艦船轉速控制系統風險預警方法
2023-07-22 01:29:16
專利名稱：艦船轉速控制系統風險預警方法
技術領域：
本發明屬於故障設備診斷技術領域，涉及一種艦船設備風險預警方法。
技術背景為加強船舶管理，確保船舶航行安全，提高船舶轉速控制系統的安全性能，針對船 舶轉速控制系統主要設備如PSG調速器、燃油操縱杆、電動調速馬達、氣動定位器、扭 力彈簧、緊停套筒等的實際運行狀態進行評估，評定船舶轉速控制系統的完好率，並根 據評估的結果有針對性的安排重點設備檢修與維護，解決其存在的問題，制訂切實有效 的船舶轉速控制系統狀態改善計劃，加強對船舶轉速控制系統的控制和管理，做好維護 保養，以確保船舶的安全營運，避免船舶在港口國檢査中發生滯留，同時也可降低船舶 檢修費用，從而提高船舶管理公司的競爭力。由於船舶轉速控制系統狀態評估涉及的指 標較多，各影響因素間的關係錯綜複雜，目前，國內船舶公司還主要依靠評估人員的技 術經驗對船舶轉速控制系統實施狀態評估，具有較大的主觀性。發明內容本發明的目的是克服現有技術的上述缺陷，建立一套針對艦船轉速控制系統的風險 預警方法，實現對艦船轉速控制系統的風險預警和狀態評估。本發明的方法投入使用後， 能夠為艦船轉速控制系統的日常維修、保養提供合理的依據。本發明採用如下的技術方案-一種艦船轉速控制系統風險預警方法，其特徵在於，在發現艦船轉速控制系統出現 異常時，按照下列步驟進行風險預警第一步根據在艦船轉速控制系統的各測點處安裝的傳感器實時採集到的各個設備信息以及根據人工排査所獲取的設備運轉和故障信息，確定故障模式柴油機起動不穩定 停轉故障模式，發動機突然熄火停轉故障模式，達不到額定轉速故障模式，柴油機飛車故障模式，發動機遊車/轉速波動故障模式中的哪一種； 第二步針對發生的故障模式類型確定風險預警流程，若所確定的故障類型為柴油機起動不穩定停轉故障模式，則按照下列步驟執行風險 預警(1) 檢查起動空氣壓力是否能滿足要求；(2) 檢査滑油冷卻水溫度是否足夠；(3) 檢査空車轉速是否正常；(4) 檢查燃油控制手柄位置是否正確；(5) 檢査調速器的轉速設定是否符合要求；(6) 檢査氣控系統是否正常工作；(7) 排査(1)至(6)後，檢查調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器 發生故障，否則，判斷主機本身發生故障；若所確定的故障類型為發動機突然熄火停轉故障模式，則按照下列步驟執行風險預警-(1) 檢查負載是否有問題；(2) 檢査自動停車裝置動作是否正常，若不正常，則判斷自動停車裝置發生故障(3) 檢查燃油控制手柄位置是否正確；(4) 檢査調速器的轉速設定是否符合要求；(5) 檢查氣控系統是否正常工作；(6) 排査(1)至(5)後，檢査調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發 生故障，否則，判斷主機本身發生故障；若所確定的故障類型為達不到額定轉速故障模式，則按照下列步驟執行風險預警(1) 檢査負載是否有問題；(2) 檢査燃油控制手柄位置是否正確；(3) 檢査調速器的轉速設定是否符合要求；(4) 檢查氣控系統是否正常工作；(5) 排査(1)至(4)後，檢查調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發 生故障，否則，判斷主機本身發生故障。若所確定的故障類型為柴油機飛車故障模式，則按照下列步驟執行風險預警(1) 檢査燃油控制手柄位置是否正確；(2) 檢查調速器的轉速設定是否符合要求；(3) 檢查氣控系統是否正常工作；(4) 排查(1)至(3)後，檢査調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發 生故障，否則，判斷主機本身發生故障。若所確定的故障類型為發動機遊車/轉速波動故障模式，則按照下列步驟執行風險 預警(1) 檢査負載是否有問題；(2) 檢査燃油控制手柄位置是否正確；(3) 檢査氣控系統是否正常工作；(4) 檢査燃油連接杆連接是否正確，判斷是否出現連接杆間隙不合適或卡死現象；(5) 排查(1)至(4)後，檢査調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發 生故障，否則，判斷主機本身發生故障。本發明應用於艦船轉速控制系統的風險預警，通過對各個設備的實際運行狀況進行監測給出的報告故障模式，結合本發明提出的風險預警流程，對轉速控制系統運行中的 故障進行判斷識別，能夠使對艦船轉速控制系統的風險預警擺脫主要依靠檢修人員的技 術經驗的狀況，能提高艦船的日常維護、管理水平，保證其安全。同時，利用上述方法 進行軟體開發、應用，能夠提高船舶管理的科學化、信息化水平。
