方學(xué)海

舟山中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司 浙江舟山 316131

在工業(yè)化和城市化不斷發(fā)展的大背景下，當(dāng)下各類產(chǎn)業(yè)建設(shè)和群眾生產(chǎn)生活對交通運(yùn)輸?shù)囊笙噍^于以往兒，也有了更加明顯的調(diào)整和轉(zhuǎn)變，不再把陸上運(yùn)輸當(dāng)作唯一的依靠，而是更加強(qiáng)調(diào)海上交通的延伸和拓展，這種變化也給造船行業(yè)注入了更多的生機(jī)與活力。輪機(jī)作為支撐船舶運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，在這種情況下也應(yīng)當(dāng)受到更加高度的重視和關(guān)注，特別是機(jī)艙動力裝置與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來講，要尤為強(qiáng)調(diào)自動化開發(fā)的重要價(jià)值，只有這樣才能真正保證船舶輪機(jī)狀態(tài)的穩(wěn)定和可靠。

1 分析船舶輪機(jī)的動力裝置系統(tǒng)

近些年來，我國船舶的發(fā)展規(guī)模已經(jīng)取得了較為明顯的拓展和延伸，在這一態(tài)勢的引導(dǎo)下，動力裝置系統(tǒng)兼顧的主客觀因素也更加復(fù)雜，逐漸顯露出了綜合性和系統(tǒng)性的特征，從本質(zhì)上來講也是一種機(jī)電設(shè)備工程。在這里，船舶輪機(jī)機(jī)動化機(jī)艙的主要動力裝置涉及到不同類型的器材，例如主機(jī)，高彈性聯(lián)軸器等等。這也就意味著，要想保證船舶輪機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須要充分考慮到船舶輪機(jī)動力裝置在運(yùn)行的過程中必須具備的條件以及必須滿足的要求，而后再展開一系列的研發(fā)和設(shè)計(jì)。就目前來看，我國制作的船舶輪機(jī)動力裝置，必須要滿足基本的船用條件，而且也應(yīng)當(dāng)充分參考國際法律的有關(guān)規(guī)定，需要與船舶整體的系統(tǒng)相吻合，同時(shí)要考慮到不同設(shè)備之間的協(xié)調(diào)性和關(guān)聯(lián)問題[1]。

與此同時(shí)，我國船舶輪機(jī)自動化機(jī)艙動力裝置與系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身就包含了許多不同的方法，需要借助并行設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，虛擬設(shè)計(jì)等多種途徑來打造完整的框架。對于動力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來講，還需要借助各種現(xiàn)代化的技術(shù)和手段，例如仿真技術(shù)和人工智能技術(shù)，由此來進(jìn)一步提升我國船舶輪機(jī)的質(zhì)量和水準(zhǔn)。目前，我國科學(xué)技術(shù)的提升和進(jìn)步，也讓工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)擁有了更多的可能性，在這其中，船舶輪機(jī)動力裝置的種類就變得更加多樣，涉及到更為繁瑣的小零件，功能結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜。這也就意味著，我國工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)也不能在短時(shí)間內(nèi)把所有的零件全部生產(chǎn)完畢，因此，國家也應(yīng)當(dāng)在宏觀上針對工業(yè)企業(yè)制定相應(yīng)的約束條件，要保證船舶動力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研發(fā)，能夠滿足系統(tǒng)的需求，挑選合適的組件進(jìn)行分配。一般情況下，船舶動力系統(tǒng)都是以柴油機(jī)作為主動力控制系統(tǒng)等，這一選擇能夠充分滿足自動化的基本需要。在這里，研究人員展開設(shè)計(jì)的時(shí)候，也需要謹(jǐn)慎考慮設(shè)計(jì)的模塊化和規(guī)范化問題。

