船舶主機輔助鼓風機

1、船舶主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的調試與使用維護【內(nèi)容摘要】：船舶主機輔助鼓風機在主機輸出功率較低，換氣質量較差時使用，以保持主機低速正常運轉。本文基于主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)原理的深入分析，結合實際船舶電氣控制系統(tǒng)調試的技術經(jīng)驗，總結了主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的調試流程及其使用維護方法。首先，以C6600-5/6#船的主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)為例，詳細介紹了主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的工作原理，同時分析了控制系統(tǒng)中三相異步電動機的Y-降壓啟動、連鎖控制及安全保護環(huán)節(jié)；其次，根據(jù)以往對主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的調試經(jīng)驗，總結出主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)調試的具體步驟，并應用于C6600-6船中；最后，概述了主機輔助

2、鼓風機控制系統(tǒng)各電器（機）的使用維護方法。由于主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)是船舶重要的電氣控制系統(tǒng)之一，控制基本原理及元器件組成具有普遍性，因而，本論文對船舶電氣控制系統(tǒng)的調試與使用維護具有較高的指導意義和實用價值。關鍵詞：主機輔助鼓風機；控制；電動機；調試；使用維護；1 前言船舶大型低速柴油機主機一般都裝有兩臺或三臺輸出功率較大的輔助鼓風機，也叫應急鼓風機，它是在主機輸出功率較低，換氣質量較差時使用，使主機能保持低速正常運轉。一般是在船舶進出港，船舶機動用車或在主機增壓器損壞的情況下使用。船舶主機輔助鼓風機必須在增壓器進油后才可使用運行，常由于增壓器進油晚而導致調試時間緊迫，若調試周期長或者調試過

3、程中損壞元器件，尤其是末制船，則嚴重影響主機系泊進度。因此，總結主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的調試步驟非常重要，不僅可以提高調試效率，縮短調試周期，而且能盡可能的避免電器（機）損壞，節(jié)約造船成本。由于船舶電氣控制系統(tǒng)的元器組成及控制原理基本相同，所以本論文對于其他船舶電氣控制系統(tǒng)的調試均具有參考和指導意義。船舶正常航行若應急需要使用主機輔助鼓風機時，比如增壓器損壞或主機機動時，船舶又處在一個不允許停車拋錨的水域或海況時，此時如果主機輔助鼓風機由于平時使用過多而損壞，那必將影響船舶的營運和安全。因此正確使用與維護主機輔助鼓風機又有著十分重要的意義。2 主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的原理本章主要分析了主機輔助

4、鼓風機控制系統(tǒng)的降壓啟動、工作原理、連鎖控制及安全保護環(huán)節(jié)。2.1 三相異步電動機 Y轉接啟動三相異步電動機Y轉接啟動為降壓啟動1的一種，在正常運行時三相定子繞組接成三角形的三相異步電動機，可以在啟動時接成星形以減小啟動電流以及啟動時對電網(wǎng)的沖擊。電動機直接啟動時，定子繞組為三角連接，如圖2-1（a）所示，每一相繞組啟動電壓大小為U1=UN，每相啟動電流為IP，線路上的啟動電流為 （2.1） 圖2-1 Y啟動電壓、電流采用Y啟動，啟動時，定子繞組為星形連接，如圖2-1（b）所示，每相啟動電壓為 （2.2） 每相啟動電流IPY為 （2.3） 啟動線電流ILY為 （2.5） （2.6） 式（2.1

5、）（2.6）表明Y啟動時，相電壓和相電流與直接啟動相比降低到原來的，對供電電網(wǎng)造成沖擊的啟動電流降低到直接啟動時的1/3。2.2 主機輔助鼓風機控制電路原理分析以C6600-5/6#船為例，主機機型DOOSAN-MAN B&W 8K98MC-C6.1,三臺主機輔助鼓風機原理圖，分別如圖2-2，2-3，2-4所示，圖2-2中HiBS403/300A為自動空氣斷路器；F為熔斷器（保險絲）；51-1為熱繼電器；TR1為440V/220V變壓器；6-1、88-1、42-1為接觸器；19T-1、27T-1、63T-1、48T-11為時間繼電器；88x-1、88x-11、51-1、51x-1、4x

