船舶自動化與其他自動化有啥不同(三）電站管理

發(fā)布時間：2023-06-13 13:23:02

01上次放的一張?zhí)┨鼓峥顺链?jīng)典照片，從救生艇上看到船尾翹起來了，船后半部分還是燈火通明的壯景。話說有的情景很少能看到的。有人

上次放的一張?zhí)┨鼓峥顺链?jīng)典照片，從救生艇上看到船尾翹起來了，船后半部分還是燈火通明的壯景。

話說有的情景很少能看到的。有人就說，當時的情景可能真是這樣么？

泰塔尼克號1912年建造于英國哈蘭德與沃爾夫造船廠，這是當時全世界最大的海上船舶，埃菲爾鐵塔之后最大的人工鋼鐵構(gòu)造物。這艘可以容納3500人的船是一項超級大工程，它的建造耗時兩年半，參與建造的工人近15000名，是工業(yè)時代的偉大成就。

當時的使用的蒸汽機，用煤為燃料產(chǎn)生蒸汽.用了159臺煤炭熔爐，每天要用掉600噸煤。除了三套主機，它有4臺400，000瓦特蒸汽機驅(qū)動的發(fā)電機。這艘船上發(fā)電機同樣時間產(chǎn)生的電力，比當時一般城市發(fā)電廠還要多。發(fā)電機發(fā)的電通過長達200英里的電線和船上10000多個燈泡相連。

當時的情景可能還應該是真的。從找到的泰塔尼克號的布置圖紙看，發(fā)電機在OrlopDeck船尾處。船是右側(cè)幾個艙被冰山撞破，從來看，發(fā)電機應該之前沒有被淹沒。

鍋爐房的加煤工還有電力室的電力工程師一直到最后一刻還在工作。一直到電力工被電死，全船瞬間失電，最終永遠黯淡下去。

當代船舶，電站管理都是自動化，就是不要人動手。其實根據(jù)不同的要求，船舶電站管理可以做得很復雜。比如下面這個電站管理。有四臺發(fā)電機，雙燃料，兩個軸發(fā)，四段匯流排，涉及到很多控制。

還有項目到電池包，混動，交流轉(zhuǎn)直流，電池直流轉(zhuǎn)交流供電，更復雜。這里按照最基本的電站管理去講，那些復雜的以后再在基本的基礎上去擴開講。

按照船級社最基本的要求，船上要配足所有設備用的主電源，至少兩臺發(fā)電機；一臺停止，其他仍能對正常推進，船舶安全，最低居住條件的供電，必要時可自動將不是重要的設備踢出去；失電了能自動啟動備用發(fā)電機，自動連接主配電板；等有電了，其他重要輔助設備自動起來，有些避免搶電就自動排隊，按順序起動；大家伙比如側(cè)推要啟動，要能讓發(fā)電機電壓頻率別波動太大，必要時，你先打個招呼，我先啟動其他發(fā)電機你側(cè)推再啟動；發(fā)電機起動，停止，負載分配還有開關(guān)的閉合脫開都要自動控制。

上面是基本的要求，今天還是從基本到其他的依次說。

船上最重要的是保證主機正常運轉(zhuǎn)，將船從海洋的一邊移動到另一邊。主機要轉(zhuǎn)，要有燃油，滑油，冷卻水，壓縮空氣，最后還要有電。有電才能運轉(zhuǎn)馬達將油水供應給主機。還有船上是要住人的，居住區(qū)還要用電，船上跟一個城鎮(zhèn)一樣，雖然麻雀小，但是五臟俱全。沒公共自來水就造水機造水，沒暖氣就自己燒鍋爐，沒公共的電網(wǎng)就發(fā)電機發(fā)電。

機艙自動化是讓設備自己運轉(zhuǎn)，不用人去管他，像空壓機，運輸泵是到達相應的壓力，液位自動停下來，還有用壓載泵什么的，導致不同時候用的電量是不一樣的。不能人老盯著，那就需要電站根據(jù)用電情況，自己控制。

一個發(fā)電機假如網(wǎng)上用的電超過我額定負荷85%，還持續(xù)了一會，那我就要自動起動另外一臺然后并上電網(wǎng)，把一半用電的擔子轉(zhuǎn)移過來。用了一段時間，用電量少了，我兩臺發(fā)電機的用電量加起來只有一臺的70%，那優(yōu)先權(quán)低的一臺觀察了10分鐘，就會感覺沒干多少活，還燒不少油，就把負荷轉(zhuǎn)移到另一臺，到只剩5%。說聲哥們先撤了把開關(guān)斷掉，自己停掉。這是自動電站最基本的功能，叫根據(jù)負荷自動起停。

