藍(lán)彬彬，張 雷

應(yīng)用研究

一種邊島式半潛船閥門遙控系統(tǒng)實(shí)用簡析

藍(lán)彬彬，張 雷

（招商局重工（江蘇）有限公司，江蘇 海門 226116）

本文簡單介紹了一種邊島式半潛船選用的電-液式閥門遙控系統(tǒng)，并從前期設(shè)計(jì)和后期維護(hù)保養(yǎng)，后續(xù)項(xiàng)目如何優(yōu)化等方面分析，在保證系統(tǒng)功能滿足業(yè)主和船級社要求的基礎(chǔ)上，選擇出更適合項(xiàng)目的閥門遙控系統(tǒng)，同時(shí)優(yōu)化建議也能幫助后期類似船型有效降低項(xiàng)目成本。

邊島式半潛船 電-液式閥門遙控系統(tǒng)

0 引言

在現(xiàn)在海工項(xiàng)目中，閥門遙控系統(tǒng)是一個(gè)非常重要且普通的系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般適用于壓載水系統(tǒng)、艙底水系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和一些特殊的系統(tǒng)。閥門遙控系統(tǒng)主要就是為了方便船員日常的操作及保障船員的生命安全，不用直接就地操作閥門來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，而僅僅只需要在集控室或駕駛臺就能完成相關(guān)操作命令，同時(shí)，閥門遙控廠家也可以根據(jù)業(yè)主的要求，進(jìn)行私人定制，根據(jù)各個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際需求工況，制定各種互聯(lián)或互鎖的設(shè)置，以滿足業(yè)主的需求。

當(dāng)今市場，閥門遙控系統(tǒng)分類主要以閥門驅(qū)動(dòng)器的型式來區(qū)分，可以分為：電動(dòng)式、氣動(dòng)式、液動(dòng)式以及電-液式，共4種類型[1]。其各自的優(yōu)缺點(diǎn)也比較明顯，具體參見表1。

1 項(xiàng)目介紹

本文所介紹的是邊島式半潛船中閥門遙控系統(tǒng)。該船主要用于大型船舶的應(yīng)急搶險(xiǎn)打撈、破損船舶的裝載與調(diào)遣，滿足10萬噸級運(yùn)輸船沉船的整體打撈，以及在水上遇險(xiǎn)的各種民用船舶、器材、航空航天器等的搶險(xiǎn)打撈和防止海上油污染；兼顧海洋石油和天然氣勘探、開采中所需的大型海上裝備（如大型鋼結(jié)構(gòu)件、各類平臺、導(dǎo)管架、平臺主塊等）、大型船舶的裝載與運(yùn)輸?shù)取?/p>

本船采用的是四島式、鋼質(zhì)、全電焊、無常規(guī)艏樓和方形船尾船型，具備DP2動(dòng)力定位功能、自航并采用全電力推進(jìn)的半潛打撈工程船。艏部右舷設(shè)有邊島式艏樓，艏部左舷設(shè)兩個(gè)浮箱，艉部左右舷各設(shè)兩個(gè)浮箱，浮箱均為可拆移動(dòng)式。本船包含浮箱中的壓載艙一共有103個(gè)。

2 閥門遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于邊島式半潛船的特殊性和船東要求，全船閥門遙控系統(tǒng)涉及如下系統(tǒng)：壓載水系統(tǒng)、壓載掃艙系統(tǒng)、壓載水處理系統(tǒng)、主艙底水系統(tǒng)、日用艙底系統(tǒng)、燃油駁運(yùn)及輸送系統(tǒng)、海水淡水冷卻系統(tǒng)以及通風(fēng)水密閥系統(tǒng)，各類閥門數(shù)量約有650個(gè)左右，同時(shí)充分考慮到閥門的尺寸，分布的位置以及后期的維護(hù)等特點(diǎn)，經(jīng)過多次溝通討論，船東方最終選擇了電-液式的閥門遙控系統(tǒng)，對閥門進(jìn)行開、關(guān)、開度控制、停止等操作。

表1 各類型閥門遙控系統(tǒng)比較

為方便船東后期的運(yùn)行，閥門遙控廠家結(jié)合以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，建議將上面全船的閥門遙控系統(tǒng)劃分為壓載系統(tǒng)和船舶系統(tǒng)兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)。

