船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)介紹及溫度控制系統(tǒng)改進(jìn)探討

1、<p><b>　　大連海事大學(xué)</b></p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　二〇一二 年 六 月</p><p>　　船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)介紹及溫度控制系統(tǒng)改進(jìn)探討</p><p>　　專業(yè)班級(jí): 輪機(jī)08級(jí)18班 </p><p&g

2、t;　　姓 名: 賴 永 生 </p><p>　　指導(dǎo)教師: 孫 廣 輝 </p><p><b>　　輪機(jī)工程學(xué)院</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　目前船舶柴油機(jī)采用的冷卻水溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，都是通過(guò)反饋環(huán)節(jié)控制柴油機(jī)氣缸冷卻水

3、的進(jìn)口管水溫或出水管水溫，使水溫保持在給定值或給定值附近。但是，在柴油機(jī)負(fù)荷突變或超負(fù)荷的情況下，會(huì)造成氣缸冷卻水進(jìn)口溫度過(guò)低或出口溫度過(guò)高，無(wú)論哪種情況的出現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)都是不利的。為此，本文在對(duì)船舶柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)介紹的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行管理中的觀察及記錄，對(duì)船舶柴油機(jī)冷卻水溫度控制系統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)行探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 冷卻水 </p><p><b>　　

4、Abstract</b></p><p>　　Oily water separator is one of the most important pollute protection equipment in t</p><p>　　Keywords: cooling water</p><p>　　船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)介紹及溫度控制系統(tǒng)改進(jìn)探討</

5、p><p><b>　　前言</b></p><p>　　船舶主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),主機(jī)及其附屬設(shè)備將會(huì)散發(fā)出大量的熱量 。此時(shí)，為了保證部件能不因溫度超過(guò)材料的承受極限,必須及時(shí)將這些多余的熱量散發(fā)出去。因此 ,冷卻水系統(tǒng)的功用 ,就是對(duì)需要及時(shí)散熱的機(jī)械和設(shè)備提供足夠的冷卻水進(jìn)行冷卻,以保證其在一定合適的溫度范圍內(nèi)安全、可靠地工作。</p><p>　　

6、船舶柴油機(jī)氣缸冷卻水溫度的自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法很多,總體分為三種:直接作用式,如WALTON 恒溫閥;氣動(dòng)控制方式,如 TQWQ-C-405 型;電動(dòng)控制方式,如 MR-Ⅱ型。這幾種控制方式都是通過(guò)反饋環(huán)節(jié)控制柴油機(jī)氣缸冷卻水的進(jìn)口管水溫或出水管水溫，使水溫保持在給定值或給定值附近。但當(dāng)柴油機(jī)超負(fù)荷的情況下，會(huì)造成氣缸冷卻水進(jìn)口溫度過(guò)低或出口溫度過(guò)高。無(wú)論哪種情況的出現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)都是不利的。柴油機(jī)氣缸進(jìn)口溫度過(guò)低會(huì)造成熱損失增加、熱應(yīng)力

7、增大、低溫腐蝕；氣缸出口溫度過(guò)高會(huì)使缸套內(nèi)壁油膜蒸發(fā)、缸壁內(nèi)壁磨損加劇、冷卻腔內(nèi)發(fā)生汽化現(xiàn)象、缸套密封圈加速老化。對(duì)于中高速柴油機(jī)，一般出口溫度可控制在 70℃～80℃（不燒含硫重油時(shí)），低速機(jī)可控制在60℃～70℃，進(jìn)出口溫差不大于 12℃。為提高柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，本文在對(duì)現(xiàn)有的船舶主機(jī)冷卻系統(tǒng)及溫度控制系統(tǒng)介紹的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)的不足，對(duì)船舶主機(jī)冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)進(jìn)行探討。</p><p&

8、gt;　　船舶柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)工作原理及組成</p><p><b>　　合理冷卻的重要性</b></p><p>　　從利用能量的角度分析，對(duì)主機(jī)的冷卻應(yīng)當(dāng)是一項(xiàng)被避免的能量損失。但是，為了保證主機(jī)的正常運(yùn)行，對(duì)主機(jī)的冷卻又是不可或缺的。對(duì)主機(jī)的冷卻能起到這些作用：</p><p>　　合適的冷卻可以保證受熱件的工作溫度不超過(guò)各部件材料的承受極

9、限，因而確保了運(yùn)行過(guò)程中受熱部件在高溫下依舊能夠保證足夠的強(qiáng)度。</p><p>　　柴油機(jī)燃燒室部件受熱溫度高低對(duì)其材質(zhì)變化及可靠性影響特別大。</p><p>　　首先是如果金屬材料受熱溫度過(guò)高，會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱，并導(dǎo)致晶粒粗大，尤其是當(dāng)部件的溫度接近甚至超過(guò)某一臨界溫度時(shí)，金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)中會(huì)發(fā)生再結(jié)晶過(guò)程，顯微組織發(fā)生明顯變化，材料的強(qiáng)度、硬度、韌性顯著下降，塑性變形增大。因此，采用高溫淡水

