浅析拖轮主机超速停车应急处理

朱高华 李家存

（山东港口日照港集装箱发展有限公司轮驳分公司，山东 日照 276800）

0 引言

随着经济全球化的迅速发展，作为连接各国贸易重要桥梁的船舶运输行业也得到大力发展，世界上超过80%的贸易往来都需要通过水上运输来完成。港作拖轮恰恰承担着协助大型船舶安全进出港、靠离泊码头等重要任务，是港口安全生产作业中尤为重要的一环。如果拖轮在顶推或者拖带作业过程中突然发生主机超速停车事故，很容易造成严重的机损和极大的安全生产问题，正确快速的处理突发性超速停车故障对保证人员和作业安全具有极其重要的意义[1]。

1 转速传感器原理简介

日港拖16轮是由天津新河船厂建造的全回转式大马力拖轮并于2005年交付使用，主要承担着日照港石臼港区主要生产任务。装配两台新泻6L28HLX立式、直列4冲程柴油机，主机稳定运行时的转速为750rpm，输出功率为2059KW。左右主机均装配超速保护装置，其转速传感器利用飞轮盘上的盘齿切割转速传感器端部的磁力线产生一个交流电压信号，该电压信号在转速传感器内部经放大、整形后输出为稳定的方波信号，可以精确的表示原动机的转速并传递到相应的元器件以做出动作。

2 故障分析与排查

2.1 故障经过

2021年3月25号，日港拖16轮在石臼港区东11泊位协助大船靠泊作业时，左主机突然发生超速停车现象，报警板显示左主机超速，但是主机实际上并没有超速。这一突发状况给船上人员和船舶的生产作业安全带来了极大的隐患，作业时间紧迫、生产任务重，必须要在第一时间解决此故障。

2.2 故障排查

当报警板显示发生左主机超速保护停车报警时，集控室和驾驶台转速表显示正常未超速，驾驶员也没有进行突然加油门的操作，主机负荷幅度变化不大，所以左主机并没有真正意义上的超速。

机舱告知驾驶台，左主机发生故障需要检修，单车运行并检查燃油、滑油、淡水和空气系统均无异常，停车前各仪表的参数都显示正常，并没有发现相关报警，机械部分无异常。轮机长结合自身丰富的工作经验，初步判断可能是主机超速保护装置的电气系统发生故障造成的误报警。随即带领轮机部人员检查左主机超速保护停车装置，打开左主机超速保护装置检查其电气线路，经仔细排查发现左主机控制转速表和超速停车的传感器线路老化损坏，线路老化造成转速传感器输出的错误信号导致左主机异常停车。

2.3 故障处理

当确定是控制转速表的转速传感器线路损坏后，轮机部人员迅速开展抢修工作，因种种原因转速传感器备件未到船，无法及时更换备件。故障每拖一分钟就会有更严重的危险，为保证公司生产和作业安全，所以轮机长决定带领机舱人员对其控制线路进行应急改造。立即查阅设备说明书和两个转速传感器的控制线路图，并分别对其meter relay和EP converter线路进行分析。图1是meter relay控制线路图，由线路图可知转速传感器将主机转速转换为电压信号提供给不同的元件，一路将电压信号供给机旁转速表；另一路是经过MR1 METER RELAY分析放大后分别供给主机超速停车、主机应急停车、主机滑油低压停车、集控室和驾驶台转速表。EP converter控制部分的线路是经过转速传感器输出信号供给EP转换控制系统，然后通过EP转换控制系统输出到I/V转换器、AT远程遥控系统、AT低速控制系统、EP converter和EP阀（燃油控制），如图2表示。根据控制线路图提出猜想，能否使用一个传感器来控制两个线路，并且可以取得同样的效果。

图1 meter relay控制图

图2 EP converter线路图

2.4 处理方案

经过仔细研究发现，左主机的两个转速传感器的型号、性能完全相同。在缺少备件的紧急情况下，为了保证靠泊作业的安全决定尝试着将两个转速传感器分别控制的两个电路改为由一个转速传感器同时控制两个电路。其具体操作方法是切断发生故障的转速传感器输出线路，将控制转速表、主机预润滑泵和超速停车的传感器控制电路直接到控制EP阀和调速传感器电路中，将 EP converter和meter relay串联，如图3所示。这种方法理论上可以实现单一的转速传感器同时控制两个回路，并对左主机控制系统进行电路改造。这种方法操作简单，并且克服了船舶没有备件的困难，可以尽快使左主机恢复正常运转，如图4所示。

图3 接线简单示意图

图4 接线实物图

3 方案验证

线路改造完成后还需要充分验证其可行性。根据接线简图可以看到meter relay 和EP converter串联形成分压，依据串联分压的特性，测量计算出线路改造后的电压值。分压后电压不升高并且高于临界值，由此可以判断出转速传感器正常使用，电路正常并且不会对其他元器件造成破坏，线路改造前后的电压对比如图5所示。

图5 线路改造前后电压对比

图6 测量端点简图

根据理论方法，将故障转速传感器的pt1和pt2接线断开并将其分别接到pz1和pz2端，然后重新启动主机后测量pz1和pz2的电压，经过对比和理论分析一致，验证其工作可靠性，电压对比数值如图7所示。

图7 电压对比数值

经过线路改造后再进行试车试验，左主机各仪表参数均显示正常，备用滑油泵可以正常启动、停止，并进行加减车操作应急停车故障消失，主机一切运行正常。自从3月份完成左主机控制电路系统改造以来左主机运转一切正常，没有任何异常现象发生。

4 主机日常管理中注意事项

当主机转速传感器发生故障超速，但是主机实际上并没有超速的情况下造成的主机超速保护停车，对于灵活机动性能要求更高的港作拖轮来说，极易发生致命性的安全事故。对于轮机员来说应该多多加强电气系统的学习，多钻研、多思考、认真阅读设备说明书，弄清设备的工作原理，工作时注意灵活变通，才能在发生突发性故障时快速找到原因，排除解决故障[2]。

船舶出海作业时应该加强机舱值班巡视，并要及时观察记录主机转速表、主机淡水和滑油压力等参数，及时处理任何异常情况。如果类似故障再次出现，机舱当班人员应当立即检查主机转速传感器的工作状况，避免出现其它类似故障而无觉察。驾驶员在作业过程中应随时警惕故障再次出现，及时采取防范措施包括但不限于以下几项：（1）作业时要密切注意驾驶台报警面板报警情况；（2）密切关注驾驶台主机转速、螺旋桨转速和舵角指示器是否运行正常；（3）作业时密切注意船舶周围环境变化，加大安全距离，预防紧急情况的发生；（4）如果发生紧急情况，要立即按照公司的应急预案操作，避免事故发生；（5）密切注意故障情况，如果再次出现新的故障现象，要及时上报船队和公司[3]。

5 结语

本次主机超速停车故障发现及时，分析细致并且排查有序彻底，在第一时间内消除了故障，保证了人员和船舶作业的安全。众所周知，在拖轮靠泊作业过程中如果发生故障性超速停车带来的影响往往难以预测，这就要求当班的轮机员必须要具备过硬的应急处置能力，同时也要加强设备日常保养的常态化、细致化、制度化，尽早发现隐患，尽快消除隐患，彻底保证船舶和作业人员的安全。此外，本次超速停车故障的应急处置过程中创造性的提出由一个传感器来控制两个线路的方案，也为同类型船舶发生类似主机超速停车故障提供了一种可行的应急处理思路，极具参考价值。