导读

试航是新造船舶各系统和设备联调的重要阶段，旨在检验船舶各项性能指标是否满足设计要求、各设备是否正常运行、各辅助系统以及舾装设备的布置是否合理。

在试航过程中往往会遇到各种不同的问题，比如某些性能参数不达标，或者设备运行故障，或者无法满足操作要求等等，这些问题必须在试航阶段解决好。

本文以某船在试航阶段发生的故障为例，对该故障的发生、检查和解决过程进行分析说明。

一、问题发现

某船在进行主机遥控试验阶段，当车钟由半速倒车推到全速正车时，主机遥控面板出现主机滑油泵压力低报警，并进一步触发主机停车，同时机舱报警监测面板出现了 4 组低压报警，即主冷却海水压力低、低温淡水压力低、高温淡水压力低、主机滑油压力低。

此状况持续时间约 50 s（共出现 2 组波谷低压报警），50 s 后所有报警消除，系统恢复正常，报警曲线如图1所示。

▲图1 报警记录曲线

通过查阅报警监测历史记录，未发现主机滑油备用泵转换报警，其他几组泵的备用泵转换报警也未激活，可以判定报警所涉及的几组备用泵都未实际启动。

随后调取的集控室视频监控，确定这几组备用泵确实没有启动 [1]。

4 组压力低同时报警引起试航团队的重视，这 4 个报警涉及到主海水系统、主滑油系统、高温水系统、低温水系统，都是船舶的重要系统，涉及到试航安全，必须尽快查明原因。

但 4 个系统相互独立，为何能同时触发报警？该从何处入手查找原因？

经过短暂会议讨论，决定从设备、电气以及控制方面逐步排查。

二、设备方面检查

4 组不同泵的同时报警，泵本身出现故障的可能性比较低，考虑到这 4 个系统都跟主机有直接关联，因此首先对主机进行检查。

但在主机正常运行后检查各个参数均无异常，各冷却水管路进出口压力、主滑油进出口压力均在合理范围内。

主机服务工程师表示主机本身并不会影响这些泵的运行，也不存在干扰泵运行的因素。

秉着谨慎的态度，随后对这几台泵及其电动机（以下称马达）进行了检查，确认涉及到的主海水泵、主滑油泵、高温淡水泵和低温淡水泵均能正常运行，泵进出口压力值也在正常范围内，与离心泵Q-H 曲线一致 [2]，泵的叶片正常，马达接线端子牢固，启动无异响。

接着又对压力传感器进行检查，通过手摇泵现场做压力试验，确认各传感器的压力均在正常范围内，可以排除传感器故障 [3]。

检查数据如表 1 所示，可以判断这几个系统及相关设备和传感器本身无异常，排除设备本体故障造成的报警原因。

三、 电气和控制系统检查

各设备均从主配电盘供电，经检查，各开关工作正常，接头无松动，这 4 个配电盘开关无关联，同时故障的可能性较低，且为何只有这 4 个配电盘开关同时故障？

为进一步查找原因，试航团队在确认试航区域安全后，再次进行了上次的遥控试验操作过程，即车钟由半速倒车推到全速正车。

同样的报警再次出现，证明这并非偶发性报警，试航团队将目光放在了控制系统 [4]。

发出报警的压力开关和传感器分别从监测系统的不同模块输入，不同模块同时出现问题的概率非常小，而机舱报警监测系统在停车瞬间也未监测到本身故障，初步可以排除误报警的可能性。

既然不是误报警，那可以假设这些报警是真实发生了，难道 4 台泵真的发生故障而停止工作？

由于前两次故障停机的时候大家都将目光放在了集控室和主机，并没有监控这 4 台泵的实际运行情况，不确定是否真的停泵，而试航团队也不愿意冒险再做第三次试验。

因此还是从报警监测系统入手，在之前的报警曲线图中加入了当时几台泵的运行信号，发现泵在压力骤降前所有运行信号同时消失，约 20 s 左右再次监测到运行信号，也就是说这些泵突然停泵，之后又陆续起泵，相关曲线如图 2 所示，这也验证了之前的假设，即这些泵确实发生了停泵故障。