10、對(duì)主機(jī)進(jìn)行冷卻，必須使主機(jī)的受熱部件溫度不超過(guò)某個(gè)溫度界限。例如冷卻式鑄鋼活塞頂不得超過(guò)480-485℃，第一環(huán)槽應(yīng)小于140-180，氣缸套內(nèi)壁最高溫度一般應(yīng)在300℃以下，鑄鋼缸蓋燃?xì)鈧?cè)最高溫度不得超過(guò)400-500℃。否則，將導(dǎo)致機(jī)械方面的故障?！?】</p><p>　　另一方面需要指出的是，受熱件溫度有其下限值。例如，活塞頂、第一環(huán)槽和噴油器端部分別不應(yīng)低于205℃、140℃和120℃。【3】否則，除了

11、惡化柴油機(jī)性能外，還會(huì)帶來(lái)一些其他問(wèn)題。柴油機(jī)工作時(shí)，受熱部件燃?xì)鈧?cè)的溫度一般可達(dá)300-500℃，而在冷卻水側(cè)溫度較低，壁厚兩邊存在較大溫差。高溫內(nèi)壁的膨脹必然大于外壁，但內(nèi)部的膨脹受到外部的約束，故其內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，外部受到拉應(yīng)力，即是所謂的熱應(yīng)力。</p><p>　　圖1.1-1缸壁熱應(yīng)力分析圖</p><p>　　受熱部件熱應(yīng)力一般表示為：</p><p>

12、;　　σt=Eξ△t （kgf/cm2）</p><p>　　對(duì)于薄壁氣缸套外、內(nèi)表面拉、壓應(yīng)力則是：</p><p>　　σt=+ Eξ△t/（2-2μ） （kgf/cm2）</p><p>　　△t = qδ/λ = Kδ(tf1-tf2)/λ = tw1-tw2</p><p>　　式中 +、— ——外表面取正，內(nèi)表面取負(fù)；</p

13、><p>　　E ——材料的彈性模數(shù) （kgf/cm2）；</p><p>　　ξ ——材料的線脹系數(shù) （1/℃）；</p><p><b>　　μ ——泊松比；</b></p><p>　　tf1、tf2 ——燃?xì)夂屠鋮s水溫度（℃）；</p><p>　　tw1、tw2 ——燃燒室內(nèi)外壁溫度（℃）；

14、</p><p>　　q ——燃?xì)鈧鹘o冷卻水熱流密度 kcal/(m2*h)；</p><p>　　δ ——平壁、周壁厚度 （m）；</p><p>　　λ ——周壁材料導(dǎo)熱系數(shù) kcal/(m2*h*℃)；</p><p>　　K ——傳熱系數(shù) kcal/(m2*h*℃)；</p><p>　　可見(jiàn)，熱應(yīng)力的大小與

15、內(nèi)外壁溫差成正比，而溫差又與冷卻水溫度的下降量具有線性關(guān)系。顯然，正在運(yùn)作且負(fù)荷一定的柴油機(jī)，熱應(yīng)力隨冷卻水溫度的增加而減小，隨冷卻水溫度的降低而增加，而且影響熱應(yīng)力的大小，除了設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)因素外，冷卻水溫度往往起著主要作用。在大多數(shù)情況下，熱應(yīng)力對(duì)柴油機(jī)受熱部件的壽命及可靠性構(gòu)成很大威脅，達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，足以使受熱部件產(chǎn)生裂紋，引起熱疲勞破壞?！?】</p><p>　　合適的冷卻可以使得各相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件在工作中處

16、于良好的狀態(tài)（例如缸套與活塞的合適間隙、適當(dāng)?shù)臍飧變?nèi)壁的油膜）。氣缸套冷卻不足缸壁過(guò)熱，使缸壁上潤(rùn)滑油膜變薄和破壞，導(dǎo)致氣缸套與活塞環(huán)配合表面的金屬直接接觸，發(fā)生黏著磨損，進(jìn)一步發(fā)展和惡化即會(huì)產(chǎn)生拉缸事故?！?】</p><p><b>　　1.2 冷卻媒介</b></p><p>　　淡水、海水及滑油常作為柴油機(jī)強(qiáng)制液體冷卻系統(tǒng)的冷卻劑。淡水的水質(zhì)穩(wěn)定，傳熱效果好且

17、可采用水處理應(yīng)對(duì)其腐蝕和結(jié)垢的問(wèn)題，因此淡水是一種目前廣泛使用的、理想的冷卻介質(zhì)。柴油機(jī)對(duì)淡水水質(zhì)的要求一般為不含雜質(zhì)的淡水或蒸餾水。若為淡水，要求其總硬度不超過(guò)10（德國(guó)度）、pH值為6.5-8、氯化物含量不超過(guò)50 ppM。當(dāng)使用蒸餾水或離子交換器產(chǎn)生的完全脫離子水作為冷卻淡水時(shí)，必須特別注意對(duì)淡水進(jìn)行水處理，并定期化驗(yàn)，確保水處理劑的濃度處于規(guī)定范圍。否則因其濃度不足，反而會(huì)產(chǎn)生比使用一般硬水還嚴(yán)重的后果（因?yàn)闆](méi)有一般硬水而產(chǎn)生的

18、石灰薄膜沉淀物保護(hù)）。</p><p>　　例如，本輪“育鯤”的的冷卻水水質(zhì)要求：首先是建議使用去離子化的水或蒸餾水（例如造水機(jī)產(chǎn)的水），因?yàn)檫@種水可以防止石灰質(zhì)水垢的形成（會(huì)導(dǎo)致冷卻壁導(dǎo)熱率下降，造成不可接受的高溫）。其次是以下各化學(xué)參數(shù)應(yīng)滿足要求：</p><p>　?。?）pH值 ：6.5-8.0 （20℃）</p><p>　?。?）氯化物 ：< 5

