船舶自动化与其他自动化有啥不同(三）电站管理

发布时间：2023-06-13 13:23:02

01上次放的一张泰坦尼克沉船经典照片，从救生艇上看到船尾翘起来了，船后半部分还是灯火通明的壮景。话说有的情景很少能看到的。有人

上次放的一张泰坦尼克沉船经典照片，从救生艇上看到船尾翘起来了，船后半部分还是灯火通明的壮景。

话说有的情景很少能看到的。有人就说，当时的情景可能真是这样么？

泰塔尼克号1912年建造于英国哈兰德与沃尔夫造船厂，这是当时全世界最大的海上船舶，埃菲尔铁塔之后最大的人工钢铁构造物。这艘可以容纳3500人的船是一项超级大工程，它的建造耗时两年半，参与建造的工人近15000名，是工业时代的伟大成就。

当时的使用的蒸汽机，用煤为燃料产生蒸汽.用了159台煤炭熔炉，每天要用掉600吨煤。除了三套主机，它有4台400，000瓦特蒸汽机驱动的发电机。这艘船上发电机同样时间产生的电力，比当时一般城市发电厂还要多。发电机发的电通过长达200英里的电线和船上10000多个灯泡相连。

当时的情景可能还应该是真的。从找到的泰塔尼克号的布置图纸看，发电机在OrlopDeck船尾处。船是右侧几个舱被冰山撞破，从来看，发电机应该之前没有被淹没。

锅炉房的加煤工还有电力室的电力工程师一直到最后一刻还在工作。一直到电力工被电死，全船瞬间失电，最终永远黯淡下去。

当代船舶，电站管理都是自动化，就是不要人动手。其实根据不同的要求，船舶电站管理可以做得很复杂。比如下面这个电站管理。有四台发电机，双燃料，两个轴发，四段汇流排，涉及到很多控制。

还有项目到电池包，混动，交流转直流，电池直流转交流供电，更复杂。这里按照最基本的电站管理去讲，那些复杂的以后再在基本的基础上去扩开讲。

按照船级社最基本的要求，船上要配足所有设备用的主电源，至少两台发电机；一台停止，其他仍能对正常推进，船舶安全，最低居住条件的供电，必要时可自动将不是重要的设备踢出去；失电了能自动启动备用发电机，自动连接主配电板；等有电了，其他重要辅助设备自动起来，有些避免抢电就自动排队，按顺序起动；大家伙比如侧推要启动，要能让发电机电压频率别波动太大，必要时，你先打个招呼，我先启动其他发电机你侧推再启动；发电机起动，停止，负载分配还有开关的闭合脱开都要自动控制。

上面是基本的要求，今天还是从基本到其他的依次说。

船上最重要的是保证主机正常运转，将船从海洋的一边移动到另一边。主机要转，要有燃油，滑油，冷却水，压缩空气，最后还要有电。有电才能运转马达将油水供应给主机。还有船上是要住人的，居住区还要用电，船上跟一个城镇一样，虽然麻雀小，但是五脏俱全。没公共自来水就造水机造水，没暖气就自己烧锅炉，没公共的电网就发电机发电。

机舱自动化是让设备自己运转，不用人去管他，像空压机，运输泵是到达相应的压力，液位自动停下来，还有用压载泵什么的，导致不同时候用的电量是不一样的。不能人老盯着，那就需要电站根据用电情况，自己控制。

一个发电机假如网上用的电超过我额定负荷85%，还持续了一会，那我就要自动起动另外一台然后并上电网，把一半用电的担子转移过来。用了一段时间，用电量少了，我两台发电机的用电量加起来只有一台的70%，那优先权低的一台观察了10分钟，就会感觉没干多少活，还烧不少油，就把负荷转移到另一台，到只剩5%。说声哥们先撤了把开关断掉，自己停掉。这是自动电站最基本的功能，叫根据负荷自动起停。

发电机用的是交流电，一台发电机要并网是要满足条件的。行话叫电压，频率，相位三要素。电压，频率好理解，交流电嘛。那相位角是啥？那个就是看到两个正旋波，要步伐相近，才能融合。一般靠近得差不多11点钟的时候，给合闸命令合上网。两台发电机的频率设定一样，就会给调速器命令，哥俩平分担子，这就是合闸后的功率分配。

当在网的发电机有故障比如水高温，滑油低压，那是要切换的。另一个发电机马上江湖救济，起动合闸后把功率接过来，让故障机分闸停下来。假如是电的问题，比如高压低压，高频低频，兄弟机会马上起来，但是你这电网有问题啊，兄弟可不能跳火海。故障机会直接分闸，船上会短暂失电，兄弟机马上会合闸供电。这都叫自动切换。

还有时候发现网上电流高，功率高这种过流过载的情况，过5s先把不重要的负载比如风机什么的直接从电网踢出去，再过10s还高，再把第二级的不给主机服务的踢出去。这叫两级非重要负载脱扣。

再说说打招呼。大功率的设备，比如侧推，克令吊，他们一起动起来，用电量会很大。用电大户，用电都是要打招呼的。怎么打招呼呢？先请求一下，电站收到信息后先看看，要200千瓦，看看网上的电够不够你用，够了直接给你一个允许信号，把这个允许信号串到你回路里面你才可以起动，防止你不守规矩。还有侧推这种特大户，起动电流很大，那电站还是保险点，收到招呼至少起动两台发电机才给你允许信号。这叫重载请求。

最后再讲讲瘫船的情况，电站出演的角色。

瘫船是啥？就是瘫了，不能动了。所有机械设备，包括给主机起动用的压缩空气等还有恢复主电源供应的辅助设备都不起作用。

这就要聊到应急电源了。泰坦尼克号的发电机还是在机舱，假如机舱淹了呢？现在的船在露天甲板上的地方专门安装了应急发电机，应急配电板，它的冷却和燃料都是单独供的. 主配电板失电后，启动应急发电机，合闸给应发供电。应配有电了就给主发电机预滑油泵，加热器，应急柴油泵供电，给主发油给供上。然后启动空压机给空气瓶里打气，有气了再启动主发电机，给主配电板供电。

到这里就要说说那些给主机工作的泵了，比如滑油泵，燃油泵，高低温水泵等。泵在正常也是自动的，一台泵工作另一台在那候着。当你有故障或碰到困难打出去的油或水压力不够，马上启动来帮忙。那瘫船的时候都停掉了呢？配电板失电是去检测电压等信号的，当失电Blackout的时候，泵会把运行信号记住。来电了以后，会按照得电后5秒或10秒，顺序的将原来运行的泵启动起来。这叫顺序启动。

给主机的这些油水气都自动备好了，就可以启动主机了。一般从失电瘫船到重新启动主机，时间不能超过30分钟。

上面就是船上电站管理的基本功能。

哈兰德与沃尔夫造船厂在110年前造的泰坦尼克号，其所在的蒸汽机时代已经将当时的工业水平发挥到极致。结果永不沉没的最豪华邮轮处女航沉入海底。

而具有150多年历史的哈兰德与沃尔夫船厂因为英国皇家海军的萎缩，货运造船转移到了成本较低的亚洲，豪华邮轮又争不过芬兰STX Europe, 德国Meyer Werft, 意大利Fincantieri,法国 Chantiers de l'Atlantique四大巨头，风电业务即将饱和，这个造船界的旗舰非常艰苦。