情況下通過(guò)操作權(quán)限轉(zhuǎn)換手動(dòng)控制。

5船舶自動(dòng)平衡調(diào)平系統(tǒng)的管理

船舶應(yīng)建立和完善船舶壓載水自動(dòng)平衡調(diào)平系統(tǒng)的操作規(guī)程，制訂相關(guān)設(shè)備的應(yīng)急措施，制訂系統(tǒng)設(shè)備的年、月、日的檢查、使用、保養(yǎng)、修理的計(jì)劃和實(shí)施記錄管理臺(tái)賬。做好相關(guān)管理臺(tái)賬的記錄和相關(guān)的制度。

保持船舶自動(dòng)平衡調(diào)平系統(tǒng)正常運(yùn)行，注重系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)和管理十分重要，按計(jì)劃對(duì)系統(tǒng)及輔助設(shè)備作必要的檢查、核對(duì)、保養(yǎng)、管路，確保其工作的精度。

主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）壓載水系統(tǒng)主要設(shè)備和遙控檢測(cè)設(shè)備的檢查和管理

a.定期檢查壓載水艙、管系、閥件是否完好，防止水艙道門(mén)、管路、法蘭連接處漏水。

b.定期清洗壓載水濾器及部分管路去除海蠣子等雜物。endprint

c.檢查水泵運(yùn)行平穩(wěn)情況，特別注意軸承聲響、振動(dòng)和溫度，及時(shí)消除軸封漏水；檢測(cè)水泵運(yùn)行中吸排壓力指示和流量?jī)x器是否正常；定期校對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水泵的溫度、吸排壓力、流量指示與監(jiān)控操作室系統(tǒng)監(jiān)控顯示屏內(nèi)參數(shù)相符。

d.檢查管路控制閥件啟閉是否正常，定期加油活絡(luò)保養(yǎng)；檢查閥門(mén)關(guān)閉密封性是否良好；核對(duì)閥門(mén)啟閉指示器位置是否正確，是否與遙控系統(tǒng)顯示屏指示位置相對(duì)應(yīng)。

e.定期檢查壓載水艙水位傳感器信號(hào)與人工檢測(cè)壓載水艙的水位及液位指示是否相符和正常，了解測(cè)試值與整定值的對(duì)比計(jì)算。

f.定期檢查壓載水泵、閥門(mén)、遙控設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備是否正常。

g.定期檢查遙控系統(tǒng)和輔助的攝像監(jiān)視器設(shè)備是否正常，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和及時(shí)解決問(wèn)題。

（2）對(duì)遙控閥控制動(dòng)力源設(shè)備的（常用壓縮空氣、液壓油、電力為動(dòng)力源）檢查和管理

如船舶在零度以下寒冷環(huán)境時(shí)，需做好船舶設(shè)備的防凍保暖工作；

a.在零度以下寒冷環(huán)境時(shí)，對(duì)控制壓縮空氣管路、氣閥需用保暖材料包扎，并在保暖層材料間加裝電熱絲保溫，防止控制空氣管路內(nèi)的水汽結(jié)水或結(jié)冰，特別是在空氣管路底部的管路、底部彎頭、接頭處容易堵塞控制空氣管路，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)疏通處理。

b.定期檢查和養(yǎng)護(hù)控制空氣干燥凈化裝置，確保設(shè)備正常；防止控制壓縮空氣雜質(zhì)、水分、油膩堵塞控制空氣管路；特別是在空氣管路底部管路、底部彎頭、接頭處容易堵塞控制空氣管路；發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)疏通處理。

c.定期對(duì)控制壓縮空氣瓶放泄瓶?jī)?nèi)殘油、水等異物，凈化空氣。

d.定期檢查控制空氣管路，防止管路碰壞處、接頭出漏氣；發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

e.在零度以下寒冷環(huán)境時(shí)，對(duì)液壓油控制管路也需要用保暖材料包扎，并在保暖層材料間加裝電熱絲保溫；防止液壓油黏度增大，流動(dòng)性差，造成遙控不靈敏。

f.定期檢查液壓油控制管路，防止管路碰壞處、接頭出漏油；發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。

g.平時(shí)要確保液壓油無(wú)雜質(zhì)和水分，必要時(shí)要進(jìn)行除水、除雜質(zhì)過(guò)濾工作。

h.對(duì)電力為動(dòng)力源的控制電氣設(shè)備，要定期檢查電氣設(shè)備的絕緣，特別在高溫高濕環(huán)境，做好電氣設(shè)備的防水、防潮濕工作，注意控制電機(jī)是否有異常聲響、振動(dòng)和溫度偏高等現(xiàn)象。

（3）壓載水的管理

a.對(duì)壓載水外排時(shí)，嚴(yán)格遵守海事局制定的特定區(qū)域壓載水排放規(guī)范要求排放，以及壓載水處理后按標(biāo)準(zhǔn)排放。

b.定期清除壓載水艙內(nèi)的污泥等雜物。

c.按壓載水管理?xiàng)l例和操作規(guī)程等制度管理使用、操作壓載水，既要滿足船舶工作需要，又要滿足壓載水的管理?xiàng)l例并確保船舶的安全。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，只要我們船舶管理人員認(rèn)真負(fù)責(zé)和善加總結(jié)，一定會(huì)把更多更好的方式方法應(yīng)用到實(shí)際船舶管理中去，以提高船舶壓載水管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1]上海邁領(lǐng)自控科技發(fā)展有限公司船舶自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)控制及資料.endprint