6、-1、43x-1、43x-11為電磁式繼電器；WL1、GL1、RL1、BL1為指示燈；HM1為計時表。由于三臺主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)原理相同，本文僅以1號主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)為例。2.2.1 主機輔助鼓風機的啟停過程主機輔助鼓風機的啟動和停止按位置可分為本地啟停和遠程遙控啟停，其中遠程遙控啟停又分為自動遙控啟停和手動遙控啟停。本地手動啟停的過程如下：啟動過程：a.將本地控制板上的位置選擇開關選至本地位置，按下啟動按鈕3-C1，繼電器4x-1得電，常開觸點4x-1（33，34）閉合，這時放松3-C1，由于常開觸點4x-1（33，34）閉合接通，所以4x-1還是吸合的；b. 繼電器4x-1得電，

7、常開觸點4x-1（13，14）閉合，接觸器6-1得電，常開觸點6-1（13，14）閉合，接觸器88-1得電，常開觸點88-1（13，14）閉合，電動機實現(xiàn)Y型啟動，常開觸點88-1（43，44）閉合，繼電器88x-1得電，常開觸點88x-1（43，44）閉合，運行指示燈GL1亮；c.同時，時間繼電器19T-1得電，延時10s，常開觸點19T-1（6，8）閉合，常閉觸點19T-1（4，5）斷開，接觸器6-1失電，接觸器42-1得電，常開觸點42-1（13，14）閉合，電動機實現(xiàn)運行。停止過程：按停止按鈕3-O1，繼電器4x-1失電，接觸器6-1，88-1，42-1失電，電動機停止運行，同時常開觸

8、點4x-1（33，34）也斷開，這時松開3-O1，由于常開觸點4x-1（33，34）已斷開，所以4x-1不會從新吸合。遠程遙控啟停過程如下：手動遙控啟停：將本地控制板上的位置選擇開關選至遠程遙控位置，集控室自動模式開關選至手動位置，按下啟動按鈕“START”，繼電器4x-1得電，原理與本地手動啟停過程相同。自動啟停過程：將本地控制板上位置的選擇開關選至遠程位置，集控室模式開關選至自動位置，當主機掃氣壓力低于0.05MPa時，壓力開關P1P2閉合，繼電器43x-11得電，常開觸點43x-11（7，11）和43x-11（6，10）閉合，時間繼電器63T-1得電，延時10s，觸點63T-1（1，3）

9、閉合，繼電器4x-1得電，常開觸點4x-1（13，14）閉合，接觸器6-1得電，常開觸點6-1（13，14）閉合，接觸器88-1得電，常開觸點88-1（13，14）閉合，同時，時間繼電器19T-1得電，延時10s，常開觸點19T-1（6，8）閉合，常閉觸點19T-1（4，5）斷開，接觸器6-1失電，接觸器42-1得電，常開觸點42-1（13，14）閉合，電動機實現(xiàn)Y-啟動運行；當主機掃氣壓力達到0.07MPa時，壓力開關P3P4斷開，繼電器43x-11、時間繼電器63T-1和繼電器4x-1失電，接觸器6-1、88-1和42-1均失電，電動機停止運行。其中，時間繼電器19T-1的作用：設置Y-運

10、行轉接時間。時間繼電器63x-1的作用：防止掃氣壓力在鼓風機啟動的臨界值波動時，鼓風機頻繁啟動。時間繼電器27T-1的作用：防止失電后再恢復供電，瞬間啟動尖峰電流過大。時間繼電器48T-11的作用：與繼電器88x-1配合為輔助鼓風機運行故障報警使用。2.2.2 電動機的連鎖控制圖2-2輔助鼓風機中包含多個自鎖、互鎖等連鎖環(huán)節(jié)。自鎖：凡是接觸器或繼電器利用它自己的輔助觸點來保持線圈吸合的，稱之為自鎖或自保。圖2-2中，當按下啟動按鈕3-C1，繼電器4x-1得電，常開觸點4x-1（33，34）閉合，這時放松3-C1，回路就可通過常開觸點4x-1（33，34）使接觸器4x-1線圈保持通電，常開觸點4

