船舶最佳運行決策管理

Chapter3最佳運行決策管理柴油主機螺旋槳船體相互制約&有機整體轉(zhuǎn)速與主機功率的關(guān)系

但是當(dāng)柴油機安裝到某一艘特定的船舶，配置某一設(shè)計工況點的螺旋槳，那么，這臺主機所發(fā)揮的功率和轉(zhuǎn)速，完全被螺旋槳所限制。

Ne——f（n3）一般匹配

70年代之前所建造的船舶，螺旋槳的設(shè)計工況點是按柴油機的最大持續(xù)功率和轉(zhuǎn)速來設(shè)計，即沒有任何功率儲備或轉(zhuǎn)速儲備。再者從造船廠所追求的指標(biāo)是新造船的航速一定要求達到，至于主機的工況是否合理，有沒有超負荷，是不關(guān)心的?？傉J為主機廠所提供的額定值就應(yīng)該保證達到，至于情況在發(fā)生變化，都不予重視。隨著柴油機參數(shù)的提高，故障出現(xiàn)的頻繁，迫使柴油機制造廠及航運部門重新審視這樣的設(shè)計指導(dǎo)思想是否合理。船舶阻力狀態(tài)的規(guī)律

通過對將近200艘航行于全球各個地區(qū)各種類型船舶的跟蹤監(jiān)視，收集船舶狀態(tài)及主機運行工況，發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：新造的船舶阻力最??；當(dāng)?shù)竭M塢期限時（一般取一年半至二年），船舶的阻力達到最大；進塢進行清潔船體，重新油漆，或者噴砂拋光處理，出塢后阻力降低，但是它已恢復(fù)不到新船時的阻力狀態(tài)；或恢復(fù)不到前次出塢的阻力狀態(tài)。

船舶阻力狀態(tài)的規(guī)律經(jīng)過5個至10個進塢周期，船舶阻力逐漸趨向穩(wěn)定，這時與新造船狀況比較，出塢后（船體清潔，新涂油漆）的阻力比新船增長15％－20％；而在達到進塢前，船體殼板被腐蝕，漆皮剝落，附有海生物等，它的阻力狀態(tài)約比新船增長30％－40％。

柴油機儲備船舶投入營運后，它的阻力狀況是變化的，勢必造成對柴油機的超負荷。經(jīng)過將近二年的跟蹤調(diào)查，最后柴油機制造者提出螺旋槳設(shè)計工況點的選擇必須留有“柴油機的儲備”這一新概念。最早出現(xiàn)在1973－1974年間，柴油機公司以“技術(shù)通報”的形式，勸告造船工程師，要給主機留出一條“生路”。不然經(jīng)常出現(xiàn)缸套過度磨損，排溫升高，燃燒室部件產(chǎn)生裂紋，油耗增大，掃氣壓力降低，增壓器轉(zhuǎn)速降低，油門開度增加等等一系列的故障現(xiàn)象。外界環(huán)境變化導(dǎo)致柴油機超負荷船體宏觀線型的變化；船體表面糙度的惡化；螺旋槳槳葉表面粗糙度的增加；柴油機自身使用年限增長而陳舊。

轉(zhuǎn)速與功率關(guān)系圖7-11功率儲備轉(zhuǎn)速與功率關(guān)系縱坐標(biāo)表示功率的百分數(shù)；橫坐標(biāo)是轉(zhuǎn)速的百分數(shù)。兩個100％的相交點就是柴油主機的最大持續(xù)功率和轉(zhuǎn)速；通過額定值點的推進特性曲線稱為理論（或額定）推進特性曲線；功率值的90％與推進特性曲線相交之點(D)作為正常持續(xù)使用工況點；也就是說柴油機的持續(xù)服務(wù)工況點功率值已降低至90％MCR，轉(zhuǎn)速亦已降低，它是按推進特性曲線功率降低至90％MCR，轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低至（nH——表示柴油機的額定轉(zhuǎn)速），這一點還不是螺旋槳的設(shè)計工況點，螺旋槳的設(shè)計工況點A的功率值取為D／1.15，即持續(xù)服務(wù)工況點D除以1.15；前者減低至90％MCR的（D）點稱為“主機儲備”，而后者從D點降為A點被稱為“海上風(fēng)浪儲備”。因而，當(dāng)新船在海上試航時，即使主機開到額定轉(zhuǎn)速nH主機還是不會發(fā)出額定功率值。工況的變化從一個塢期間宏觀分析，推進特性曲線是逐漸變陡。出現(xiàn)變陡的推進特性曲線工況有下述三種操縱方式：維持主機的油門開度，相當(dāng)于沿等平均有效壓力來操作，其后果必然是降低轉(zhuǎn)速運行，相當(dāng)于運行點從（A）變化到（B）；保持柴油機的輸出功率，即從（A）點沿水平線移至（C）點，功率相等，但此時的主機油門開度是升高（開大）了，即平均有效壓力值變大；然而實際操作時要保持等功率運行比較困難，因為功率值沒有直觀的儀表監(jiān)測；保持柴油機的轉(zhuǎn)速，即在曲線圖上通過（A）點作一條垂直線，它的運行工況的功率值將大大超過（D）點值，這種情況超負荷是最嚴重的，它會引起主機故障，排溫升高，油耗增加，熱負荷上升。最佳運行監(jiān)視的參數(shù)實船運行中機務(wù)監(jiān)督或機務(wù)管理部門要經(jīng)常性地考核船舶主機的運行工況點是否落在（A）點附近，在航運部門有的建立了五天主機工況報告的制度，把主機的轉(zhuǎn)速，油門開度，排氣溫度，日耗油量，平均航速等，以電報或傳真報告機務(wù)部門。機務(wù)管理部門通過連續(xù)的五天報告判斷船舶主機負荷狀況，是短時期由于氣候、海況的影響引起負荷過重，還是較長時期始終是超負荷，再結(jié)合進塢計劃安排是否已接近塢修期了進塢之后要不要采取噴砂拋光船體殼板處理，或者是采取削割螺旋槳隨邊來改善主機的負荷。也可能只要把船體清潔后負荷就會減小下來，總之要對數(shù)據(jù)的積累全面考核，權(quán)衡利弊，作出決策。技術(shù)的關(guān)鍵是要監(jiān)視哪些參數(shù)來判斷主機的負荷狀況負荷的判斷

