大型耙吸式挖泥船設備機電一體化的管理措施

陳銳

摘 要：以大型耙吸式挖泥船設備作為基本對象，圍繞其機電一體化管理措施展開探討，充分考慮到了不同環境下疏浚設備的施工需求，綜合耙吸式疏浚船的實際特點，進一步探討了此類型設備的特性以及操作系統等，最終給出相關的建議，旨在提升大型耙吸式挖泥船設備的運行效率。

關鍵詞：耙吸式挖泥船 機電一體化 管理措施

在經濟持續發展背景下，我國的疏浚行業也取得了良好的發展，疏浚船的設備類型逐步豐富起來，其應用領域也逐步擴寬，疏浚船已經被廣泛應用于吹填施工作業中。為了更好的滿足施工需求，則需要對耙吸式挖泥船進行技術升級，提升其機電一體化水平。關于耙吸式挖泥船，其運行原理與真空吸塵器相似，基于離心泵而完成吸泥操作，基于合適的機電一體化管理措施，能夠進一步提升設備性能，使其與當前的項目施工發展需求相適應。

1.某挖泥船機、電設備的四大特征

1.1 “主機一拖三”驅動技術

關于本文所探討的耙吸式挖泥船，其額定功率為11000kW×2，綜合圖1的內容進行分析得知，主機是最為關鍵的設備，其在提供推動力的同時還增設有驅動泥泵以及主發電機，這樣的復合驅動方式最為突出的特點便是性能強勁，可以更好的適應于“挖、運、吹”三種工況之中，大幅減少了船機設備的柴油機配備量，并且機、泵艙結構也得到了有效的優化。其中的軸帶主發電機還發揮出了良好的節能效果，這也是一大技術突破。當然，這種柴油機高度“核心”化的方式，將會明顯加大輪機管理人員的工作負擔，極容易出現“牽一發而動全身”的問題。

1.2 變頻裝置

基于變頻裝置驅動的方式，具有兩大基本特點：（1）電機啟動過程更為平緩，能夠有效的減少對于船舶電網所產生的沖擊；（2）變頻裝置的節能效果更為明顯，首先是自身減少了定子和轉子阻值的能耗，其次是驅動過程中，當負荷需求出現變化時，變頻裝置會以實際需求為指導，可以靈活的調節電機轉速，帶來適應工況條件的驅動泵壓力與流量，從而避免功率過剩，節省主機發出功率的油耗。

1.3 自動電站

輪電站具有自動控制的效果，主要基于MIMIC板中的PLC4以及PLC柜而實現。值得注意的是，MIMIC板的功能豐富，在模擬人工進行主配電板操作的同時還可以起到對電氣設備的實時監控效果，基于特定的指令能夠完成對多種模式的切換，使其與各工況達到相適應的狀態，這種機電結合的方式進一步提升了船機設備的智能化水平。

1.4 IHDCS系統和PLC程序控制技術

挖泥船配備有高度集成化的系統，即IHDCS系統，其內置有豐富的PLC，彼此間既獨立分工又相互協作，從而實現對船舶推進、挖泥等各項操作的控制。

2.工程案例

采用的是進口大功率主機設備，在整個船機設備中主機發揮出“心臟”的作用，在此基礎上適配了IHDCS系統，加之各類型PLC則構成了設備的“中樞神經系統”，這兩大關鍵性組成構件之間緊密聯系。因此，要想提升設備的機電一體化水平，則需要對主機與軟件系統做以充分的認知，在此基礎上展開管理工作。

船舶施工作業復雜度較高，曾經出現了如下情況：SCADA推進系統出現了突發性異常情況，無論是主機轉速還是功率值都未發生任何變化，并且泥泵的功率甚至為負值，然而PLC控制柜上的主機則處于良好運行狀態。對此，工程人員對SCADA服務器采取了重啟措施，但這一問題并未得到解決。考慮到工程工期的要求，只能加班進行維護。當船舶進港補給時，對其進行了深入的檢查，基于對比后得知左、右兩大主機與PLC之間處于穩定連接狀態，但是存在于MIMIC中的PLC柜則產生了1個紅燈，工程人員查閱備件說明書后，最終將問題鎖定在了PLC4上，其模擬量的輸入模塊處于異常狀態。基于合適的措施將模擬量輸入模塊的故障排除，此后再次啟動試車，發電整體運行狀況穩定，SCADA并未出現任何異常情況。