19、0 ppM (50 mg/l)</p><p>　　（3）硫酸鹽 ：< 50 ppM (50 mg/l)</p><p>　?。?）硅酸鹽 ：< 25 ppM (25 mg/l)</p><p>　　同時(shí)，要求不能含有：硫化物、氯及氨。</p><p>　　最后，要求冷卻水的總硬度不超過(guò)10 dH。</p><

20、p>　　根據(jù)“育鯤”輪主機(jī)說(shuō)明書(shū)中維修保養(yǎng)計(jì)劃，冷卻水水質(zhì)要求每周化驗(yàn)一次，并對(duì)化驗(yàn)結(jié)果作記錄，以便分析其水質(zhì)變化的趨勢(shì)。</p><p>　　圖1.2-1水處理劑濃度記錄表</p><p>　　圖1.2-2 含鹽量及pH值記錄表</p><p>　　每季度要從運(yùn)轉(zhuǎn)的冷卻水系統(tǒng)中采集水樣，送至路上實(shí)驗(yàn)室，化驗(yàn)抑制劑、硫酸鹽、鐵及總的鹽含量。</p>

21、<p>　　每年，放空系統(tǒng)、沖洗并且重新向冷卻水系統(tǒng)注水，同時(shí)加抑制劑。</p><p>　　每四年或長(zhǎng)時(shí)間未使用，基于日常檢查結(jié)果，除去系統(tǒng)中的油渣、鐵銹及水垢。換水并加抑制劑?！?】</p><p>　　海水的水質(zhì)難以控制且其腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題較為突出。因而為減少管系及換熱器腐蝕和結(jié)垢，海水的出口溫度不應(yīng)超過(guò)45℃。所以，現(xiàn)今已經(jīng)很少用海水對(duì)船舶主機(jī)進(jìn)行冷卻。</p&g

22、t;<p>　　最后說(shuō)到滑油，用滑油對(duì)主機(jī)進(jìn)行冷卻的優(yōu)點(diǎn)是不存在因漏泄而污染曲軸箱油的危險(xiǎn)，適合作為活塞的冷卻介質(zhì)。在本輪上，如圖所示，即是使用系統(tǒng)油，通過(guò)十字頭、活塞桿內(nèi)部管路上行至活塞，用振蕩冷卻的方式對(duì)活塞進(jìn)行冷卻，再通過(guò)活塞桿內(nèi)部管路回流。在本輪主機(jī)的運(yùn)行管理中，活塞冷卻液回油溫度及機(jī)座處回油觀察鏡都是巡回檢查應(yīng)當(dāng)注意的地方。但滑油作為冷卻液的缺點(diǎn)是比熱小，傳熱效果較差，而且與高溫表面接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦的現(xiàn)象。<

23、;/p><p>　　圖1.2-3 活塞冷卻回油觀察鏡</p><p>　　圖1.2-4 活塞冷卻原理圖</p><p>　　1.3 冷卻系統(tǒng)的組成和設(shè)備</p><p>　　現(xiàn)代大型船舶主機(jī)冷卻系統(tǒng)普遍用高溫淡水強(qiáng)制循環(huán)冷卻柴油機(jī)，再就是使用低溫淡水冷卻缸套水，最后再用海水在中央冷卻器中強(qiáng)制冷卻低溫淡水和其他載熱流體后排出舷外。在系統(tǒng)布置上，淡水

24、系統(tǒng)屬于閉式系統(tǒng)，海水系統(tǒng)屬于開(kāi)式系統(tǒng)。兩者組成的冷卻系統(tǒng)稱閉式冷卻系統(tǒng)。</p><p>　　1.3.1主機(jī)冷卻系統(tǒng)</p><p>　　由于受熱件工作條件不同，所要求的冷卻液溫度、壓力和基本組成也各不相同。因而受熱件的冷卻系統(tǒng)通常由幾個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)組成。它們通常分為氣缸套和缸蓋、活塞及噴油器三個(gè)閉式淡水冷卻系統(tǒng)。</p><p>　　但是，具體至“育鯤”輪主機(jī)（T

25、YPE:6S35MK,廠家:MAN B&W Diesel A/S,Hamburg,Denmark,S.N:37096,2006），只有缸套及缸蓋冷卻使用淡水，活塞為系統(tǒng)油循環(huán)冷卻，噴油器為燃油循環(huán)冷卻式。在本輪的缸套水冷卻系統(tǒng)中，缸套水的循環(huán)路線如圖所示：</p><p>　　圖1.3.1-1 缸套水系統(tǒng)原理圖</p><p>　　缸套冷卻水泵出口的淡水由缸套水進(jìn)口總管進(jìn)入各缸套下

26、部，沿缸套→缸蓋→增壓器路線進(jìn)行冷卻。各缸出水匯總后，有一冷卻水除氣接口與高置膨脹水箱相連，另一路經(jīng)造水機(jī)和淡水冷卻器冷卻，再至除氣水箱除氣，最后重新進(jìn)入缸套水冷卻水泵進(jìn)口，實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)。系統(tǒng)中設(shè)有報(bào)警箱，當(dāng)系統(tǒng)中氣體過(guò)多時(shí)報(bào)警。本輪靠港時(shí)，可啟閉相應(yīng)閥門(mén)，利用缸套水預(yù)熱泵對(duì)主機(jī)進(jìn)行保溫，一般保持冷卻水溫度在50 ℃。造水機(jī)三通閥設(shè)定溫度為78 ℃，缸套水冷卻器三通閥設(shè)定溫度為82 ℃。</p><p>　　圖1

