唐文俊　羅瀟

摘 要：隨著船舶推進技術(shù)的發(fā)展，綜合電力推進系統(tǒng)在艦船上應(yīng)用越來越廣泛。變頻器是電力推進系統(tǒng)的主要組成部分之一，其工作可靠性對推進系統(tǒng)的正常運行有著重要影響。本文介紹了某型船電力推進系統(tǒng)的推進變頻器冷卻水流量報警故障原因分析和處理方法。

關(guān)鍵詞：變頻器；冷卻水；故障

中圖分類號：U664.14 文獻標識碼：A

Abstract： Along with the development of ship propulsion technology， using electric propulsion system in modern ships is becoming more and more frequent. The propulsion converter is one of the main components of electric propulsion system， the reliability of the system has significant influence on the normal operation of propulsion system， the fault should be monitored closely and handled in time. This paper introduces the cause analysis and treatment of the cooling water flow alarm of the ship electric propulsion system.

Key words： Converter； Cooling water； Fault handling

1 引言

綜合電力推進系統(tǒng)是將傳統(tǒng)的機械推進系統(tǒng)與電力系統(tǒng)合二為一，能為實現(xiàn)智能船舶奠定基礎(chǔ)，因此該種推進方式將是艦船動力的發(fā)展方向。據(jù)分析，2020年前世界各主要海軍強國的新生代戰(zhàn)艦將普遍實現(xiàn)由機械推進向電力推進的轉(zhuǎn)變。我國海軍也提出，于2020年前，對護衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦等主戰(zhàn)艦船以及特種軍輔船陸續(xù)采用綜合電力推進方式[1][2]，目前部分軍輔船及護衛(wèi)艦正采用綜合電力推進系統(tǒng)，特別是特種軍輔船已有較成熟的使用實例。

電力推進系統(tǒng)通常包括主發(fā)電機組、推進變壓器、推進變頻器和推進電動機等，而推進變頻器是其主要組成設(shè)備之一，其可靠性和安全性對推進系統(tǒng)正常運行至關(guān)重要。本文以某型船為例，介紹有關(guān)推進變頻器冷卻水流量報警故障的處理方法。

2 冷卻水流量報警故障情況

某型船為雙機、雙舵槳、全電力推進船舶，該船在從制造廠到服務(wù)港口的航行過程中出現(xiàn)左舷變頻器外冷卻水流量偏低報警（低于12 t/h），使得船舶無法實現(xiàn)全速航行。根據(jù)現(xiàn)場情況，技術(shù)人員對故障現(xiàn)象進行了分析、測試和修復。修復后，第一次出航兩臺變頻器冷卻水流量顯示正常，左邊18 t/h，右邊20 t/h；但是回航時左水冷柜流量仍顯示低于12 t/h出現(xiàn)報警，而右水冷柜顯示18～20 t/h；轉(zhuǎn)岸電后，左舷流量顯示8.6 t/h，右舷14.4 t/h，故障仍未最終消除。

3 冷卻水流量報警故障原因分析

按照設(shè)計系統(tǒng)原理，冷卻水流量傳感器讀數(shù)偏低報警的原因可歸納為以下三方面：

（1）外冷卻水量供給不足；

（2）流量傳感器本體故障；

（3）流量傳感器安裝底座不滿足要求。

3.1 外冷卻水供給不足的可能性分析

本船推進變頻器的功率單元由設(shè)備自帶的內(nèi)冷卻水循環(huán)冷卻，外冷卻水通過冷卻回路冷卻內(nèi)冷卻水，外冷卻水由船上中央冷卻系統(tǒng)集中提供。船舶備機狀態(tài)下，技術(shù)人員利用超聲波流量測量儀對兩臺水冷柜進水管路流量進行測量，測量結(jié)果如下：一臺中冷系統(tǒng)淡水泵開啟時，左舷進水流量13.6 t/h，右舷進水流量14.1 t/h；兩臺中冷系統(tǒng)淡水泵開啟時，左舷進水流量18.9 t/h，右舷進水流量19.6 t/h。

根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)，當兩臺中冷系統(tǒng)淡水泵工作時，水冷柜進水流量大于15 t/h滿足要求，因此外冷卻水供給不足的原因可以排除。

3.2 流量傳感器本體故障的可能性分析

流量傳感器是美國GF公司產(chǎn)品（變送器型號：3-9900-1P；探頭型號：3-8510-P0）。技術(shù)人員在船上針對這一故障可能性進行了辨別和驗證，具體方法是：交換變送器；交換流量探頭；左舷水冷柜更換新的流量探頭。