為了保證船舶運(yùn)行安全性，壓載系統(tǒng)的閥門遙控系統(tǒng)具有一鍵關(guān)閉所有壓載系統(tǒng)閥門功能。壓載系統(tǒng)共有2個(gè)主控柜（互為冗余），且每個(gè)主控柜中共含有2組PLC互為備份，2個(gè)主控柜及若干組閥門和分控箱組成若干環(huán)網(wǎng)。正常情況下，主主控柜控制整個(gè)系統(tǒng)，從主控柜冗余，主從控制柜之前可自動(dòng)切換，一旦上述的環(huán)網(wǎng)發(fā)生斷路故障時(shí)，斷路點(diǎn)兩側(cè)的PLC會(huì)立即接管相應(yīng)側(cè)的控制，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)為了保證系統(tǒng)的可靠性，主控柜與操作站及裝載計(jì)算機(jī)之間的通訊也是具備冗余功能；主控柜與分控箱及就地控制單元之間的通訊也具備冗余功能，另外控制系統(tǒng)的硬件及通訊一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)本身可以自檢并發(fā)出報(bào)警，提醒船員進(jìn)行檢查維護(hù)[2]。

壓載系統(tǒng)的控制柜，配備有主電源和應(yīng)急電源，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，還配備有一個(gè)UPS，在黑船的工況下，滿足關(guān)閉25個(gè)最大口徑閥門及維持控制系統(tǒng)至少30分鐘的需求。

船舶系統(tǒng)包含了除去壓載系統(tǒng)的所有遙控閥，其與上面提到的壓載系統(tǒng)要求和配置基本一致。

3 閥門的選擇

業(yè)主出于船舶使用年限的考慮，全船的蝶閥均選擇法蘭式，其中壓載水泵、冷卻水泵出口蝶閥及燃油系統(tǒng)的蝶閥選用雙偏心型。壓載艙進(jìn)、出口蝶閥采用開度控制；艙底水系統(tǒng)吸入閥采用開度控制；海水泵、壓載泵、艙底泵進(jìn)出口蝶閥采用開度控制。

圖1 系統(tǒng)電氣圖

表2 各系統(tǒng)蝶閥選型

4 系統(tǒng)優(yōu)化建議

1）后續(xù)項(xiàng)目關(guān)于系統(tǒng)控制方面，可以把壓載系統(tǒng)主控制柜的數(shù)量由2個(gè)減少到1套，甚至取消主控制柜，直接分控柜接入中控系統(tǒng)，在滿足船級社要求的基礎(chǔ)上，由中控系統(tǒng)集成閥控系統(tǒng)的所有的控制功能，這樣大大降低系統(tǒng)的采購成本[3]。

2）后續(xù)項(xiàng)目關(guān)于閥門方面，除去舷側(cè)閥門，其余的蝶閥可以選擇對夾式蝶閥，縮短了閥門的整體長度，便于船廠布置，且降低了采購的成本；由于普通中心型蝶閥，閥門本體并不與介質(zhì)接觸，考慮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力，將閥門本體替換為滿足要求的球墨鑄鐵，以降低采購成本。

5 結(jié)語

島式半潛船使用了電-液式的閥門遙控系統(tǒng)，整套系統(tǒng)的閥門驅(qū)動(dòng)裝置均為獨(dú)立的，任意一個(gè)閥門的液壓系統(tǒng)或電機(jī)損壞之后不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的使用，且所有閥門都通過電纜（動(dòng)力電纜&信號電纜）接入閥門遙控系統(tǒng)，船廠實(shí)際施工和后期業(yè)主的維護(hù)保養(yǎng)均相對簡單，得到了船東滿意及認(rèn)可。

[1] 中國船舶工業(yè)集團(tuán)公司, 中國船舶重工集團(tuán)公司, 中國造船工程學(xué)會(huì). 船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊:·輪機(jī)分冊[M]. 第3版. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2013.

[2] Pleiger. Electro Hydraulic System (EHS)[R]. Witten: Pleiger, 2018.

[3] 中國船級社. 海洋移動(dòng)平臺入級與建造規(guī)范[M]. 北京: 人民交通出版社, 2004.

The practical analysis of remote control of valve system for the side-island semi-submersible vessel

Lan Binbin，Zhang Lei

(China Merchants Heavy Industry (Jiangsu) Co., Haimen 226116, Jiangsu, China)

U674

A

1003-4862（2023）09-0068-03

2023-04-28

藍(lán)彬彬（1988-)，男，工程師，研究方向：熱能與動(dòng)力工程。E-mail：lanbinbin@cmhk.com