27、.3.1-2 缸套水預(yù)熱泵及預(yù)熱器</p><p>　　缸套水系統(tǒng)在備車(chē)時(shí)，應(yīng)停止預(yù)熱，轉(zhuǎn)為缸套水泵工作。操作流程：首先停止缸套水預(yù)熱泵，隨即啟動(dòng)缸套水泵，同時(shí)關(guān)閉預(yù)熱泵出口閥。操作過(guò)程中要注意缸套水泵的排出、啟動(dòng)電流是否正常。</p><p>　　圖1.3.1-3 缸套水泵組</p><p>　　圖1.3.1-4 除氣器</p><p>　

28、　圖1.3.1-5 缸套水冷卻器</p><p>　　在隨后的中央冷卻系統(tǒng)的介紹中，將會(huì)提到缸套水冷卻器是利用低溫淡水冷卻高溫淡水。圖中上部一進(jìn)一出的管路為高溫淡水管路，下部灰色管路為低溫淡水管路。同時(shí)，在上部有兩支細(xì)管，是用于采集高低溫淡水水樣以進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)的地方。</p><p>　　系統(tǒng)中有溫度傳感器Pt100檢測(cè)缸套冷卻水出口總管溫度的變化，并通過(guò)熱力三通溫控閥調(diào)節(jié)進(jìn)入缸套水冷卻器

29、的流量，使缸套水出機(jī)溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上。</p><p>　　圖1.3.1-6 缸套水溫度控制系統(tǒng)溫度傳感器</p><p>　　圖中溫度傳感器為Pt100型熱電阻傳感器，位置在主機(jī)缸套水出口的管路上，Pt100阻值隨被測(cè)溫度的升高而增加，這一信號(hào)通過(guò)三線制接法送至調(diào)節(jié)器，作為調(diào)節(jié)器的測(cè)量輸入。</p><p>　　圖1.3.1-7 溫控三通閥</p>

30、<p>　　圖1.3.1-8 溫控三通閥開(kāi)度指示</p><p>　　當(dāng)紅色指針指向S時(shí)，三通閥通向冷卻器的閥全關(guān)，缸套水全部旁通；紅色指針指向C時(shí)，則是通向冷卻器的閥全開(kāi)，缸套水全部進(jìn)入冷卻器。</p><p>　　圖1.3.1-9 單缸出口溫度計(jì)及溫度傳感器</p><p>　　圖1.3.1-10 集控室工作站各缸缸套水出口溫度指示</p>

31、;<p>　　圖1.3.1-11 缸套水進(jìn)口總管溫度傳感器及旋塞</p><p>　　圖1.3.1-12 缸套水出口總管溫度傳感器及旋塞</p><p>　　在主機(jī)缸套水溫度發(fā)生失控現(xiàn)象，溫度居高不下或持續(xù)升高時(shí)，在排出溫度傳感器及溫控三通閥無(wú)故障的情況下，當(dāng)溫度上升到90-100℃時(shí)，打開(kāi)圖中出口總管上的旋塞，檢查是否有水流出。</p><p>　　

32、如果有，立即恢復(fù)冷卻水供應(yīng)或停機(jī)診斷。 </p><p>　　如果沒(méi)有，說(shuō)明主機(jī)冷卻水空間未充滿冷卻水，這將導(dǎo)致局部過(guò)熱并因此形成氣泡。立即關(guān)閉旋塞、停車(chē)、停缸套水泵、打開(kāi)示功閥、保持輔助鼓風(fēng)機(jī)和滑油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，將缺少的氣缸的活塞盤(pán)車(chē)至下止點(diǎn)讓過(guò)熱區(qū)域自然冷卻。注意，禁止立即恢復(fù)冷卻水供應(yīng)，防止產(chǎn)生過(guò)大的熱沖擊，造成機(jī)損事故。同時(shí)，尋找故障原因。在主機(jī)充分冷卻下來(lái)后，檢查缸套水出口總管的水流動(dòng)狀況并進(jìn)行除氣。做掃氣口

33、檢查以確認(rèn)是否存在漏泄。</p><p>　　缸套水冷卻水系統(tǒng)設(shè)有高置膨脹水箱。其作用很多：</p><p>　　圖1.3.1-13 缸套水系統(tǒng)高置膨脹水箱</p><p>　　圖1.3.1-14 缸套水出口總管所接放氣管</p><p>　　（1）膨脹，使系統(tǒng)中的淡水受熱后有膨脹的余地；</p><p>　?。?）補(bǔ)

34、水，補(bǔ)充系統(tǒng)中因蒸發(fā)和漏泄而損失的水量并保證淡水泵有足夠的吸入壓頭（淡水泵多為離心泵，足夠的吸入壓頭可防止氣蝕的發(fā)生）；</p><p>　　（3）排放系統(tǒng)中的空氣；</p><p>　?。?）投藥，可在此投放化學(xué)藥劑以對(duì)冷卻水進(jìn)行化學(xué)處理；</p><p>　　（5）加熱，可對(duì)冷卻水加熱以暖缸（如果其中設(shè)置有加熱裝置；本輪未有，而是采用缸套水預(yù)熱器和缸套水預(yù)熱泵在

