船舶側推器故障分析

船舶側推器偶發性故障分析及其冬季運行管理的特點



  • MODEL: TCT-240 

  • TYPE: CPP 4 BLADER X 2400MM 

  • Maker: KTE CO.LTD 

  • Motor Rated Capacity:  2500 Kw x 893 rpm


船舶側推器故障分析的圖1 船舶側推器故障分析的圖2

引子:

新船,下水三年多,艏側推(B/T: BOW THRUSTER)運行一直很正常。但在某年二三月間靠泊日本幾個港口的時候,接連發生了系統啟動失敗(OVER TRIP)的故障,導致設備無法使用。但當船航至東南亞港口靠泊時,設備偶爾能夠正常啟動并使用。在船員檢查系統無果的情況下,服務工程師被請至船上解決故障,但當船返航至日本港口的時候,故障仍未解決。

分析:

當B/T 的主馬達(MAIN MOTOR)啟動時,所有的先提條件都應滿足:通風系統(VENTILATION FAN),液壓起動泵(PRIME PUMP)都已處于運行狀態,螺距控制器已置于零位。但當按下主馬達啟動按鈕時,系統顯示“PHASE ALARM”(相位報警),同時系統自動卸載并警報(OVER TRIP)。

船舶側推器相當于一個變距槳裝置,由一個2500KW 的三相電機通過齒輪傳動系統提供槳葉圓周方向旋轉的動力,而由液壓起動泵(PRIME PUMP)提供槳葉徑向轉動的動力以實現變向及變距。

故障發生后,船舶服務工程師已對系統中的軟,硬件進行了檢查并確認無異常,所以我判斷應與設備的使用有關。

依照我個人的經驗,每年二月份北太平洋,日本海的海水溫度大約4-16度之間,而浸沒于水下的大部分B/T的系統油的溫度也大致在10度左右。

整個系統的油液分布如下:

滿足整個系統正常運行共需要650升油液,其中推力器內部油液容積為560

船舶側推器故障分析的圖3船舶側推器故障分析的圖4

系統高置油箱容積130升正常運行狀態實際油量大致為85升

船舶側推器故障分析的圖5

船舶側推器故障分析的圖6



側推器主馬達啟動運轉的前提必要條件是頭車房冷卻風扇( FAN RUN 液壓油泵 (HYD.P/P.RUN) 的穩定運行信號。

當駕駛臺啟動液壓油泵和風機之后,側推控制器的控制盤( control dual )通常置于“零”位。系統內的液壓油只是在油泵和高置油箱之間循環(85Ltr.),而留存于側推器內腔的大部分冰冷的液壓油(560 Ltr.)卻得不到循環加熱。
船舶側推器故障分析的圖7
而當頭車試車時,“ control dual ”離開“零”位,側推器內腔的大量冷油將混入并在油泵與內腔間循環,而油泵將會由于流體的高粘度“trip”!而側推器主馬達也會隨即保護性“trip”。這時,你可以在啟動復位油泵之后再次啟動主馬達,但只有兩次機會,之后系統會有至少30分鐘的自動宕機時間以保護防止主馬達過熱受損。

船舶側推器故障分析的圖8
船舶側推器故障分析的圖9
船舶側推器故障分析的圖10



基于以上分析,我針對系統的操作方法提出了改進的建議并解決了原先存在的問題。

1.當駕駛臺通知一小時準備后,啟動備用發電機,保持3臺并聯(2800kw x3),為側推系統送電。

2.通知駕駛臺間歇啟動液壓油泵2-3次,然后將“control dual”轉至“3”度,持續運轉至少30 分鐘,在此期間,冷卻風扇可以旁通以保持頭車房內的溫度。

3.將“control dual”轉至“0”度,然后啟動側推器主馬達。
 
*針對設備的具體情況,為保證設備的正常使用,可以對液壓泵的壓力設定檢查并根據需要重置。
9.81 MPa --pitch full; 1.96 Mpa--pitch Zero
 
*如果系統啟動失敗顯示是由于斷相(“phase fail”),可以在側推器配電屏適當延長“phase fail delaytime”(但不能大于廠家允許時間:4秒),或者降低系統欠壓設定到80-90%(廠家建議允許設定最低70%)。


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