圖l柴油機起動不穩定停轉風險預警流程圖； 圖2發動機突然熄火停轉風險預警流程圖； 圖3達不到額定轉速風險預警流程圖； 圖4柴油機飛車風險預警流程圖； 圖5發動機遊車/轉速波動風險預警流程圖。
具體實施方式
下面首先闡述調速系統工作原理發動機轉速是由一臺安裝在操縱側的伍德沃特PSG調速器來控制的，調速器通過燃 油操縱杆控制噴油泵齒條的位置。噴油泵在機體內倒裝在凸輪軸下面。油泵齒條通過夾 緊塊和短拉力彈簧被連接到裝在機體內的燃油操縱杆上，此操縱杆裝載一對滾輪中可做 軸向移動。燃油操縱杆的運動在全負荷方向通過強制鎖緊的夾緊塊傳遞到油泵齒體上， 朝"停車"方向則靠拉力彈簧的作用，這種結構允許在一個或一個以上的噴油泵卡住時， 油泵齒條可朝"停車"方向拉，以使發動機在任何情況下都能停車。伍德沃特調速器由一系列槓桿和軸以及連杆連到燃油操縱杆上。實際的噴油泵位置 由安裝在軸上的刻度板及刻線表示。手動停車依靠手柄，反方向運動被扭力彈簧緩衝。為調節所要求的轉速，伍德沃特調速器可裝有一個電動調速馬達，或裝一隻氣動定 位器。柴油機可直接通過搬動手柄或通過操縱調油器來實現停車。超速安全保護停車則是 通過停車裝置來實現。該裝置由氣動執行機構動作，緊停套筒從鎖定位置被釋放，在預 緊的扭力彈簧作用下旋轉，將手柄推到"停車"位置。當緊停裝置動作後，限位開關即立刻切斷執行機構的電磁閥的電源，防止其長期通 電而損壞，同時可利用其另一付開關觸點發出信號。下面結合附圖對本發明的技術方案做詳述。在發現艦船轉速控制系統發生異常時，首先根據在艦船轉速控制系統的各測點處安 裝的傳感器實時採集到的各個設備信息以及根據人工排査所獲取的設備運轉和故障信 息，確定故障模式為柴油機起動不穩定停轉故障模式，發動機突然熄火停轉故障模式， 達不到額定轉速故障模式，柴油機飛車故障模式，發動機遊車/轉速波動故障模式中的 哪一種。然後再針對故障模式進行不同的風險預測。1. 發動機有了運轉動作，但不能維持需要的轉速而停下來。參見圖1，此時，首先應 該檢査起動空氣壓力是否能滿足要求，若無問題，然後再檢查滑油冷卻水溫度是否足夠， 上兩項正常後，檢查調速系統。調速系統的一般檢查順序為，首先檢査空出轉速是否正常、燃油控制手柄位置是否 正確，即控制調速系統工作和控制轉速的機構，接下來看調速器的轉速設定是否符合要 求，然後看調速器的控制系統，即氣控系統是否正常工作，上述故障排査完畢，最後檢 查調速器是否能正常工作，若不能，判斷為調速器故障。若調速系統無故障，則接下來檢查其他系統，如燃油系統、主機機體等主機故障。2. 發動機突然熄火，是指發動機穩定轉動一定時間後，突然熄火停轉。遇此情況， 參見圖2，首先查看負載是否有問題，可能是螺旋槳被漁網纏住或出水等原因引起。若負載無異常，則排查調速系統故障。調速系統的一般檢査順序為，首先檢査自動 停車裝置工作是否正常，然後檢査燃油控制手柄，即控制調速系統工作和控制轉速的機 構，然後看調速器的控制系統，即氣控系統是否正常工作，上述故障排查完畢，均無故 障的情況下，推斷為調速器故障。調速系統無故障，則接下來檢查其他系統，如燃油系統、進排氣系統、主機機體等 主機故障。3. 柴油機最低怠速達不到/不穩定、達不到額定轉速、加不到最高轉速三種情況排査 順序相似。參見圖3，首先查看負載是否有問題，可能是螺旋槳被漁網纏住或出水等原因引起。若負載無異常，則排査調速系統故障。調速系統的一般檢查順序為，首先檢査燃油 控制手柄，即控制調速系統工作和控制轉速的機構，接下來看調速器的轉速設定是否符 合要求，然後看調速器的控制系統，即氣控系統是否正常工作，上述故障排查完畢，均 無故障的情況下，推斷為調速器故障。調速系統無故障，則接下來檢査其他系統及主機故障。4. 柴油機飛車，是指轉速超過標定轉速的110%以上。調速系統的一般檢査順序參見圖4:首先檢查燃油控制手柄，即控制調速系統工作和控制轉速的機構，接下來看調速器的轉速設定是否符合要求，然後看調速器的控制系統， 即氣控系統是否正常工作，上述故障排査完畢，均無故障的情況下，推斷為調速器故障。 調速系統無故障，則接下來檢查其他系統及主機故障。5. 發動機遊車，是指用手動中止調速器的作用，能消除速度的間歇性變化，但當一 恢復調速器的作用，這不規則的振動變化又將重現。發動機轉速波動，是指用手動中止調速器的作用，能消除巨大的速度間歇變化，並 且當恢復調速器控制時，這種變化不再出現，除非改變速度調節或改變負荷。參見圖5，發動機遊車或者轉速波動，是發動機轉速控制系統故障的最常見表徵，兩 者的排査故障手段相似，具體的排查步驟是首先，檢査燃油控制手柄，即控制調速系統工作和控制轉速的機構，接下來看調速器的控制系統，即氣控系統是否正常工作，然後 査看燃油連接杆是否連接正確，間隙不能過大或過小，上述故障排査完畢，均無故障的 情況下，推斷為調速器故障。