35、停機(jī)期間循環(huán)保溫）。</p><p>　　本輪主機(jī)噴油器采用燃油循環(huán)冷卻，如圖所示：燃油從噴油器上方進(jìn)入，高壓油泵未泵油時(shí)，燃油經(jīng)燃油循環(huán)泵加壓至8 bar 左右，小于圖中止回閥的開(kāi)啟壓力（15 bar）。旁通口打開(kāi)，燃油至噴油器環(huán)形空腔，最后經(jīng)回油管出噴油器，回供油單元，因此起到循環(huán)冷卻噴油器的作用。當(dāng)高壓油泵動(dòng)作，噴油器進(jìn)油壓力驟然升高，止回閥抬起，旁通口與回油口錯(cuò)開(kāi)，不再回油。燃油經(jīng)止回閥向下至針閥，大約達(dá)

36、到380 bar 左右的壓力時(shí)抬起針閥，噴射霧化燃油。噴射結(jié)束后，燃油壓力迅速降低，止回閥落座，旁通口與回油口對(duì)上，再次恢復(fù)燃油循環(huán)冷卻。</p><p>　　圖1.3.1-15 噴油器循環(huán)冷卻原理圖</p><p>　　1.3.2 中央冷卻系統(tǒng)</p><p>　　從20世紀(jì)70年代初期開(kāi)始，出現(xiàn)了一種新型的柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)，即中央冷卻系統(tǒng)。這種冷卻系統(tǒng)的基本特點(diǎn)

37、是使用不同溫度的兩個(gè)單獨(dú)的淡水循環(huán)系統(tǒng)：高溫淡水（80-85℃）和低溫淡水（30-40℃）閉式系統(tǒng)。前者用于冷卻主機(jī)，后者用于冷卻高溫淡水和各種冷卻器。受熱后的低溫淡水再在一個(gè)中央冷卻器中由開(kāi)式的海水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。由此，可保證只使用一個(gè)用海水作為冷卻液的冷卻器。</p><p>　　圖1.3.2-1 中央冷卻系統(tǒng)原理圖</p><p>　　如圖所示，在中央冷卻系統(tǒng)中，海水流經(jīng)中央冷卻器冷卻

38、低溫淡水后排出舷外。低溫淡水由低溫淡水泵驅(qū)動(dòng)，經(jīng)空冷器、滑油冷卻器和缸套水冷卻器、副機(jī)回到低溫淡水泵吸入口，完成閉式循環(huán)。在中央冷卻器出口設(shè)有溫控三通閥，要求中央冷卻器低溫淡水出口溫度不低于10℃，本輪低溫淡水設(shè)定溫度為36℃。同時(shí)，在副機(jī)冷卻水出口設(shè)有溫控三通閥，設(shè)定溫度為80℃。</p><p>　　圖1.3.2-2 空冷器冷卻水進(jìn)出管</p><p>　　中央冷卻系統(tǒng)較傳統(tǒng)的冷卻水系

39、統(tǒng)有以下明顯有點(diǎn)：</p><p>　　海水管系及中央冷卻器的維修工作減至最低限度。</p><p>　　氣缸冷卻水溫度穩(wěn)定，不受工況變化的影響，因而使柴油機(jī)始終在最佳冷卻狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　淡水循環(huán)可多年保持清潔，維修工作量極少。</p><p>　　中央冷卻系統(tǒng)同時(shí)也存在以下缺點(diǎn)：</p><p>　

40、　增加了中央冷卻器及其輔助設(shè)備與管系，投資較高。</p><p>　　由于附加管系的阻力損失，使泵送耗功也有所增加。</p><p>　　在建造的現(xiàn)代化船舶中，大多采用中央冷卻系統(tǒng)。</p><p>　　1.3.3 開(kāi)式海水系統(tǒng)</p><p>　　開(kāi)式海水系統(tǒng)是用海水作為冷卻劑冷卻淡水、滑油、增壓空氣和空氣壓縮機(jī)等。系統(tǒng)的基本組成是海底閥

41、和大排量海水泵。本輪“育鯤”有三臺(tái)海水泵，排量為315 m3/h，額定排出壓力2 bar。因海水泵的排量很大，通常在吸入管接一應(yīng)急艙底吸口，以備機(jī)艙進(jìn)水時(shí)應(yīng)急排水之用。一般設(shè)兩個(gè)以上海底閥，分高位和低位，分設(shè)在船舶的兩側(cè)舷旁。高位海底門(mén)位于空載水線下約300 mm處，低位海底門(mén)設(shè)在艙底（靠雙層底附近）。船舶進(jìn)港后，由于水面下泥沙污物較多，多用高位海底門(mén)。而在海上航行時(shí)，為防止因風(fēng)浪造成吸空，多使用低位海底門(mén)。當(dāng)船舶在碼頭?？繒r(shí)，一般停止

42、使用靠近碼頭一側(cè)的海底閥，而改用外側(cè)海底閥，以防污物堵塞。</p><p>　　第二章 船舶柴油機(jī)冷卻水溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)介紹</p><p><b>　　2.1 基本現(xiàn)狀</b></p><p>　　在現(xiàn)代化大型船舶中，大多采用中央冷卻系統(tǒng)，但在中、小型船舶中仍然有相當(dāng)?shù)囊徊糠植捎脗鹘y(tǒng)的閉式冷卻。無(wú)論是哪種形式的冷卻系統(tǒng)，冷卻水溫度的高低對(duì)設(shè)備