11、x-1（33，34）稱為自鎖觸點?；ユi：多種運動狀態(tài)的生產(chǎn)機械或多個生產(chǎn)機械往往存在著相互制約的關系。圖2-2中常閉觸點6-1（21，22）和常閉觸點42-1（21，22）構成了電動機Y運行電氣互鎖保護，用于防止接觸器6-1和接觸器42-1同時動作，而導致主電路短路。與主機完車和停車信號連鎖：當鼓風機處于遙控自動運行時，若主機有完車或停車信號送到鼓風機控制系統(tǒng)時，圖2-2中端子D13與D14之間的觸點會斷開，鼓風機停止。與主機滑油增壓器停車信號連鎖：當鼓風機正常工作時，若主機滑油增壓器有停車信號送到鼓風機控制系統(tǒng)時，圖2-2中端子D19與D20之間的觸點斷開，鼓風機停止，防止增壓器拉缸。與空間

12、加熱器連鎖：在電動機停機的時候，旋轉圖2-2中43SH-1旋轉開關，啟動加熱器，防止電動機受潮，當電動機運行時，常閉觸點88-1（21，22）和88-1（31，32）斷開，加熱停止。2.3.3 電動機的保護環(huán)節(jié)在電力拖動控制系統(tǒng)中，為保證設備及人身的安全，系統(tǒng)中必須設置有短路保護、過載保護、失壓（欠壓）保護及缺相保護等安全保護環(huán)節(jié)2。短路保護：在船舶電網(wǎng)中，由于導線電阻很小，短路時將會在回路中產(chǎn)生很大的短路電流和線路電壓降，如果不加保護，將造成電網(wǎng)中的電氣設備不能正常工作，嚴重的短路故障會使發(fā)電機過載而燒毀，甚至引起火災。常用的短路保護措施有：在電路中裝設自動空氣斷路器（例如圖2-2中HiBS

13、403/300A）、熔斷器（例如圖2-2中F1-1）等。過載保護：對于大多數(shù)電氣設備來說，當電流超過其額定值（即過載）時，并不一定會立即損壞，但長時間的或嚴重的過載是不能允許的，故在電路中常裝設過載保護。圖2-2中51-1為熱繼電器，當電動機發(fā)生過載時，熱繼電器常閉觸頭51-1（95，96）斷開，繼電器51x-1失電，常開觸點51x-1（6，10）斷開，繼電器4x-1失電，接觸器6-1、88-1和42-1均失電，電動機停止運行，對電動機起過載保護作用。失壓（欠壓）保護：失壓（欠壓）保護是根據(jù)接觸器本身的電磁機構和啟動按鈕來實現(xiàn)的。圖2-2中的自鎖環(huán)節(jié)具有失壓和欠壓保護功能。當電源電壓降低到小于

14、繼電器（如4x-1）的釋放電壓時或電源失壓時，其主觸頭，例如4x-1（13，14）斷開，電動機停止運行，同時自鎖觸頭已斷開，在再次按下啟動按鈕前繼電器不會通電，電動機不會自行啟動運行。缺相保護：圖2-2中熱繼電器51-1又起著缺相保護的作用，熱繼電器51-1的發(fā)熱元件串接在三相主電路中，在任意一相發(fā)生斷路（缺相）故障時，必然導致另兩相電流的大幅度增加，這時熱繼電器51-1將斷開接觸器電源，使電動機停轉。自動空氣斷路器，是船舶電力系統(tǒng)中常用的一種配電保護電器，集控制與多種保護功能于一體，在正常情況下可用于不頻繁地接通和斷開電路，當電路中發(fā)生短路、過載、電壓過低等故障時，能自動切斷故障電路，保證電