2 分析船舶輪機(jī)自動化機(jī)艙動力裝置的安裝內(nèi)容

2.1 主機(jī)安裝

目前，動力系統(tǒng)的主機(jī)安裝通常會混凝土底座相聯(lián)系，操作人員要想保證動力系統(tǒng)，后續(xù)的各類軸能夠處于同一中心線上，就應(yīng)當(dāng)在混凝土基座灌漿和凝固完畢之后，使用水平儀這一工具測量基座的平整度，保證主機(jī)軸之間有極高的同軸度。同時(shí)值得注意的是，主機(jī)機(jī)座在建設(shè)的時(shí)候，已經(jīng)畫出了相應(yīng)的主軸線，所以操作人員在展開吊裝作業(yè)時(shí)，也要保證主機(jī)軸線和基座上繪制的軸線處在同一垂直面內(nèi)，在必要的情況下，需要使用水平儀展開測量。如果主機(jī)的安裝不能滿足宏觀上的要求和規(guī)范，操作人員也需要展開一系列的調(diào)整，確保主機(jī)的水平度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范。在這里，操作人員也應(yīng)當(dāng)限制主機(jī)的軸心高度，這樣也可以為后續(xù)設(shè)備的組裝和建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提供有效的參考和借鑒，當(dāng)主機(jī)的位置確定完畢以后，要做好固定工作，在螺栓和螺母之間注入潤滑油，保證緊固力矩符合設(shè)計(jì)規(guī)范，為后續(xù)的維修做好準(zhǔn)備，方便后期的拆卸[2]。

2.2 軸安裝

當(dāng)主機(jī)安裝告一段落之后，各類軸的安裝就應(yīng)當(dāng)落到實(shí)處。筆者在上文中已經(jīng)提到過，動力系統(tǒng)的規(guī)劃本身就涉及到不同類型的裝置，所以軸的種類也是多種多樣的，一般情況下有長軸和短軸之分。要想保證動力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，操作人員就應(yīng)當(dāng)確保軸心線處于同一條直線上，而且還需要做好矯正工作，通常意義上所說的矯正方法，包括測力校中，最優(yōu)化校準(zhǔn)和直線校中。就彈性基礎(chǔ)長軸來講，操作人員要選擇測力校中和最優(yōu)化校中，特別是就排水量高于2萬噸的船舶長軸來講。就剛性基礎(chǔ)軸來講，大多都會選用直線校中的方式。值得注意的是，軸的安裝必須要以主機(jī)動力輸出軸為參照，不同軸的長度也要符合設(shè)計(jì)圖紙的要求和規(guī)范。

2.3 減速器安裝

一般情況下，船舶輪機(jī)系統(tǒng)對減速器的尺寸要求并不嚴(yán)格，減速器自身的尺寸也相對較小，但需要與傳動軸展開有效銜接，才可以發(fā)揮應(yīng)有作用。操作人員需要事先確定減速機(jī)的安裝位置，然后再設(shè)計(jì)安裝的支架，支架的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮兩個參數(shù)，首先是支架的水平位置，操作人員應(yīng)當(dāng)把支架澆筑在混凝土中來確保安裝的穩(wěn)定性。其次是支架的高度，如果高層已經(jīng)確定，那么操作人員應(yīng)當(dāng)按照軸心位置測量參數(shù)，保證減速箱支撐支架和減速箱分離，并在兩者之間設(shè)置活動墊片，這樣也可以方便后期減速箱高度的靈活調(diào)整。

3 分析船舶輪機(jī)自動化機(jī)艙的動力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 燃油系統(tǒng)

燃油系統(tǒng)是確保資源供給和輸出的重要基礎(chǔ)，在整個船舶輪機(jī)自動化機(jī)艙動力裝置中，所發(fā)揮的作用都是不言而喻的，這一系統(tǒng)主要包括輕油系統(tǒng)和重油系統(tǒng)兩個部分，這兩個部分之間依靠閥門和管路來銜接，然后實(shí)現(xiàn)輕油和重油的轉(zhuǎn)化。一般情況下，重油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都會配備均質(zhì)機(jī)，這一操作的主要目的是為了細(xì)化燃油，降低燃油的粘度，確保劣質(zhì)燃油的性能能夠有效發(fā)揮出來，提高資源的分配率和利用率。除此之外，重油系統(tǒng)也可以發(fā)揮出計(jì)算機(jī)系耗油率的作用，可以在主控室中顯示出主柴油機(jī)的耗油率。對于船舶運(yùn)行來講，之所以會使用大量的重油，主要是為了降低運(yùn)行的成本[3]。

