一種邊島式半潛船閥門遙控系統實用簡析

藍彬彬，張 雷

應用研究

一種邊島式半潛船閥門遙控系統實用簡析

藍彬彬，張 雷

（招商局重工（江蘇）有限公司，江蘇 海門 226116）

本文簡單介紹了一種邊島式半潛船選用的電-液式閥門遙控系統，并從前期設計和后期維護保養，后續項目如何優化等方面分析，在保證系統功能滿足業主和船級社要求的基礎上，選擇出更適合項目的閥門遙控系統，同時優化建議也能幫助后期類似船型有效降低項目成本。

邊島式半潛船 電-液式閥門遙控系統

0 引言

在現在海工項目中，閥門遙控系統是一個非常重要且普通的系統，該系統一般適用于壓載水系統、艙底水系統、燃油系統和一些特殊的系統。閥門遙控系統主要就是為了方便船員日常的操作及保障船員的生命安全，不用直接就地操作閥門來實現系統功能，而僅僅只需要在集控室或駕駛臺就能完成相關操作命令，同時，閥門遙控廠家也可以根據業主的要求，進行私人定制，根據各個項目的實際需求工況，制定各種互聯或互鎖的設置，以滿足業主的需求。

當今市場，閥門遙控系統分類主要以閥門驅動器的型式來區分，可以分為：電動式、氣動式、液動式以及電-液式，共4種類型[1]。其各自的優缺點也比較明顯，具體參見表1。

1 項目介紹

本文所介紹的是邊島式半潛船中閥門遙控系統。該船主要用于大型船舶的應急搶險打撈、破損船舶的裝載與調遣，滿足10萬噸級運輸船沉船的整體打撈，以及在水上遇險的各種民用船舶、器材、航空航天器等的搶險打撈和防止海上油污染；兼顧海洋石油和天然氣勘探、開采中所需的大型海上裝備（如大型鋼結構件、各類平臺、導管架、平臺主塊等）、大型船舶的裝載與運輸等。

本船采用的是四島式、鋼質、全電焊、無常規艏樓和方形船尾船型，具備DP2動力定位功能、自航并采用全電力推進的半潛打撈工程船。艏部右舷設有邊島式艏樓，艏部左舷設兩個浮箱，艉部左右舷各設兩個浮箱，浮箱均為可拆移動式。本船包含浮箱中的壓載艙一共有103個。

2 閥門遙控系統的設計

由于邊島式半潛船的特殊性和船東要求，全船閥門遙控系統涉及如下系統：壓載水系統、壓載掃艙系統、壓載水處理系統、主艙底水系統、日用艙底系統、燃油駁運及輸送系統、海水淡水冷卻系統以及通風水密閥系統，各類閥門數量約有650個左右，同時充分考慮到閥門的尺寸，分布的位置以及后期的維護等特點，經過多次溝通討論，船東方最終選擇了電-液式的閥門遙控系統，對閥門進行開、關、開度控制、停止等操作。

表1 各類型閥門遙控系統比較

為方便船東后期的運行，閥門遙控廠家結合以往項目經驗，建議將上面全船的閥門遙控系統劃分為壓載系統和船舶系統兩個獨立的子系統。

為了保證船舶運行安全性，壓載系統的閥門遙控系統具有一鍵關閉所有壓載系統閥門功能。壓載系統共有2個主控柜（互為冗余），且每個主控柜中共含有2組PLC互為備份，2個主控柜及若干組閥門和分控箱組成若干環網。正常情況下，主主控柜控制整個系統，從主控柜冗余，主從控制柜之前可自動切換，一旦上述的環網發生斷路故障時，斷路點兩側的PLC會立即接管相應側的控制，從而實現系統的正常運行。同時為了保證系統的可靠性，主控柜與操作站及裝載計算機之間的通訊也是具備冗余功能；主控柜與分控箱及就地控制單元之間的通訊也具備冗余功能，另外控制系統的硬件及通訊一旦出現故障，系統本身可以自檢并發出報警，提醒船員進行檢查維護[2]。

壓載系統的控制柜，配備有主電源和應急電源，同時在此基礎上，還配備有一個UPS，在黑船的工況下，滿足關閉25個最大口徑閥門及維持控制系統至少30分鐘的需求。

船舶系統包含了除去壓載系統的所有遙控閥，其與上面提到的壓載系統要求和配置基本一致。

3 閥門的選擇

業主出于船舶使用年限的考慮，全船的蝶閥均選擇法蘭式，其中壓載水泵、冷卻水泵出口蝶閥及燃油系統的蝶閥選用雙偏心型。壓載艙進、出口蝶閥采用開度控制；艙底水系統吸入閥采用開度控制；海水泵、壓載泵、艙底泵進出口蝶閥采用開度控制。

圖1 系統電氣圖

表2 各系統蝶閥選型

4 系統優化建議

1）后續項目關于系統控制方面，可以把壓載系統主控制柜的數量由2個減少到1套，甚至取消主控制柜，直接分控柜接入中控系統，在滿足船級社要求的基礎上，由中控系統集成閥控系統的所有的控制功能，這樣大大降低系統的采購成本[3]。

2）后續項目關于閥門方面，除去舷側閥門，其余的蝶閥可以選擇對夾式蝶閥，縮短了閥門的整體長度，便于船廠布置，且降低了采購的成本；由于普通中心型蝶閥，閥門本體并不與介質接觸，考慮系統的設計壓力，將閥門本體替換為滿足要求的球墨鑄鐵，以降低采購成本。

5 結語

島式半潛船使用了電-液式的閥門遙控系統，整套系統的閥門驅動裝置均為獨立的，任意一個閥門的液壓系統或電機損壞之后不會影響整個系統的使用，且所有閥門都通過電纜（動力電纜&信號電纜）接入閥門遙控系統，船廠實際施工和后期業主的維護保養均相對簡單，得到了船東滿意及認可。

[1] 中國船舶工業集團公司, 中國船舶重工集團公司, 中國造船工程學會. 船舶設計實用手冊:·輪機分冊[M]. 第3版. 北京: 國防工業出版社, 2013.

[2] Pleiger. Electro Hydraulic System (EHS)[R]. Witten: Pleiger, 2018.

[3] 中國船級社. 海洋移動平臺入級與建造規范[M]. 北京: 人民交通出版社, 2004.

The practical analysis of remote control of valve system for the side-island semi-submersible vessel

Lan Binbin，Zhang Lei

(China Merchants Heavy Industry (Jiangsu) Co., Haimen 226116, Jiangsu, China)

U674

A

1003-4862（2023）09-0068-03

2023-04-28

藍彬彬（1988-)，男，工程師，研究方向：熱能與動力工程。E-mail：lanbinbin@cmhk.com