15、氣設備和人身的安全。圖2-2 NO.1主機輔助鼓風機控制原理圖圖2-3 NO.2主機輔助鼓風機控制原理圖圖2-4 NO.3主機輔助鼓風機控制原理圖3 主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的調試主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的調試過程主要包括以下步驟：首先檢查主機輔助鼓風機及控制箱內(nèi)的安裝是否滿足工藝要求，包括三相繞組螺絲緊固性、接地保護等；仔細檢查控制箱內(nèi)和電動機接線盒有無鐵絲、銅網(wǎng)等雜物，以免送電后發(fā)生短路引起事故；檢查電機接線盒是否為Y-連接，若內(nèi)有連扳，需拆除連扳。圖3-1為C6600-6#的主機輔助鼓風機控制箱的實物圖，圖3-2為輔助鼓風機的實物圖，圖3-3為輔助鼓風機接線盒內(nèi)部實物圖和銘牌。圖3-1 NO

16、.1主機輔助鼓風機控制箱外部和內(nèi)部實物圖結合主機輔助鼓風機系統(tǒng)原理圖、船廠接線圖、船廠系統(tǒng)圖，檢查線路。線路檢查主要包括：主機輔助鼓風機控制箱內(nèi)的線路：按照原理圖檢查線路接線是否正確，尤其要注意各個短接線，有時控制箱廠家在試驗時加了部分短接線，試驗結束后并未拆除；控制箱與電機之間的線路：檢查電機的Y-運行控制線路以及空間加熱器線路是否正確，同時利用萬用表測量空間加熱器線路之間的電阻，約幾百歐姆，以防止短路。 控制箱與主配電盤之間的線路：檢查主電路三相電源接線及相序是否正確?？刂葡渑c集控臺之間的線路：檢查集控臺手動/自動轉換開關、啟動按鈕、停止按鈕、運行指示線路是否正確，檢查主機停車和完車線路是

17、否正確，檢查主機輔助鼓風機故障報警線路是否正確?？刂葡渑c控制主機輔助鼓風機自動啟停的壓力開關之間的線路：檢查壓力開關線路及壓力開關的接線是否正確?？刂葡渑c機旁應急控制箱之間的線路：檢查運行指示線路是否正確?？刂葡渑c阿爾法注油器注油器之間的線路：檢查運行指示線路是否正確?？刂葡渑c增壓器滑油單元之間的線路：檢查增壓器滑油單元停車線路是否正確。圖3-2 NO.1主機輔助鼓風機實物圖片圖3-3 NO.1主機輔助鼓風機接線盒內(nèi)部及銘牌實物圖熱繼電器電流設置：根據(jù)原理圖查看熱繼電器的接線位置，確定熱繼電器動作值是線電流還是相電流，本文中C6600-6船舶的熱繼電器實物圖如圖3-4所示，動作值為線電流，再查

18、看電動機的銘牌，電動機的額定電流（線電流）即熱繼電器的動作值（變比400:5）。圖3-4 NO.1主機輔助鼓風機熱繼電器實物圖片時間繼電器設置：按照原理圖和試驗程序要求設置各時間繼電器的延時時間及模式，注意區(qū)分得電延時和失電延時?？刂谱詣悠鹜５膲毫﹂_關壓力值設定：圖3-5為C6600-6控制鼓風機自動啟停的壓力開關實物圖及調節(jié)試驗圖。停止壓力開關壓力值設定：首先將壓力開關下的管路閥關閉，然后使用萬用表歐姆檔，將兩表筆與壓力開關常閉點相連，利用船用壓力校準儀使管路壓力達到0.07MPa，調整壓力開關動作值，使常閉點斷開即可，再重新試驗一次，保證壓力值正確。啟動壓力開關壓力值設定：利用同樣的方法，