權利要求
1.一種艦船轉速控制系統風險預警方法，其特徵在於，在發現艦船轉速控制系統出現異常時，按照下列步驟進行風險預警第一步根據在艦船轉速控制系統的各測點處安裝的傳感器實時採集到的各個設備信息以及根據人工排查所獲取的設備運轉和故障信息，確定故障模式為柴油機起動不穩定停轉故障模式，發動機突然熄火停轉故障模式，達不到額定轉速故障模式，柴油機飛車故障模式，發動機遊車/轉速波動故障模式中的哪一種；第二步針對發生的故障模式類型確定風險預警流程，若所確定的故障類型為柴油機起動不穩定停轉故障模式，則按照下列步驟執行風險預警(1)檢查起動空氣壓力是否能滿足要求；(2)檢查滑油冷卻水溫度是否足夠；(3)檢查空車轉速是否正常；(4)檢查燃油控制手柄位置是否正確；(5)檢查調速器的轉速設定是否符合要求；(6)檢查氣控系統是否正常工作；(7)排查(1)至(6)後，檢查調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發生故障，否則，判斷主機本身發生故障；若所確定的故障類型為發動機突然熄火停轉故障模式，則按照下列步驟執行風險預警(1)檢查負載是否有問題；(2)檢查自動停車裝置動作是否正常，若不正常，則判斷自動停車裝置發生故障(3)檢查燃油控制手柄位置是否正確；(4)檢查調速器的轉速設定是否符合要求；(5)檢查氣控系統是否正常工作；(6)排查(1)至(5)後，檢查調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發生故障，否則，判斷主機本身發生故障；若所確定的故障類型為達不到額定轉速故障模式，則按照下列步驟執行風險預警(1)檢查負載是否有問題；(2)檢查燃油控制手柄位置是否正確；(3)檢查調速器的轉速設定是否符合要求；(4)檢查氣控系統是否正常工作；(5)排查(1)至(4)後，檢查調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發生故障，否則，判斷主機本身發生故障；若所確定的故障類型為柴油機飛車故障模式，則按照下列步驟執行風險預警(1)檢查燃油控制手柄位置是否正確；(2)檢查調速器的轉速設定是否符合要求；(3)檢查氣控系統是否正常工作；(4)排查(1)至(3)後，檢查調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發生故障，否則，判斷主機本身發生故障；若所確定的故障類型為發動機遊車/轉速波動故障模式，則按照下列步驟執行風險預警(1)檢查負載是否有問題；(2)檢查燃油控制手柄位置是否正確；(3)檢查氣控系統是否正常工作；(4)檢查燃油連接杆連接是否正確，判斷是否出現連接杆間隙不合適或卡死現象；(5)排查(1)至(4)後，檢查調速器是否能正常工作，若不能，則判斷調速器發生故障，否則，判斷主機本身發生故障。
全文摘要
本發明涉及一種艦船轉速控制系統風險預警方法，在發現艦船轉速控制系統出現異常時，按照下列步驟進行風險預警第一步根據在艦船轉速控制系統的各測點處安裝的傳感器實時採集到的各個設備信息以及根據人工排查所獲取的設備運轉和故障信息，確定故障模式柴油機起動不穩定停轉故障模式，發動機突然熄火停轉故障模式，達不到額定轉速故障模式，柴油機飛車故障模式，發動機遊車/轉速波動故障模式中的哪一種；第二步針對發生的故障模式類型確定風險預警流程，而後根據相應的診斷流程，執行風險預警。本發明的方法投入使用後，能夠為艦船轉速控制系統的日常維修、保養提供合理的依據。
文檔編號G05B23/02GK101334669SQ20081005406
公開日2008年12月31日 申請日期2008年8月5日 優先權日2008年8月5日
發明者餘建星, 孔令鑫, 曹松榮, 杜尊峰, 佳 田 申請人:天津大學