首先要求船舶輪機員要把主機高壓油泵的定時進行勘查，要保持與出廠座臺試驗的數(shù)據(jù)相一致，尤為重要的是高壓油泵的“有效噴油行程”要相等（與出廠時），各缸之間允許偏差嚴格符合說明書要求。負荷的判斷

其次把柴油機出廠座臺試驗結(jié)果，按推進特性曲線——轉(zhuǎn)速與功率的關(guān)系繪制出來，同時在該推進特性曲線圖上把等平均有效壓力線，即等油門線亦標(biāo)繪在同一曲線上。然后當(dāng)接到船舶上報的數(shù)據(jù)，只要簡便地把轉(zhuǎn)速和油門的工作點標(biāo)繪在該曲線圖上，就可以大致判別主機的工況輕重程度，當(dāng)然要修正燃油的低熱值，進機溫度，比重以及高壓油泵柱塞副的磨損情況。當(dāng)相同轉(zhuǎn)速時，與座臺試驗數(shù)據(jù)相比較，油門開度超過座臺試驗數(shù)據(jù)，則可以判別負荷已經(jīng)偏重，當(dāng)油門開度小于或接近座臺試驗結(jié)果，則說明負荷狀況正常，持續(xù)的觀察考查，就可以對一艘船的主機負荷狀況作出定性評估。如何進行船舶運行的

Chapter4機械設(shè)備檔案管理由各艘船舶機艙管理的各種報表、技術(shù)文件、故障報告、機械設(shè)備拆檢測量報告，主機曲軸臂距差測量記錄等，上報到航運企業(yè)的機務(wù)主管部門。采用必要的方法，把各種設(shè)備的信息變成數(shù)據(jù)資料，按各管理層次的要求形成表格、文件、報告和統(tǒng)計數(shù)字或圖表等，以便向機務(wù)管理工程師提供機械設(shè)備的歷史、現(xiàn)狀等信息。建立機械設(shè)備檔案管理系統(tǒng)的目的是保證設(shè)備的可靠性，其實質(zhì)是可靠性管理。可靠性是機械設(shè)備的重要質(zhì)量指標(biāo)。為了設(shè)備的可靠必須將可靠性管理貫徹到設(shè)備的設(shè)計、試驗、制造、出廠檢驗和實際使用各個階段?？煽啃怨芾硪ＷC設(shè)備在整個使用期間的技術(shù)性能，即所謂長期質(zhì)量，對航行于汪洋大海的船舶機械設(shè)備尤為重要。新船建造期間機械設(shè)備檔案1)各類設(shè)備使用說明書；2)備件訂購編號表清單；3)設(shè)備安裝時測量記錄；4)車間提交試驗報告；5)軸系對中計算及測量記錄；6)主機、輔機參數(shù)調(diào)整表，定時測量報告；7)主付機曲軸臂距差測量記錄；8)海上試航報告；9)自動化船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)的組成，模擬試驗報告等。船舶運行期間機械設(shè)備檔案管理建立設(shè)備的檔案資料，要求隨著船舶使用服務(wù)期，把實際拆檢時，或者修船時測得的數(shù)據(jù)不斷充實，使機械主要另部件的沿革狀況都有據(jù)可查。就如第二節(jié)所述參數(shù)監(jiān)測維修管理，柴油機性能參數(shù)的評估。而機械設(shè)備技術(shù)檔案的管理，相當(dāng)于對“硬件”的檔案庫，利用現(xiàn)代化企業(yè)管理中的信息處理主要工具——電子計算機，在一定范圍內(nèi)就能構(gòu)成船舶機械設(shè)備的信息系統(tǒng)。檔案管理的實例船舶動力裝置的“心臟”是船舶推進主機，而推進系統(tǒng)中的曲軸中心線的同心度是至關(guān)重要的技術(shù)參數(shù)，因此必須給予充分的重視。曲軸曲柄臂距差要求主機或柴油發(fā)電機每運行3000h后，或者進行了影響到曲軸中心的修理工程，就要在修理完工后進行臂距差的測量；測量的工具和位置應(yīng)歷次相同，嚴格遵循柴油機制造廠的說明書規(guī)定；即使在船廠進行修理，不是由船員測量，也要按此表格形式進行填寫；表格的下部分是畫出曲軸中心線的示意圖，它是把各缸上死點位置的測量值繪制成曲軸“中心線”，它不是真正的曲軸中心，只是個模擬狀態(tài)，通過資料的積累，曲軸中心線的變化過程就一目了然。主機和柴油發(fā)電機組氣缸拆檢測量按柴油機制造廠規(guī)定的吊缸周期，每次吊缸時就應(yīng)完整地做好測量記錄，無論該項工程由船員進行還是由船廠承擔(dān)，都應(yīng)做好這份測量報告；測量工具和測定位置應(yīng)嚴格按柴油機制造廠商的說明書規(guī)定。在吊缸中發(fā)