19、使管路壓力降到0.05MPa，調整壓力開關動作值，使常開點閉合即可，再重新試驗一次，保證壓力值正確。圖3-5 NO.1主機輔助鼓風機壓力開關實物圖及調節(jié)試驗圖檢查絕緣：使用絕緣表測量每相繞組與機殼的絕緣電阻值、每兩相繞組間的絕緣電阻值，440V三相異步電動機的絕緣電阻應不低于0.5兆歐姆。運行檢查：啟動前應檢查主機滑油增壓器是否開啟，確定增壓器有滑油進入后，將主配電盤輔助鼓風機電源開關合上，再將本地控制板的電源開關合上，選擇本地啟動，按下啟動按鈕，鼓風機一運行，快速按下停止按鈕，與此同時檢查電動機的轉向是否正確。再次按下啟動按鈕，鼓風機啟動運行，利用鉗形表測量電動機啟動電流（約為額定電流的57

20、倍）和穩(wěn)定運行時的電流(不能超過額定電流)是否異常，觀察電動機聲音是否正常、有無振動及異味。接通電源前應做好切斷電源的準備，一旦出現(xiàn)不正常情況，應立即切斷主電源。C6600-6#三臺主機輔助鼓風機（按照1號、2號、3號順序分別啟動）的絕緣電阻、啟動電流和穩(wěn)定運行電流如表1-1所示。表1.1 C6600-6#三臺主機輔助鼓風機的各測量數(shù)據(jù)額定電壓(V)額定電流(V)對地絕緣電阻(M)啟動最大電流(A)穩(wěn)定運行電流(A)1號主機輔助鼓風機440195.90.5386512號主機輔助鼓風機440195.90.5392313號主機輔助鼓風機440195.90.540636功能試驗：確定增壓器有滑油進入

21、后，試驗本地啟停、遠程遙控手動/自動啟停、過載報警及各個位置指示燈（運行、停止、過載、空間加熱器等指示燈），確認功能正確無誤后準備向船東、船檢交驗。4 主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的使用維護船舶主機輔助鼓風機在日常使用過程中應注意以下幾點：輔助鼓風機長期不用時，每隔兩個月，應短時間啟動一會兒。當情況不允許啟動時，手動轉動鼓風機葉輪，轉動幾圈。這樣能保護軸承防止腐蝕損壞。每次備車時都要檢查每臺鼓風機的工作是否正常。主機輔助鼓風機一般是在船舶進出港，船舶機動用車或在主機增壓器損壞的情況下使用，平時僅作為備用。但部分輪機員在實際使用中不僅進出港機動用車時使用輔助鼓風機3，甚至在正常航行時也要依靠輔助鼓風機

22、來改善主機的工作狀況。這種做法增加了發(fā)電機的負荷和電機的機械損耗，從而增加了油耗及備件的消耗量，進而導致運營成本增加。最嚴重的是在正常航行過程中，一旦需要應急使用主機輔助鼓風機時，比如低速運轉或增壓器損壞時，船舶又處在一個不允許停車拋錨的水域或海況時，此時如果輔助鼓風機由于平時缺乏維護或者使用過多而損壞，尤其是軸承長期使用易損壞，那必將影響船舶的營運和安全。船舶主機輔助鼓風機控制系統(tǒng)的各電器（機）的維護4包括以下幾點：電動機：清除電動機外表污物，以保證電動機正常運轉和散熱；軸承每隔一段時間應添油、換油；鼓風機在運行時要觀察電壓、電流的大小，有無異常增大的現(xiàn)象，聽電動機運行時的聲音，特別是軸承的情況，如有不正常的現(xiàn)象，要及時修理予以消除，不能等到損壞后再修，以備應急情況下使用,避免可能發(fā)生的事故。自動空氣斷路器：清除斷路器上的灰塵、油垢，以保證開關的絕緣；檢查并清潔觸頭表面；檢查脫扣器的銜鐵和拉簧活動是否正常，動作是否靈活；檢查緊固機構，若有松動，應擰緊。接