發(fā)電機用的是交流電，一臺發(fā)電機要并網(wǎng)是要滿足條件的。行話叫電壓，頻率，相位三要素。電壓，頻率好理解，交流電嘛。那相位角是啥？那個就是看到兩個正旋波，要步伐相近，才能融合。一般靠近得差不多11點鐘的時候，給合閘命令合上網(wǎng)。兩臺發(fā)電機的頻率設定一樣，就會給調(diào)速器命令，哥倆平分擔子，這就是合閘后的功率分配。

當在網(wǎng)的發(fā)電機有故障比如水高溫，滑油低壓，那是要切換的。另一個發(fā)電機馬上江湖救濟，起動合閘后把功率接過來，讓故障機分閘停下來。假如是電的問題，比如高壓低壓，高頻低頻，兄弟機會馬上起來，但是你這電網(wǎng)有問題啊，兄弟可不能跳火海。故障機會直接分閘，船上會短暫失電，兄弟機馬上會合閘供電。這都叫自動切換。

還有時候發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上電流高，功率高這種過流過載的情況，過5s先把不重要的負載比如風機什么的直接從電網(wǎng)踢出去，再過10s還高，再把第二級的不給主機服務的踢出去。這叫兩級非重要負載脫扣。

再說說打招呼。大功率的設備，比如側(cè)推，克令吊，他們一起動起來，用電量會很大。用電大戶，用電都是要打招呼的。怎么打招呼呢？先請求一下，電站收到信息后先看看，要200千瓦，看看網(wǎng)上的電夠不夠你用，夠了直接給你一個允許信號，把這個允許信號串到你回路里面你才可以起動，防止你不守規(guī)矩。還有側(cè)推這種特大戶，起動電流很大，那電站還是保險點，收到招呼至少起動兩臺發(fā)電機才給你允許信號。這叫重載請求。

最后再講講癱船的情況，電站出演的角色。

癱船是啥？就是癱了，不能動了。所有機械設備，包括給主機起動用的壓縮空氣等還有恢復主電源供應的輔助設備都不起作用。

這就要聊到應急電源了。泰坦尼克號的發(fā)電機還是在機艙，假如機艙淹了呢？現(xiàn)在的船在露天甲板上的地方專門安裝了應急發(fā)電機，應急配電板，它的冷卻和燃料都是單獨供的. 主配電板失電后，啟動應急發(fā)電機，合閘給應發(fā)供電。應配有電了就給主發(fā)電機預滑油泵，加熱器，應急柴油泵供電，給主發(fā)油給供上。然后啟動空壓機給空氣瓶里打氣，有氣了再啟動主發(fā)電機，給主配電板供電。

到這里就要說說那些給主機工作的泵了，比如滑油泵，燃油泵，高低溫水泵等。泵在正常也是自動的，一臺泵工作另一臺在那候著。當你有故障或碰到困難打出去的油或水壓力不夠，馬上啟動來幫忙。那癱船的時候都停掉了呢？配電板失電是去檢測電壓等信號的，當失電Blackout的時候，泵會把運行信號記住。來電了以后，會按照得電后5秒或10秒，順序的將原來運行的泵啟動起來。這叫順序啟動。

給主機的這些油水氣都自動備好了，就可以啟動主機了。一般從失電癱船到重新啟動主機，時間不能超過30分鐘。

上面就是船上電站管理的基本功能。

哈蘭德與沃爾夫造船廠在110年前造的泰坦尼克號，其所在的蒸汽機時代已經(jīng)將當時的工業(yè)水平發(fā)揮到極致。結(jié)果永不沉沒的最豪華郵輪處女航沉入海底。

而具有150多年歷史的哈蘭德與沃爾夫船廠因為英國皇家海軍的萎縮，貨運造船轉(zhuǎn)移到了成本較低的亞洲，豪華郵輪又爭不過芬蘭STX Europe, 德國Meyer Werft, 意大利Fincantieri,法國 Chantiers de l'Atlantique四大巨頭，風電業(yè)務即將飽和，這個造船界的旗艦非常艱苦。