浅谈现代船舶轮机的安全设计

浅谈现代船舶轮机的安全设计

赵桂开

关键词：船舶轮机；安全；设计

引言：开展工业革命后，虽然世界船舶的自动化水平不断提高，但是就我国来说，目前的现代化船舶还在不断地消化吸收他国的经验，所以船舶轮机所面临的问题也十分多。而其中最大的问题就是轮机的安全设计问题。针对此现象就一定要重点分析船舶轮机设计中存在的问题，准确找出容易出现问题的部分，重新制定设计方案保护船舶的安全，从而提升船舶轮机的安全性。

1.船舶动力装置的组成

根据组成船舶动力设备装置原理的不同，船舶动力装置可以分为管路系统、辅助和推进装置、甲板机械，防污染设备和自动化设备。它们主要的构成和功能是：

1.1各种阀件、管路、滤器、热交换器等构成了管路系统，是用于运输流体的系统。

1.2辅助和推进装置由辅锅炉、船舶电站、压缩空气系统、液压泵站和传动设备、主机、轴系、推进器组成，它可以辅助推进装置产生能量和推动船舶航行。

1.3它的功能是用来装卸船舶货物及升降相关货物。

1.4用于清理船上的污油水、油泥、污水等产生的各种垃圾，这也相当于一个清洁机器。

1.5它由遥控、自动报警、监视和打印等设备组成，也是一个替代传统人员工作的设备。

2.船舶动力装置的设计要求

2.1船舶的动力装置最基本和最重要的要求就是足够的可信度。因为船舶的航行时会长时间远离陆地。当船舶发生故障时，陆地上的人员不可能及时援助船舶，所以船舶的可靠性很重要。

2.2当船舶在营运时，船舶大部分的费用用在了动力装置的运营上。所以，要提高船舶的动力装置的运营效率，从而增大燃料的利用率。通过这种方法尽可能的提升船舶动力装置的经济效率。

2.3加强船舶运动状态的灵敏度，从而提高船舶的机动性。因为船舶运行安全的重要保证之一就是船舶的机动性。

2.4适当地减少船舶动力装置的重量和尺度是可以提高船舶的使用时长的，从而提高使用的经济效率。因为船舶动力装置的重量和尺度与其使用寿命是呈负相关趋势的。

2.5续航力是指船舶在只加一次的燃料后可使用的单位时间内，船舶所能的行驶的最大距离。增加船舶的物资储备量可以增强船舶的续航力的。续航力的增加不但能提高船舶动力装置的经济效率，而且还能加快船舶的航行速度。因此，船舶的续航力也十分重要。

3.船舶轮机的保护设计

3.1远程保护与本地保护连接

船舶轮机的本地保护系统是依据压力平衡和弹簧来控制速关阀，其设备组成包括速关阀、就地保安器、油管路、保安器错油门等。在设计远程保护系统的时，可以安装增加电动设备部分和回油管路在保安器和油门与速关阀之间的管线上，以此增加轮机的利用率。

3.2远程保护系统的原理

在远程保护中，最主要的部分就是滑油压力低和超速保护。当船舶轮机的转速超过一定值时，可能会发生汽轮机转子松动的现象，从而会发生严重的事故。在这个时候，远程保护的作用就体现出来了。当船舶轮机超速转动达到一定限度时，远程保护就会对汽轮机实施紧急停机。与此同时，当轮机的滑油系统的压力值降低到某个限定低位时，会快速地升高轴承的滑油温度，致使机组出现故障。当轮机滑油系统的压力值一低于限定值时，滑油压力低保护动作就会启动，关闭停止船舶轮机的运行。

3.3远程保护系统的组成

保护装置、测量传感器、电磁阀以及管路附件是构成远程保护系统的主要部位。其中测量传感器的功能是检测最重要的故障：滑油压力值和汽轮机的转速。为了满足冗余配置的要求，测量传感器至少要装置上三路转速传感器和滑油压力传感器。汽轮机保护系统中最关键的部分就是要保护好电磁阀。因为电磁阀的质量的与保护系统启动、关停是否准确有很大关联，并且对船舶轮机的安全使用产生一定的影响。