43、的正常工作都有直接的影響，尤其是大型低速柴油機(jī)對(duì)缸套冷卻水的溫度有嚴(yán)格的要求。例如本輪“育鯤”輪主機(jī)缸套水系統(tǒng)要求其缸套水出口溫度保持在80-85℃之間。達(dá)到90℃時(shí)會(huì)有聲光報(bào)警，甚至達(dá)到95℃時(shí)會(huì)自動(dòng)降速。因此，柴油機(jī)的缸套水溫度控制系統(tǒng)是船舶機(jī)艙重要的自動(dòng)控制系統(tǒng)之一。對(duì)于采用中央冷卻水系統(tǒng)的船舶，則需對(duì)低溫淡水的溫度進(jìn)行控制。本輪要求控制低溫淡水經(jīng)中央冷卻器后溫度在36℃。</p><p>　　船舶冷卻水溫

44、度的控制手段目前還是以旁通控制法為主，即把被冷卻的高溫淡水分成兩路，一路經(jīng)過(guò)冷卻器，另一路經(jīng)過(guò)旁通管路，由三通調(diào)節(jié)閥對(duì)冷水和熱水進(jìn)行混合，得到不同的調(diào)節(jié)閥出口溫度。溫度控制器根據(jù)設(shè)定溫度和測(cè)量點(diǎn)溫度偏差值按調(diào)節(jié)規(guī)律輸出控制信號(hào)至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變調(diào)節(jié)閥的旁通口開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量點(diǎn)溫度的自動(dòng)控制。</p><p>　　2.2 幾種典型的冷卻水溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　2.2.1 直接作

45、用式冷卻水溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　所謂直接作用式冷卻水溫度控制系統(tǒng)，就是不需要外加能源，利用感溫元件內(nèi)充注的低沸點(diǎn)工作介質(zhì)壓力隨溫度成比例變化的原理，直接驅(qū)動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥，改變冷卻器旁通水流量，以控制冷卻水溫度。直接作用式溫度控制系統(tǒng)的類(lèi)型較多，在這介紹一種應(yīng)用比較廣泛的直接作用式溫度控制器，稱為WALTON恒溫閥，其結(jié)構(gòu)原理如圖：</p><p>　　圖2.2.1-1 WALON

46、恒溫閥結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　WALTON恒溫閥又稱石蠟式調(diào)節(jié)閥，它由閥體、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、滑板和感溫盒組成。感溫盒內(nèi)充有石蠟混合液作為感溫介質(zhì)。其動(dòng)作原理是利用石蠟混合液的體積隨溫度變化的性質(zhì)，用體積膨脹產(chǎn)生的作用力來(lái)推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變滑板的位置來(lái)控制至冷卻器的冷卻水的流量，從而使冷卻水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上。</p><p>　　若冷卻水溫度降低，石蠟混合液體積減小，感溫盒內(nèi)的活塞上移，

47、經(jīng)活塞桿、連桿及連桿與滑板上的鉸接點(diǎn)，使滑板繞轉(zhuǎn)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使旁通水量增加，而流經(jīng)冷卻器的水量減小，從而使冷卻水溫度上升，逐漸向給定值恢復(fù)。隨著感溫盒活塞的上移，彈簧力減小，當(dāng)感溫盒內(nèi)石蠟混合液因體積減小而產(chǎn)生的力與彈簧張力相平衡時(shí)，滑板不再轉(zhuǎn)動(dòng)，旁通管口和流向冷卻器的管口開(kāi)度不再改變，冷卻水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近。當(dāng)冷卻水溫度升高時(shí)，石蠟混合液體積膨脹，活塞下移，滑板繞轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，關(guān)小旁通管口，開(kāi)大流向冷卻器的管口

48、，使冷卻水溫度降低，并逐漸向給定值恢復(fù)。當(dāng)彈簧力再次與石蠟混合液的膨脹力相平衡時(shí)，系統(tǒng)又達(dá)到一個(gè)新的平衡狀態(tài)。</p><p>　　給定值的調(diào)整是通過(guò)改變滑板的初始位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)物結(jié)構(gòu)中，感溫盒、托板和轉(zhuǎn)軸緊固在一起，給定值調(diào)節(jié)軸伸出前端蓋并裝一個(gè)指針，該指針指示冷卻水溫度的給定值，轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)指針可改變滑板的初始位置，即改變給定值。對(duì)恒溫閥進(jìn)行手動(dòng)控制時(shí)，也是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)指針改變滑板的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p

49、><p>　　直接作用式控制系統(tǒng)是把測(cè)量單元、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)都組裝在一起，成為不可分離的整體，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但是從工作過(guò)程中不難看出，這是一個(gè)比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此存在靜態(tài)偏差。同時(shí)，它的控制精度也較低。在船上普遍用于發(fā)電柴油機(jī)的缸套冷卻水溫度和滑油溫度的自動(dòng)控制。</p><p>　　2.2.2 MR-Ⅱ型電動(dòng)氣缸冷卻水溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)</p><p>　　MR