3.2 滑油系統(tǒng)

滑油系統(tǒng)也是相對重要的系統(tǒng)類型，包括油溫調(diào)節(jié)裝置和液位控制裝置，這些都可以滿足船舶運(yùn)行的潤滑需求。而且，滑油系統(tǒng)也可以對自動化機(jī)艙中的機(jī)油進(jìn)行凈化，分離雜質(zhì)，這一分離和凈化的過程也可以顯示出自動化控制的水準(zhǔn)，提高船舶輪機(jī)運(yùn)行的可靠性。值得注意的是，設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃潤滑系統(tǒng)的時(shí)候，必須要確保潤滑系統(tǒng)，對機(jī)油進(jìn)行連續(xù)的旁通凈化，而且還應(yīng)當(dāng)對機(jī)油的循環(huán)過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

3.3 冷卻系統(tǒng)

船舶機(jī)艙的主機(jī)和副機(jī)在冷卻的時(shí)候都會依靠閉式冷卻系統(tǒng)。如果船舶的主機(jī)處于備車狀態(tài)，那么機(jī)艙副機(jī)的冷卻水就可以流入主機(jī)的缸套中，這樣不僅可以有效調(diào)節(jié)溫度，也可以讓自動化機(jī)艙冷卻系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定，減少能源的消耗，發(fā)揮出節(jié)能減排的作用。再加上，當(dāng)船舶輪機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候，不同的機(jī)器都會產(chǎn)生相應(yīng)的熱量，這些機(jī)器所處的位置都需要接受冷卻工作。目前，船舶大多都會在輪機(jī)艙外建設(shè)水池，水池中的水是海水，冷卻系統(tǒng)中的海水包括高溫海水系統(tǒng)和低溫海水系統(tǒng)，高溫海水系統(tǒng)主要針對的是主機(jī)中的淡水冷卻器，低溫海水系統(tǒng)針對的是其他不同類型的設(shè)施。部分操作人員為了降低能源的消耗量，通常都會用變頻的方式來控制高溫海水系統(tǒng)，降低能耗。

3.4 壓縮空氣系統(tǒng)

空氣壓縮主要分成兩個路徑，一方面可以作為主機(jī)的動力支撐，另一方面也可以發(fā)揮出控制的功能。這里所提到的自控用壓縮空氣，能夠在空氣凈化器的引導(dǎo)下，對空氣展開一系列的凈化，并對其進(jìn)行減壓，提高遙控的靈活性和針對性。

4 分析船舶輪機(jī)自動化機(jī)艙的設(shè)計(jì)

首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)做好系統(tǒng)的選型工作，要計(jì)算出動力系統(tǒng)的主要參數(shù)和信息，充分考慮到船舶的建設(shè)規(guī)模與實(shí)際功率，分析船舶的航行速度和船舶螺旋槳的直徑，避免出現(xiàn)設(shè)備型號上的誤差和錯誤。一旦出現(xiàn)參數(shù)不吻合的問題，就必然會出現(xiàn)齒輪箱不適合機(jī)艙自動化控制的現(xiàn)象，最終破壞了整個動力裝置系統(tǒng)的合理性。其次，設(shè)計(jì)人員也應(yīng)當(dāng)針對自動化系統(tǒng)的運(yùn)行做出全方位的考量，要將其劃分成電動和氣動兩個主要部分，考慮船舶螺旋槳轉(zhuǎn)動的速度，調(diào)速器的速度，以及船舶的航行數(shù)據(jù)，這樣也可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行能夠提供充足的動力。目前，許多企業(yè)都在造船的時(shí)候使用了電子調(diào)速器，實(shí)現(xiàn)了駕駛室和集控室的自動化調(diào)節(jié)，可以打破時(shí)間和空間的限制推，動了主機(jī)控制向著自動化的方向邁進(jìn)，發(fā)揮了機(jī)艙的利用價(jià)值。

