某型船推进变频器冷却水流量报警故障处理

唐文俊　罗潇

摘 要：随着船舶推进技术的发展，综合电力推进系统在舰船上应用越来越广泛。变频器是电力推进系统的主要组成部分之一，其工作可靠性对推进系统的正常运行有着重要影响。本文介绍了某型船电力推进系统的推进变频器冷却水流量报警故障原因分析和处理方法。

关键词：变频器；冷却水；故障

中图分类号：U664.14 文献标识码：A

Abstract： Along with the development of ship propulsion technology， using electric propulsion system in modern ships is becoming more and more frequent. The propulsion converter is one of the main components of electric propulsion system， the reliability of the system has significant influence on the normal operation of propulsion system， the fault should be monitored closely and handled in time. This paper introduces the cause analysis and treatment of the cooling water flow alarm of the ship electric propulsion system.

Key words： Converter； Cooling water； Fault handling

1 引言

综合电力推进系统是将传统的机械推进系统与电力系统合二为一，能为实现智能船舶奠定基础，因此该种推进方式将是舰船动力的发展方向。据分析，2020年前世界各主要海军强国的新生代战舰将普遍实现由机械推进向电力推进的转变。我国海军也提出，于2020年前，对护卫舰、驱逐舰等主战舰船以及特种军辅船陆续采用综合电力推进方式[1][2]，目前部分军辅船及护卫舰正采用综合电力推进系统，特别是特种军辅船已有较成熟的使用实例。

电力推进系统通常包括主发电机组、推进变压器、推进变频器和推进电动机等，而推进变频器是其主要组成设备之一，其可靠性和安全性对推进系统正常运行至关重要。本文以某型船为例，介绍有关推进变频器冷却水流量报警故障的处理方法。

2 冷却水流量报警故障情况

某型船为双机、双舵桨、全电力推进船舶，该船在从制造厂到服务港口的航行过程中出现左舷变频器外冷却水流量偏低报警（低于12 t/h），使得船舶无法实现全速航行。根据现场情况，技术人员对故障现象进行了分析、测试和修复。修复后，第一次出航两台变频器冷却水流量显示正常，左边18 t/h，右边20 t/h；但是回航时左水冷柜流量仍显示低于12 t/h出现报警，而右水冷柜显示18～20 t/h；转岸电后，左舷流量显示8.6 t/h，右舷14.4 t/h，故障仍未最终消除。

3 冷却水流量报警故障原因分析

按照设计系统原理，冷却水流量传感器读数偏低报警的原因可归纳为以下三方面：

（1）外冷却水量供给不足；

（2）流量传感器本体故障；

（3）流量传感器安装底座不满足要求。

3.1 外冷卻水供给不足的可能性分析

本船推进变频器的功率单元由设备自带的内冷却水循环冷却，外冷却水通过冷却回路冷却内冷却水，外冷却水由船上中央冷却系统集中提供。船舶备机状态下，技术人员利用超声波流量测量仪对两台水冷柜进水管路流量进行测量，测量结果如下：一台中冷系统淡水泵开启时，左舷进水流量13.6 t/h，右舷进水流量14.1 t/h；两台中冷系统淡水泵开启时，左舷进水流量18.9 t/h，右舷进水流量19.6 t/h。

根据上述测量数据，当两台中冷系统淡水泵工作时，水冷柜进水流量大于15 t/h满足要求，因此外冷却水供给不足的原因可以排除。

3.2 流量传感器本体故障的可能性分析

流量传感器是美国GF公司产品（变送器型号：3-9900-1P；探头型号：3-8510-P0）。技术人员在船上针对这一故障可能性进行了辨别和验证，具体方法是：交换变送器；交换流量探头；左舷水冷柜更换新的流量探头。

交换左右水冷柜变送器后，左右支路流量显示与更换前一致；复原各自变送器，交换流量探头，左右支路流量显示与更换前一致；左舷更换新的流量探头，流量显示也无变化。因此，流量传感器本体故障可以排除。

3.3 流量传感器安装底座不满足要求的可能性分析

流量传感器安装底座是一个不锈钢零件，该零件为GF公司配件，该零件按照厂家说明书要求焊接在测量水管支路。技术人员拆除流量探头检查，发现流量探头转轮可正常旋转，但安装到不锈钢底座上却无流量显示。随后打开外冷却水进水连接软管处法兰检查管路内部，发现转轮附近的焊渣阻挡流量探头转轮正常旋转，打磨焊渣后有流量显示。

修复后，船舶第一次出航流量显示正常，左边18 t/h、右边20 t/h；回航时，左水冷柜流量显示13 t/h、右水冷柜显示18 t/h；转岸电后，左舷流量显示8.6 t/h、右舷14.4 t/h。

技术人员上船更换新的不锈钢管路进行验证，更换完后对左右水冷柜外冷却水流量进行多流量点状态下对比，两边流量基本一致。之后船舶执行出航任务3天，厂家服务工程师参加保航，期间观察左右外冷却水流量基本保持一致。

综上所述，流量传感器安装底座不满足要求是导致流量偏低故障的原因。endprint

3.4 流量显示不稳定的原因分析

虽然经过上述工作找到了本次事故的原由，但修复后出现了流量不稳定情况。为此，将船上管路拆除对其进行仔细观察和分析，认为导致流量显示不稳定的原因是水冷柜管路焊接过程中对流量传感器的焊接底座进行了打磨，导致焊接管座长度变短，转轮在管路中的伸出长度超出设计值，因此影响流量传感器的准确测量。

为验证此分析，对船上拆下的管路进行流量检测。

测试结果说明由于管路安装底座焊接缺陷改变了传感器原有的正比例系数特性。正比例系数特性是指传感器参数与外部测量对象参数的线性变化关系，用数学表达就是：y=kx。式中，y表示测量值，在本文就是冷却水流量值；x为传感器随外界环境变化的特性参数；k为传感器特性参数随外界环境的比例系数。水冷柜管路焊接过程中对流量传感器的焊接底座进行了打磨，导致焊接管座长度变短，改变了传感器原有的正比例系数特性，即改变了正比例系数k的数值，从而导致了测量的不准确。

设备厂家对流量传感器的标定方法为：只选择两个点进行标定，一个0点、一个10 t/h点，且符合流量传感器具有正比例系数特性。产品出厂前均进行了流量标定，如底座安装不合格，会导致测量值不具有正比例系数特性。

4 整改措施

按照GF公司的说明，不应对GF公司的附件进行二次加工，应按要求进行底座焊接；对焊接后的管路，设置检验控制点；对流量标定采用两点标定后，多点校验标定值。

按照以上要求加工制作新的管路，更换左舷安装流量传感器的不锈钢管路。在更换管路后，经过多航次的运行，其外冷却水流量均显示正常。

5 几点体会

（1）故障排查要仔细、彻底，出现故障时应深入分析问题产生的原因，这样才可快速解决问题；

（2）设备安装前应认真阅读并领会厂家技术要求，严格按照其规定执行；

（3）应举一反三排查问题，杜绝同样问题再次出现。

参考文献

[1]马伟明. 舰船动力发展的方向-综合电力系统[J].海军工程大学学报，

2002， 14（6）.

[2]郑定泰. 水面舰艇综合电力系统的技術进展[J]. 舰船科学技术， 2005，

27（5）.endprint