当测量传感器检测到运行的某些设备出现故障时，作为远程保护系统主要部件的保护装置，就会使用自身的功能插件进行二次判断和处理，并发出保护信息到相关设备指挥管路上电磁阀运行。在保护装置前面板，设置了部分零件和开关，后面板主要装置了部分交换站和连接站。

3.4远程保护装置的设计

在船舶轮机的远程保护系统中，最主要的保护装置的功能是报警功能、保护动作信号输出功能和远程遥控、自动控制功能和保护系统其它设备的通信功能。报警部件最主要由灯光和蜂鸣器组成的；通过控制电磁阀的动作，从而执行保护动作信号输出。设计保护装置时要注意以下几个方面。

因为继电器在保护系统中联接和传送了信息，所以首先要选用性能良好、安装简便、各方面接触良好的继电器；接着要选用性能强、耗能低、耐高温的微处理器；其次还要选用抗干扰性强的军用数字逻辑器件；除此之外，选用精细的线绕电阻和品质好的金属膜制造的低噪音电阻器也是十分必要的；最后选用的系统软件应自备自检功能，利用先进的编码技术来提高通信的真实性，确保接收的信号准确无误。与此同时也要留意软件的抗干扰力的强弱，防止舰船在系统中泄露出了机密信息。

3.5远程保护系统设计的可靠性

舰船轮机设备设计的一个重要环节就是可靠性的设计。在设计轮机的保护系统时，一定要设计可靠的设备。在设计可靠性工程中的远程保护系统时要特别留意以下几个方面：一是冗余设计，一般情况下测量传感器、逻辑判断插件和冗余直流电源是要设计三路或以上，而报警逻辑仲裁并联供电电路就要两路；二是要将信号通路和电气设备相互分开。保护系统的多种处理器和信号接收器均要有独自的通路，避免有一条电路出现故障后会阻碍其他设备的运行与使用。在电气设备上，各种电气设备之间应该相互独立，输入、输出电源相互分开，不应当有公共端，防止电器相互之间发生阻碍现象；三是使用多方面仲裁技术。首先经过逻辑插件，然后送到报警器筛选，最后经过继电器才能输出报警信号。通过多种设备仲裁，能够有效提高远程保护的可靠性，提高保护动作的精准性。

3.6提升机舱自动化水平

通过提升船舶轮机的自动化水平，能够有效的促进船员的工作效率，降低船员工作的难度，对船舶的驾控会更容易。但是就目前的状况看来，因为国内的自动化程度以及船员个人技术能力等条件不足够先进，导致检测修复工作不合格，不能做到及时发现问题，从而致使船员在控制船舶的过程中会经常出现传传送导线老化、指示灯不正确等问题。除此之外，有些船舶的机舱内未安装挡火闸，假如船舶内出现失火的情况，火势会难以控制，并且还加大了消防灭火的难度，这给船舶带来了难以想象的安全威胁。其实船舶发生火灾还与油类有所关联。为了在发生火灾后能够控制火势，船内必须要放置足够的消防器材，并且要确保这些灭火器的类型合适在船舶中使用。

4.结语：

综上所述，由于国内的船舶轮机技术相比于国外不足够先进，所以船舶在航行使用过程中难免会产生各种各样的问题。所以如今船舶企业将人的理念与船舶运行系统相联系，在船舶轮机及行驶中充分体现设计的重要性，逐步将设计的可靠度纳入衡量船舶的安全评价标准当中。因此，这就要求相关工作人员逐步优化船舶轮机的安全设计理念，从而提高我国的船舶技术化水平。

5.参考文献：

[1]周蓉，黄志斌.浅谈提高舰船装备可靠性的几点思路[J].船电技术，2012，2

[2]吴恒.现代轮机技术管理.大连：大连海事大学出版社，2008