保障气垫船供油系统正常运行措施

0 引 言

气垫船作为一种高性能船舶，由于其特殊性，在研制过程中就与常规船有着很大的区别。为了保障气垫船在航行时的连续性、可靠性和安全性，设计时需考虑各种可能发生的情况。本文着重介绍了某型气垫船在两台发电机组交替运行时，为保障全船供油系统正常运行而采取的相应措施。

1 正常供油情况分析

某型气垫船的动力系统中，通过三相交流电动泵从油箱内抽取燃油供给燃气轮机。该形式决定了只有三相交流电源正常供电的情况下，燃气轮机才能工作，否则燃油供油泵就会停止工作，从而导致停机、停船。

本气垫船的电站系统配置两套发电机组，一台使用、另一台备用，互为联锁。当工作的一台发电机故障停机、而备用发电机起动接入电网时，船上的三相交流电会短时失电，该失电时间会导致燃油供油泵停止工作，从而使燃气轮机停止运行，影响正常航行。为此，船上专门设置了一套燃油应急供油装置来保障失电期间燃气轮机还能连续运行。该装置投入运行的信号源是直流24 V应急电源，可在交流电网失电期间向燃气轮机供油，使燃气轮机连续运行。

在动力系统中，还设有一个滑油变距回油泵，其电源也是三相交流电，且与燃油供油泵共用一个磁力起动器。该回油泵的作用是在燃气轮机正常运行时，适量抽去一些滑油，以避免管路内过度富油，导致滑油从透气管中溢出。当燃气轮机低速运行时，倘若回油泵还是正常运行，反之则会将管路内的滑油过度抽掉，造成运行不正常。所以，滑油变距回油泵的运行，受燃气轮机转速信号的控制。

上述燃油供油泵和滑油变距回油泵的工作关系，可用图1、图2所示逻辑框图表示。

2 实船供油情况简介

实船上燃油供油泵和滑油变距回油泵的原理线路，可用图3简略表示。

图1 船上正常供电的情况

图2 交流失电的情况

图3 燃油供油泵和滑油变距回油泵的原理线路简图

2.1 燃气轮机处于不工作情况下

当全船处于岸泊、静止休息或进行正常维护和保养时，燃气轮机无需工作。

从线路图中可知，滑油变距回油泵M2与逆变电源U之间由KM和KM2控制。当燃气轮机不工作时，磁力起动器不通电，故K1和K2均为常开，所以KM1和KM的接触器控制线圈均无电。此时尽管KM2接触器控制线圈有电，但因KM处于常开位置，所以UPS不间断电源蓄电池不向滑油变距回油泵M2供电，其处于静止状态。

2.2 燃气轮机处于工作情况下

燃气轮机工作时，有如下两种情况：

（1）船电或岸电向主汇流排供电，390 V电源正常供电，同时燃气轮机正常运转时，K1闭合、KM3动作，从而KM2接触器控制线圈无电，并使KM1动作；当燃气轮机发出转速信号后，K2闭合，KM接触器控制线圈有电，从而KM闭合。

此时船电通过ST向M1供电，同时通过KM和KM1向滑油变距回油泵M2供电，两个泵处于正常运行状态。因为KM2接触器控制线圈无电，所以UPS不间断电源蓄电池不向滑油变距回油泵M2供电。

（2）当突然主汇流排失电，ST断电，致使M1失电而停止运行，导致无法向燃气轮机供油，此时应急供油装置会立即向燃气轮机紧急临时供油，该装置的起动信号就是交流失电。也就是当主汇流排再次得电时，该应急供油装置将自动停止供油，仍然由M1向燃气轮机供油。

在ST断电、M1失电的同时，M2也得不到船电，但从图3中可知，滑油变距回油泵M2将通过逆变电源U，从UPS不间断电源逆变器获得380 V交流电。其原理为：当燃气轮机保持相应转速运行时，K2仍处于闭合，KM也始终处于闭合状态。由于K1变为断开状态，使得KM1接触器控制线圈失电，KM2接触器控制线圈有电，KM2动作，从而构成了UPS不间断电源逆变器U向滑油变距回油泵M2供电的回路。当主汇流排再次恢复供电时，M1和M2两个泵将恢复正常运行状态。

3 运行中存在的问题及解决办法

3.1 运行中所存在的问题

该线路在静态调试时，完全正常，但在动态调试（即燃气轮机正常运行，人工发出指令，使在网发电机组停止运行，另一台备用机组按正常程序起动后投入运行）时，却发生燃机停机而无法连续运行的情况。

经分析，故障原因为：交流失电后，燃油供油泵M1停止运行，由应急供油装置保持继续供油，燃机运行正常；在交流恢复供电时，应急供油装置立即停止工作，改由M1供油。然而，当M1得到交流电后，有一个电机的起动过程和燃油泵建立油压的过程，这个过程尽管时间很短，但从对燃机供油连续性的角度来看，这个过程使燃油供给出现了一个小缺口，由此使得燃油供油压力跌至要求值以下，燃机保护机构使燃机作出停机反应。

3.2 解决方法

由于此缺口的存在，故在线路中增加了一个延时环节，使得交流电恢复供电后，应急供油装置的动作信号延时5～10 s，让应急供油装置与燃机供油泵M1有一个重叠供油的过程。试验证明，这个方法行之有效。

4 结 论

经多次试验，本船的燃油供油泵和滑油变距回油泵均能正常运行。在发电机组交替运行期间，UPS不间断电源也能正常供电及断电。整个系统运行至今，均处于良好状态。