新型船舶燃油监控模拟实验分析

肖时骏

摘  要：现如今，从船舶燃油监控技术的层面来说，相关的研究并不多，大部分现有研究仅仅实现了对相关参数的集中显示，监控主机以单机模式为主，并具备足够的网络化以及自动化程度。在该文的实验研究当中，主要采用以水代油的方法，通过液位传感器对燃油油体的变化进行监控，实现传播燃油系统所需的在线监测需求，达到对相关设备进行自动智能控制的管理目标。

关键词：新型船舶  燃油监控系统  监控模拟实验

中图分类号：U664.13                              文献标识码：A                          文章编号：1672-3791（2019）04（a）-0051-02

燃油输送系统向来是航运船舶动力辅助系统之中的一项重要组成。从功能作用角度来看，燃油输送系统的作用主要是储藏燃油传输到日用燃油舱去，为主动力装置提供能源，实现设备持续运作。而从船舶燃油监控技术的层面来说，相关的研究并不多，大部分现有研究仅仅实现了对相关参数的集中显示，监控主机以单机模式为主，并具备足够的网络化以及自动化程度。在该文的实验研究当中，主要采用以水代油的方法，通过液位传感器对燃油油体的变化进行监控，实现传播燃油系统所需的在线监测需求，达到对相关设备的进行自动智能控制的管理目标，以下是具体报告内容。

1  传播燃油监控系统功能需求分析

该系统的主要功能为以下几点：

（1）对油舱的液位等信息进行采集并显示。

（2）对燃油输送系统的运行情况进行监测并控制。

应对集中监控进行实现，在遥控模式下，燃油输送能够在监控台上进行遥控，并对其运行状态、出口压力等进行显示，还需要对蝶阀的状态进行显示。

在监控主站以及分站当中，需要借助网络来对数据进行传输。按照要求提供相应的服务器，从而使得信息能够更好地进行共享，保证系统数据与监控数据的同步。

2  实验准备

该实验用水代替燃油来检测燃油监控项目的各项技术是否符合设计。实验中用一长×宽×高为0.6m×0.6m×0.6m的水箱来模拟船上的燃油日用柜，箱子底部装有一液位传感器用来测量水位，箱子的上面装有一涡轮式流量计用来测量加进水箱的水的流速和流量。另外还用到了水泵、铁锹等工具。该检测示意图见图1。

3  研究内容

3.1 压力传感器精度与线性度测试

3.1.1 精度测试

用潜水泵通过流量计往水箱里不断加水，在这个过程中分别用卷尺和电脑软件端测量水位，记录数据。5组实验分析得出传感器精度在±1%之内，符合设计要求。

3.1.2 线性度测试

在油泵往日用油柜加油的过程中，记录油柜上油尺显示的燃油液位，同时记录不同液位点时对应液位传感器电流信号值（mA）。该项测试数据来自实船测试。并对液体为变化情况进行监测记录，具体提及数据如图2所示。

3.2 液位晃动测试

此项试验最为重要，因为整个项目能否达到设计目标，关键就在于液位测量是否准确，并且液位能否抵抗实船的摇晃干扰。实验分为两部分：横倾模拟与纵倾模拟。

在静态（即不往水箱内打水）情况下进行试验具体如下。

3.2.1 横倾模拟

用铁锹在水箱内做来回、回旋等各种动作来搅动水，在这过程中实时观察软件端液位的显示值，观测的结果是液位始终是0.23m，没有一丝波动。

3.2.2 纵倾模拟

采用频繁沉入和浮起浮筒的方法来使液位瞬间升高和下降达到船舶纵倾的效果，浮筒完全按进水里能使液位增加0.05m。观察到的结果是，软件端液位显示一直稳定在0.23m，没有波动。

3.3 流量计精度测试

在水泵工作稳定的往水箱内加水的时候，观察软件端加水瞬时流量值，稳定在4.3m3/h，而流量计自带显示值在4.26～4.31m3/h之间波动，误差在0.2%～0.9%，小于1%，符合设计要求。

3.4 耗油量测试

计算油耗的公式为：Q耗=Q0+Q加-Qt

其中Q0、Qt分別为开始时刻与停止时刻水箱内剩余水量，Q加为t时间内加入水箱的水量。具体的操作方法为，将水泵放入水箱内，用水管将水泵打出的水接进加油流量计。这样就形成了水从水箱被水泵抽出，再经过流量计加入水箱的内循环。由上面的公式可以看出这个过程中，Q0=0、Qt=0，那么t时间内的耗油量就等于加进的测量，即 Q耗=Q0。

实验中取t=3min，水泵的抽水流量稳定在4.26～4.28m3/h。3min后，流量计上读取的加进水箱水的总量为Q0=0.217m3，软件端计算得到的耗油量为Q耗=0.22m3。误差为1.4%，小于3%的设计要求。

4  实验结果

实验结果得知，软件能有效地过滤掉实船的枞横倾摇晃带来的液位波动。采用潜水泵通过流量计往水箱里不断加水，5个小组的实验数据的传感器精度均在±1%之内，能够有效符合设计要求。同时，液位传感器线性度良好，也能够很好地满足项目设计的要求。

5  结语

综上所述，采用以水代油的方法，通过液位传感器对燃油油体的变化进行监控，能够有效实现船舶燃油系统所需的在线监测需求，达到对相关设备的进行自动智能控制的管理目标。

参考文献

[1] 田胜利.船舶燃油监测系统研究与应用[J].工业控制计算机，2018，31（8）：75-77.

[2] 佚名.工程船舶燃油智能化监控系统[J].交通节能与环保，2016，12（4）：1-5.

[3] 鲍云南.海洋船舶远程燃油监控技术研究[J].海洋石油，2015，35（3）：108-110.