5 分析船舶輪機(jī)運(yùn)行中的常見缺陷和解決方法

5.1 主機(jī)系統(tǒng)檢驗(yàn)缺陷

一般情況下，主機(jī)系統(tǒng)在檢驗(yàn)過程中會出現(xiàn)兩個方面的問題，首先是機(jī)械故障，其次是設(shè)備安裝故障。零件的安裝本身就需要依靠技術(shù)人員來完成，目的是為了保障后續(xù)的運(yùn)行，再加上，船舶的行駛具有高精密的特點(diǎn)，對系統(tǒng)和零件之間的配合提出了嚴(yán)格的要求，如果技術(shù)人員出現(xiàn)了一丁點(diǎn)誤差，就有可能影響后期的正常使用。例如，假如船舶上有某個螺絲松動或者是螺釘錯位，那么主機(jī)系統(tǒng)就有可能因此而癱瘓，特別是就輪機(jī)軸尾部的錯位問題來講，必然會進(jìn)一步損害主機(jī)，縮短使用壽命。另外，主機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定與否也與水套氣壓控制有關(guān)，如果水套閥溫度過高，那么冷卻水套氣壓也會短時(shí)間內(nèi)驟然上升，最終產(chǎn)生壓力差，導(dǎo)致缸套爆裂。

要想預(yù)防這樣的問題，就必須針對主機(jī)的安裝缺陷進(jìn)行細(xì)致排查和篩選。在設(shè)備安裝完畢以后，要進(jìn)行調(diào)試，并針對設(shè)備的性能和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，方便后期跟蹤對比，工作人員要撰寫材料報(bào)告，保證調(diào)試過程有據(jù)可查。按照具體的運(yùn)行情況來看，螺絲松動和螺釘錯位應(yīng)當(dāng)是較為常見的問題，所以要展開重點(diǎn)排查，工作人員要針對這些零部件展開日常的檢測，因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)部機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度相對較快，振動頻率也高，螺絲松動和螺釘錯位都是極為容易產(chǎn)生的。還有，在解決冷卻系統(tǒng)問題的時(shí)候，要堅(jiān)持具體問題具體分析的原則，如果是機(jī)械設(shè)備本身的問題，就需要考慮到螺栓安裝，如果是為了防止螺絲松動，就要先最好預(yù)緊力控制。

5.2 輔助系統(tǒng)檢驗(yàn)問題

輔助系統(tǒng)的運(yùn)行往往能夠給輪船提供大量的資源，發(fā)揮著重要的供給作用，同時(shí)也能夠存貯油料，保證正常供應(yīng)，那些等待使用的船舶燃料也都一并存放在輔助系統(tǒng)內(nèi)部。在航行的時(shí)候，燃料會通過特定的渠道傳輸?shù)叫枰褂玫脑O(shè)備中去，保證航路穩(wěn)定。據(jù)此可以推斷出，輔助系統(tǒng)的問題大多都集中在滑油艙，燃油艙和管道運(yùn)輸上面。例如，如果燃油艙和滑油艙之間缺乏有效的隔離工具，就有可能導(dǎo)致不同化學(xué)品的混合交叉，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)火災(zāi)。

在檢測輔助系統(tǒng)的時(shí)候，要把重點(diǎn)放在滑油艙和燃油艙以及運(yùn)輸管道上，工作人員要做好燃油艙與滑油艙的隔離，保證化學(xué)品的性質(zhì)穩(wěn)定，不破壞燃料。而且，工作人員在檢修的時(shí)候也要做好防護(hù)，認(rèn)真分析輔助系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的故障，找到問題產(chǎn)生的位置，在排除意外因素以后，展開及時(shí)的維修和保養(yǎng)，盡可能把故障扼殺在搖籃里。

6 結(jié)語

綜上所述，持續(xù)性推動船舶輪機(jī)自動化機(jī)艙動力裝置與系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是合理且必要的舉動，這是推動我國造船業(yè)向著智能化方向邁進(jìn)的應(yīng)有之策，也是提高船舶設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的有效措施。本文通過燃油系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)這幾個角度，論述了船舶輪機(jī)自動化改革的方法，充分結(jié)合了我國船舶業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有理論上的合理性與實(shí)踐上的可行性，能夠作為從業(yè)人員的參考依據(jù)。