▲图 2  泵运行信号

新的问题随即产生：

是什么导致了泵的短暂停止后又恢复运行？

为什么主泵停止运行后，备用泵未按照电站管理系统的控制逻辑进行备用泵切换？

为什么这些泵是逐步恢复运行状态而不是同时恢复？

以主滑油泵为切入点，仔细研究该泵马达的控制原理图，如图 3 所示。

▲图 3 电气线路图

当船舶备车时，船员通过开关 SB1 手动起动主马达，K282.1 和触点 K3 闭合，但为便于管理，船员将主马达的开关 S25 打到备用状态，即 SA1 在 Standby 位置，此时 K3 触点断开，主马达仅靠 PLC 的 K282.1 触点锁定在运行状态。

备用马达处于备用状态，即 SA1 在 Standby 位置，该马达可以通过 PLC 的 K282.1 触点闭合来实现备用起动。

由此可以看到，无论主马达运行状态的保持信号还是备用马达的切换信号均来自 PLC。

由此进一步推断，电站管理系统的 PLC 可能出现了故障。

经查，主配电盘内共有 5 个 PLC 分别用于控制 5 组泵起停和备用泵切换，分别是 2 台主滑油泵、2 台液压油泵、2 台高温淡水泵、3 台主海水泵、3 台低温淡水泵、2 台甲板水封泵。

那究竟是什么故障导致所有 PLC 同时动作呢？

进一步检查发现，PLC 有两路 DC 24V 电源，一路是 PLC 及 PLC 信号输入回路电源，另外一路是 PLC 信号输出回路电源。

现场排查后确认供电线路接线正常，但其中 PLC 及 PLC信号输入回路电源的保险丝发生了偏移。

经过讨论，现场技术人员做出大胆假设，偏移的保险丝，在船舶震动时出现了短暂断路，造成了 PLC 模块瞬间失电，此时主马达失去 K282.1 的锁定信号而停止运行，而备用马达由于也无法获得 K282.1 的备用泵起动信号而无法完成对泵的切换。

PLC 在短暂的失电后又恢复供电，所有原主运行的马达根据电站管理系统的设计进入顺序起动程序，又逐步恢复运转。

该假设也解释了上述的三个疑问，也符合机舱监测系统记录的报警信息和马达运行状态。

PLC 总供电回路上有两个保险丝，拔下任意一个保险丝就能造成 5 个 PLC 的失电。

为进一步验证，对当时报警的发生过程进行了模拟，即设定 1 号组合起动屏上的泵为主用泵，2 号组合起动屏上的泵为备用泵，同时调出监测报警曲线图，记录曲线变化的形态。

准备结束后，拔出其中一个保险丝，结果发现 1 号组合起动屏上的主用泵同时停泵，随即将保险丝复位，经过延时，主用泵又先后起泵运行，试验了两次，监测报警系统记录的两次试验曲线基本一致且与初始报警曲线非常接近。

那为什么偏偏在做主机遥控试验时产生了两次报警呢？

分析遥控试验的过程可以判断，主机从半速倒车转到全速正车的过程中，船舶会发生较大的震动，正是这个震动造成了保险丝的接触故障，进而触发了上述的报警。据此可以确认正是由于 PLC的供电保险丝问题导致泵组的停泵，进而引发主机停车。

船东、船检全程参与以上试验，并对试验结果和导致本次故障的解释给予认可。

最后，在排查主配电盘所有保险丝紧固程度结束后，试航船舶剩余交验项目得以继续。

四、结束语

试航过程实际上也是一个发现问题和改正问题的过程，遇到问题之后需要用科学的方法进行研判，同时也需要协调各专业、各部门甚至多个设备调试工程师共同参与，以便能快速解决问题并得到各方的认可。

本文所列案例以及解决过程仅提供一个参考和解决思路，对于一些看似复杂的问题也不必惊慌，往往是一些极小的细微之处所引发的连锁反应。

这也提醒我们在调试和安装过程中需要严谨和认真，一个小疏忽或遗漏可能会带来极大的麻烦。

参考文献

[1] 赵久峰 . 某船主辅机海水冷却系统进气故障分析与排除 [J]. 中国修船 . 2017, 30(5) .

[2] 陈海泉 . 船舶辅机 [M]. 大连海事大学出版社 , 2010.

[3] 陈伟 . 离心泵工作范围的确定 [J]. 流体机械 , 2005(7).

[4] 黄恒祥 . 船舶设计实用手册 : 轮机分册 [M]. 国防工业出版社 , 1999.

原创作者系：

大连船舶重工集团有限公司

万东伟  唐传安  李国涛  张金梁  何卫东

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