一種船用低硫油冷卻系統電氣控制設計

管旭

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一種船用低硫油冷卻系統電氣控制設計

管旭

(渤海船舶職業學院電氣工程系，遼寧葫蘆島 125005)

根據國際公約對燃油含硫量的要求，設計了一種低硫油冷卻系統，介紹其組成并具體地分析了電氣原理圖。此系統已應用于生產實際，性能達到預期效果，有一定的參考價值。

低硫油 冷卻系統 電氣原理分析

0 引言

船舶柴油機長期以來都是以高粘度重油為燃料，使用燃油噴射粘度為10～15cst。而近年來美國及歐盟各國為了減少船舶的排放污染，先后提出了關于船用燃料油的限值規定及實施日期，船舶使用低硫油是大勢所趨。低硫油具有發熱值較高、密度低、粘度低、潤滑性差、閃點低、易氣化等特點。如果直接使用低硫油，過低的粘度會導致噴油器、高壓油泵等這些運動部件由于潤滑性能變差而產生問題。為了避免產生咬死等事故，柴油機制造廠家建議進機的粘度不宜低于2cst。

本文目的是設計一種低硫油冷卻系統，根據降溫原理，用制冷裝置來冷卻淡水，然后淡水通過熱交換器來冷卻低硫油，一般將燃油的溫度降低到10℃～15℃左右，使其黏度增加2cst以上，滿足船用柴油機和供油系統的要求。

1 低硫油冷卻系統原理示意圖

圖1所示為本文設計的低硫油冷卻系統原理示意圖。如圖所示，低硫油冷卻系統主要由1臺船用冷水機組、1套冷媒水泵模塊、電氣控制箱、1套水油換熱系統組成及一只電動柴油∕低硫油轉換閥組成。低硫油冷卻處理系統與空調系統工作原理相似，其船用冷水機子系統的壓縮機完成對制冷劑的壓縮工作，即：把制冷劑從氣態變為液態，由于在壓縮過程中會產生大量的熱量，需要在冷凝器中通過冷卻水的熱交換將這部分熱量帶走，然后，制冷劑流入干式蒸發器。冷媒水泵模塊子系統的主要作用是提供冷媒水，冷媒水進入干式蒸發器后，由于制冷劑的作用，冷媒水出口溫度設置在7℃左右，進入水、油板式換熱器。在水、油換熱子系統中，將45℃左右的低硫油熱油，通過水、油板式換熱器，低硫油的熱量被冷媒水帶走，降低油溫到10℃～15℃左右。其粘度達到船舶柴油機使用要求。

低硫油冷卻系統的三個子系統，采用同一電氣控制箱進行PLC控制。在運行過程中，實時監控三個系統的壓力、溫度和流量，根據三個變量采用模糊控制技術調整壓縮機和水泵及三通閥的狀態。PLC具有自動控制功能，以確保工況穩定。

2 低硫油冷卻系統電氣原理

本文重點對本文設計的低硫油冷卻系統的電氣原理進行解析。

2.1 壓縮機電路運行

圖2所示，電路中有兩臺壓縮機，其中1臺主用1臺備用。合上開關1QF、2QF（3QF為備用），HL1電源指示燈亮。觸摸屏能夠完成對壓縮機和各種泵的啟停及其加熱器啟停控制。當一切保護均不動作，通過觸摸屏TP177B起動壓縮機，如圖4所示，PLC控制輸出端繼電器線圈1K12得電，如圖2所示，1K12常開觸點閉合，接觸器線圈1KM1得電，1KM1主觸點閉合，壓縮機得電開始運轉，同時，時間繼電器1KT線圈得電，開始計時，1KT常開延時閉合觸點經過整定時間后閉合，接觸器線圈1KM2得電，1KM2主觸點閉合，壓縮機全部繞組投入運行，即全壓啟動完畢。由上述分析可知，壓縮機屬于降壓起動。

若要關閉壓縮機，從觸摸屏上直接停止壓縮機即可，并要求為壓縮機關閉吸入閥門。

2.2 冷媒水泵電路運行

如圖3所示，為冷媒水泵電氣原理圖，與壓縮機采用同一電氣控制箱進行PLC控制。對于水泵系統，水泵啟動前，通過觸摸屏啟動水泵空間加熱，如圖4所示，繼電器線圈1K15得電，如圖2所示，1K15常開觸點閉合，對1＃水泵進行空間加熱。合上4QF，電源指示燈HL(WH)亮。通過觸摸屏TP177B起動水泵，如圖4所示，PLC控制輸出端繼電器線圈1K16得電，如圖2所示，1K16常開觸點閉合，接觸器線圈3KM得電，如圖3所示，3KM主觸點閉合，1＃冷媒水泵啟動運行。同時，如圖4所示，PLC輸出端繼電器1K15線圈失電，如圖2所示，1K15常開觸點斷開，水泵空間加熱器失電，即：冷媒水泵啟動后，水泵空間加熱器停止加熱。

2.3 熱氣旁通電磁閥和供液電磁閥

如圖4所示，繼電器K6、K7都是與壓縮機直接聯動，壓縮機啟動，繼電器線圈K6、K7得電，如圖2所示，繼電器K6、K7常開觸點閉合，熱氣旁通電磁閥3YV和供液電磁閥4YV打開。壓縮機停車，繼電器線圈K6、K7失電，繼電器K6、K7常開觸點斷開，熱氣旁通電磁閥和供液電磁閥閉合，起隔離作用。

2.4 三通閥電氣原理分析

如圖4所示，1TS~5TS均為溫度傳感器。三通閥通過在燃油出口處的溫度傳感器進行控制，根據冷卻器燃油出口的溫度，能自動調節冷媒水通過板式換熱器的的流量，以便將油溫控制在需要的范圍內。即：溫度傳感器控制PLC輸出端繼電器K5，繼電器線圈K5得電，如圖3所示，K5常開觸點閉合，三通閥進行冷媒水流量調節。

3 結束語

根據上訴分析，低硫油冷卻系統達到了其降低低硫油溫度，使其粘度上升到2cst及以上，使其能夠適用于長期使用高濃度的重油的設備，達到了本文的設計目的。本文提到的低硫油系統設計已經應用于實際生產中，其效果良好，性能穩定，受到用戶的廣泛贊譽。

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[3] 王璐, 郝俊利. 船舶燃用低硫燃油的具體要求和應對措施. 航海技術, 2010, (05).

Design of Electric Control for Cooling System of Marine Low Sulfur Oil

Guan Xu

(Department of Electrical Engineering, Bohai Shipbuilding Vocational College, Huludao 125005, Liaoning, China)

TP273

A

1003-4862（2014）02-0065-03

2013-07-27

管旭（1977－），女，講師，工學碩士。專業方向：船舶電氣。