交換左右水冷柜變送器后，左右支路流量顯示與更換前一致；復原各自變送器，交換流量探頭，左右支路流量顯示與更換前一致；左舷更換新的流量探頭，流量顯示也無變化。因此，流量傳感器本體故障可以排除。

3.3 流量傳感器安裝底座不滿足要求的可能性分析

流量傳感器安裝底座是一個不銹鋼零件，該零件為GF公司配件，該零件按照廠家說明書要求焊接在測量水管支路。技術(shù)人員拆除流量探頭檢查，發(fā)現(xiàn)流量探頭轉(zhuǎn)輪可正常旋轉(zhuǎn)，但安裝到不銹鋼底座上卻無流量顯示。隨后打開外冷卻水進水連接軟管處法蘭檢查管路內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪附近的焊渣阻擋流量探頭轉(zhuǎn)輪正常旋轉(zhuǎn)，打磨焊渣后有流量顯示。

修復后，船舶第一次出航流量顯示正常，左邊18 t/h、右邊20 t/h；回航時，左水冷柜流量顯示13 t/h、右水冷柜顯示18 t/h；轉(zhuǎn)岸電后，左舷流量顯示8.6 t/h、右舷14.4 t/h。

技術(shù)人員上船更換新的不銹鋼管路進行驗證，更換完后對左右水冷柜外冷卻水流量進行多流量點狀態(tài)下對比，兩邊流量基本一致。之后船舶執(zhí)行出航任務(wù)3天，廠家服務(wù)工程師參加保航，期間觀察左右外冷卻水流量基本保持一致。

綜上所述，流量傳感器安裝底座不滿足要求是導致流量偏低故障的原因。endprint

3.4 流量顯示不穩(wěn)定的原因分析

雖然經(jīng)過上述工作找到了本次事故的原由，但修復后出現(xiàn)了流量不穩(wěn)定情況。為此，將船上管路拆除對其進行仔細觀察和分析，認為導致流量顯示不穩(wěn)定的原因是水冷柜管路焊接過程中對流量傳感器的焊接底座進行了打磨，導致焊接管座長度變短，轉(zhuǎn)輪在管路中的伸出長度超出設(shè)計值，因此影響流量傳感器的準確測量。

為驗證此分析，對船上拆下的管路進行流量檢測。

測試結(jié)果說明由于管路安裝底座焊接缺陷改變了傳感器原有的正比例系數(shù)特性。正比例系數(shù)特性是指傳感器參數(shù)與外部測量對象參數(shù)的線性變化關(guān)系，用數(shù)學表達就是：y=kx。式中，y表示測量值，在本文就是冷卻水流量值；x為傳感器隨外界環(huán)境變化的特性參數(shù)；k為傳感器特性參數(shù)隨外界環(huán)境的比例系數(shù)。水冷柜管路焊接過程中對流量傳感器的焊接底座進行了打磨，導致焊接管座長度變短，改變了傳感器原有的正比例系數(shù)特性，即改變了正比例系數(shù)k的數(shù)值，從而導致了測量的不準確。

設(shè)備廠家對流量傳感器的標定方法為：只選擇兩個點進行標定，一個0點、一個10 t/h點，且符合流量傳感器具有正比例系數(shù)特性。產(chǎn)品出廠前均進行了流量標定，如底座安裝不合格，會導致測量值不具有正比例系數(shù)特性。

4 整改措施

按照GF公司的說明，不應(yīng)對GF公司的附件進行二次加工，應(yīng)按要求進行底座焊接；對焊接后的管路，設(shè)置檢驗控制點；對流量標定采用兩點標定后，多點校驗標定值。

按照以上要求加工制作新的管路，更換左舷安裝流量傳感器的不銹鋼管路。在更換管路后，經(jīng)過多航次的運行，其外冷卻水流量均顯示正常。

5 幾點體會

（1）故障排查要仔細、徹底，出現(xiàn)故障時應(yīng)深入分析問題產(chǎn)生的原因，這樣才可快速解決問題；

（2）設(shè)備安裝前應(yīng)認真閱讀并領(lǐng)會廠家技術(shù)要求，嚴格按照其規(guī)定執(zhí)行；

（3）應(yīng)舉一反三排查問題，杜絕同樣問題再次出現(xiàn)。

參考文獻

[1]馬偉明. 艦船動力發(fā)展的方向-綜合電力系統(tǒng)[J].海軍工程大學學報，

2002， 14（6）.

[2]鄭定泰. 水面艦艇綜合電力系統(tǒng)的技術(shù)進展[J]. 艦船科學技術(shù)， 2005，

27（5）.endprint