50、-Ⅱ型電動(dòng)冷卻水溫度控制系統(tǒng)，屬于電子式控制方式，使用的是模擬式調(diào)節(jié)儀器，主要以電子器件的邏輯運(yùn)算輸出控制信號(hào)，來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。目前船舶大多采用此種方式，但該方式也存在著一定的缺點(diǎn)。首先是采用的元器件比較落后，導(dǎo)致電路較為復(fù)雜，使用的邏輯元器件也較多，增加了備件管理和維護(hù)工作的難度。其次由于系統(tǒng)整體比較復(fù)雜及模擬儀表的功能限制，這些溫度控制器都采用了最簡(jiǎn)單的控制規(guī)律，不能提供很好的控制性能。</p>&l

51、t;p>　　MR-Ⅱ型電動(dòng)冷卻水溫度控制系統(tǒng)采用基地式電動(dòng)儀表（把測(cè)量、顯示、調(diào)節(jié)各單元及相應(yīng)的開(kāi)關(guān)元件組裝在一個(gè)控制箱內(nèi)），能實(shí)現(xiàn)比例微分控制作用。該系統(tǒng)的測(cè)量單元是熱敏電阻T802，安裝在氣缸冷卻水出口管路中，其電阻值與冷卻水的溫度的變化成線性關(guān)系，經(jīng)分壓器分配，就把冷卻水溫度的變化成比例地轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。這個(gè)表示冷卻水溫度測(cè)量值的電壓信號(hào)，與由電位器調(diào)定的代表冷卻水溫度給定值的電壓信號(hào)相比較，得到偏差值e。這個(gè)偏差值經(jīng)PD作

52、用輸出一個(gè)連續(xù)變化的控制信號(hào)送到脈沖寬度調(diào)節(jié)器，脈沖寬度調(diào)節(jié)器把PD輸出的連續(xù)變化的控制信號(hào)調(diào)制成脈沖信號(hào)。若冷卻水溫度低于給定值，其脈沖信號(hào)使“增加輸出接觸器”斷續(xù)通電，組合開(kāi)關(guān)SW2斷續(xù)閉合。若冷卻水溫度高于調(diào)定值，脈沖信號(hào)使“減少輸出接觸器”斷續(xù)通電，組合開(kāi)關(guān)SW1斷續(xù)閉合。</p><p>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一個(gè)三相交流伺服電機(jī)M，在它的軸上經(jīng)減速傳動(dòng)裝置帶動(dòng)兩個(gè)互成90°的平板閥。一個(gè)閥控制旁通淡

53、水量；另一個(gè)閥控制流經(jīng)淡水冷卻器的淡水流量。通過(guò)對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)的斷續(xù)閉合，調(diào)節(jié)三通閥的開(kāi)度，可保證冷卻水溫度穩(wěn)定。當(dāng)冷卻水溫度等于或處于調(diào)整盲區(qū)內(nèi)時(shí)，調(diào)節(jié)器無(wú)輸出，三通閥保持開(kāi)度不變。</p><p>　　在“減少輸出繼電器”和“增加輸出接觸器”的電路中串聯(lián)了一個(gè)限位開(kāi)關(guān)和一個(gè)過(guò)載保護(hù)繼電器控制的開(kāi)關(guān)。若某些故障使伺服電機(jī)電流過(guò)大時(shí)，過(guò)載保護(hù)繼電器動(dòng)作，使對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。接觸器斷電，其相應(yīng)的組合開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，切斷電機(jī)電源，保

54、護(hù)電機(jī)不會(huì)因過(guò)熱而燒壞。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥中的平板閥轉(zhuǎn)到接近極限位置時(shí)，觸頭斷開(kāi)，使接觸器斷電，切斷電機(jī)電源，防止平板閥卡緊在極端位置，使電機(jī)回行時(shí)動(dòng)作不靈敏，或因起動(dòng)電流過(guò)大而引起過(guò)熱。在接觸器的通電回路中，通過(guò)常閉觸頭實(shí)現(xiàn)互鎖，防止二者同時(shí)通電。</p><p>　　MR-Ⅱ型調(diào)節(jié)器由若干塊插拔式電路板組成。首先是一個(gè)毫安表，把0-1 mA的變化范圍成比例地轉(zhuǎn)換為0-100℃的刻度，用于指示冷卻水溫度的實(shí)際

55、值或設(shè)定值。插板B為測(cè)量指示電路，可調(diào)整設(shè)定值，可選擇毫安表的顯示內(nèi)容（實(shí)際值/設(shè)定值）。插板C為調(diào)節(jié)器電路，內(nèi)置比例微分（PD）調(diào)節(jié)器電路。可調(diào)節(jié)微分時(shí)間Td和比例帶PB。插板D為脈沖寬度調(diào)制電路，可將PD調(diào)節(jié)器電路輸出的控制量轉(zhuǎn)換成控制三相伺服電機(jī)斷續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖量。同時(shí)，其可調(diào)制不靈敏區(qū)或脈沖寬度。插板E是繼電器和開(kāi)關(guān)電路。在自動(dòng)控制失效時(shí)，可手動(dòng)控制相應(yīng)接觸器以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)三通閥的開(kāi)度。插板F為電源開(kāi)關(guān)盒“手動(dòng)-自動(dòng)”切換電路。&