受上述案例的啟發，我們圍繞PLC柜完工圖展開了深度的分析，對影響模擬量輸入模塊的因素進行分析，總結出了四大部分內容，即右主機功率、右發電機功率、右主機轉速以及應急發電機功率。因此，如果在后續的運行中出現了此類問題，則可以從上述幾大影響因素入手，將問題良好的解決。

3.現代疏浚船舶機電設備運行實船管理的若干建議

3.1 從歷史施工案例中總結經驗教訓

在接船后的2個月，也隨之出現了一些問題，無論是輔發電機還是應急發電機，二者在空氣啟動過程中都出現了咬死問題，對此工程人員進行了拆檢，發現這一現象的出現與啟動空氣的水分過多有著密切的關聯，同時船上空氣設備控制系統較為豐富，所以安排了相關人員將空氣瓶中的殘留氣體放出，進而提升了空氣系統的清潔度，上述問題都得到了有效的解決。

3.2 嚴格按設備操作規程進行操作

在多年的發展下，我國也推出了自主研發的耙吸式挖泥船，為使得設備后的良好的運行效率，需要以說明書為指導，在此基礎上編制出操作規程，對其中的各項操作流程做以明確的說明，并將其粘貼在設備上。

3.3 加強設備循環檢查力度

集控室中設置有SCADA和AMS工作站，它具有很高的可視化程度，但工程人員極容易產生依賴心理，從而忽略了巡回檢查工作。對此，我們對艙室內的布置情況進行了全面的分析，在此基礎上繪制出了完善的巡回檢查路線圖，對不同的檢查線路要求值班人員進行不同的檢查頻率，這樣展開對各類設備的檢查工作，可以在第一時間發現問題并將其解決，縮短設備在故障狀態下運行的時間。

3.4 重點注意檢查故障幾率高的運行設備

伴隨著施工的持續進行，發現液壓間右舷液壓泵站出現了較為明顯的震動現象，進一步引發了液壓管法蘭裂紋且漏油的問題，工程施工被迫停止。出現此現象后，我們對輪機震動部位采取了加固措施，同時加大了檢查力度，當出現滲油現象后在第一時間對其進行焊補。此外，還對水下電纜和液壓管展開了深度的檢查，每完成一個起耙操作后，都安排電機員對其展開檢查。部分工程一年四季都受到了涌浪的影響，此時疏浚設備的損傷程度加劇，水下電纜也頻繁出現了破損問題。因此，每天都安排人員對其進行了檢查，全面保障施工的安全性。

3.5 利用監視平臺，加強對疏浚和航行設備的監控

在顯示屏的作用下，可以將各類設備的信息實時顯示出來，但其涉及到的信息量較多，對于值班人員而言最為基礎的便是要讀懂頁面內的各項數據，以便對設備的運行做以判斷。對此，值班人員需要對一些正常運行狀態下的數據做以了解，以高壓沖水泵串聯向左右耙頭供水為例，此時的電機轉速為520轉/min，非異常狀況下的壓力為8bar，此時對應的功率達到1600kW；但如果壓力下降到了6bar，對應的功率值則會提升到1900kW，這意味著噴嘴和耐磨拖板出現了嚴重磨損現象，應對其進行更換。

3.6 開展船員擴大自修，提高疏浚施工效率

相較于國外疏浚事業而言，我國在此方面依然有諸多值得改進的地方，最為突出的問題便是岸基支持較為薄弱，僅憑船員當前的能力對其進行修改顯然不具可行性。對此，需要在專業修理的前提下，實現船員自修理論和動手能力的“傳、幫、帶”，持續提升船員自修水平，減少挖泥船設備故障停工時間，以便創造出更高的疏浚施工效率。

4.結束語

耙吸式挖泥船的工作效率更高，但其在運行過程中也面臨著更大的風險，因此在施工中必須將安全放在首位，基于可行的措施營造出穩定的施工環境。在實際施工過程中，我們圍繞耙吸式挖泥船的避讓、防風等多個方面富有針對性的制定了安全措施，并形成了應急方案，從而提升了施工安全性，推動港口疏浚事業的持續發展。

參考文獻：

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