56、lt;/p><p>　　參數(shù)調(diào)制：控制系統(tǒng)安裝后，調(diào)節(jié)器的比例帶PB、微分時(shí)間Td和脈沖寬度不可輕易調(diào)整。確實(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)程不理想（溫度向給定值恢復(fù)過(guò)快或?qū)嶋H值波動(dòng)太大），可對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。具體操作應(yīng)注意每次少調(diào)，待穩(wěn)定后觀察，如此反復(fù)，直至滿足要求。</p><p>　　2.2.3 “育鯤”輪主機(jī)缸套水溫度智能調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)</p><p>　　OMRON公司的E5E

57、N智能調(diào)節(jié)器在本輪“育鯤”輪上被作為缸套水溫度智能調(diào)節(jié)器，該溫度調(diào)節(jié)器采用兩個(gè)自由度的PID控制方式，具有快速響應(yīng)、無(wú)過(guò)沖、抗干擾好等優(yōu)點(diǎn)。本輪主機(jī)缸套水溫度智能控制系統(tǒng)主要包括溫度傳感器、智能調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分。</p><p>　　圖2.2.3-1 智能調(diào)節(jié)器溫度控制系統(tǒng)基本組成</p><p>　　首先是溫度傳感器，該系統(tǒng)采用Pt100型熱電阻式傳感器，安裝在柴油機(jī)的缸套水出口

58、管路上。此種傳感器屬于接觸式傳感器，具有簡(jiǎn)單、可靠、價(jià)廉及測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，一般能夠測(cè)得真實(shí)溫度。但由于檢測(cè)元件熱慣性的影響，響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)熱容量小的物體難以實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)量。并且其不適用于腐蝕介質(zhì)的測(cè)量、超高溫測(cè)量及運(yùn)動(dòng)物體溫度的測(cè)量。其電阻值與測(cè)量溫度一一對(duì)應(yīng)，而且具有良好的線性關(guān)系。當(dāng)測(cè)量溫度為0℃時(shí)，電阻值為100Ω；溫度為100℃時(shí)，電阻值為138.51Ω。Pt100阻值隨被測(cè)溫度的變化而變化，這一信號(hào)通過(guò)三線制接法送到OMR

59、ON智能調(diào)節(jié)器的16、17、18接線端，作為調(diào)節(jié)器的測(cè)量輸入。長(zhǎng)時(shí)間使用后注意對(duì)其感溫端的保護(hù)套進(jìn)行清潔，防止水垢或積垢影響傳熱速率，造成測(cè)量值的變化大幅滯后于實(shí)際值的變化。</p><p>　　圖2.2.3-2 Pt100鉑熱電阻溫度傳感器</p><p>　　熱電阻式溫度傳感器常采用電橋電路將被測(cè)溫度的變化轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓輸出。但熱電阻安裝在所要檢測(cè)的管路或設(shè)備中，若與轉(zhuǎn)換電橋之間有一

60、定的距離，由于連接導(dǎo)線的電阻值也會(huì)隨環(huán)境溫度的變化而變化，會(huì)引起一定的測(cè)量誤差，為此，，熱電阻通常采用“三線制”接法實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度變化的補(bǔ)償。“三線制”接法采用兩根材料、長(zhǎng)度和截面積相同的導(dǎo)線分別接在測(cè)量橋臂和調(diào)零橋臂，以保證導(dǎo)線的電阻值相等。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，兩根導(dǎo)線阻值的變化量相等而抵消，使電橋輸出Uab保持不變。如圖2.2.3-3，△Rt及△R0分別表示測(cè)量橋臂和調(diào)零橋臂導(dǎo)線的電阻值，已知其隨溫度而變化且變化量相同。</p&

61、gt;<p>　　圖2.2.3-3 Pt100鉑熱電阻電路圖</p><p><b>　　經(jīng)計(jì)算：</b></p><p>　　可以由Uab表達(dá)式看出，電橋輸出Uab不受連接導(dǎo)線的阻值變化的影響，達(dá)到了提高測(cè)量精度的目的。此外，調(diào)節(jié)R0的電阻值即可調(diào)節(jié)該傳感器的輸出零點(diǎn)，調(diào)節(jié)W的電阻值即可調(diào)節(jié)該傳感器的輸出范圍。因此R0成為調(diào)零電阻，W成為調(diào)幅電阻。&l

62、t;/p><p>　　其次是智能調(diào)節(jié)器，本系統(tǒng)采用OMRON公司的E5EN型智能調(diào)節(jié)器。該調(diào)節(jié)器采用單片機(jī)控制，以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)規(guī)律，并具有豐富的數(shù)字顯示和菜單操作功能。調(diào)節(jié)器的設(shè)定值通過(guò)數(shù)碼顯示器和按鍵式菜單操作進(jìn)行設(shè)定，來(lái)自Pt100的阻值變化經(jīng)內(nèi)部電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，由單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和量綱轉(zhuǎn)換后得到測(cè)量溫度值，調(diào)節(jié)器內(nèi)部的PID控制算法程序根據(jù)設(shè)定值與測(cè)量值的偏差計(jì)算出輸出量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換和電壓/

63、電流轉(zhuǎn)換后得到4-20 mA 的電流信號(hào)，并由端子3、4送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。調(diào)節(jié)器一般安裝在集控室的控制臺(tái)上，便于監(jiān)視和操作。</p><p>　　圖2.2.3-4 E5EN型調(diào)節(jié)器</p><p>　　E5EN型調(diào)節(jié)器除了具有基本的PID控制功能外，還具有調(diào)節(jié)器參數(shù)的智能自整定功能。只要通過(guò)菜單操作激活自整定功能，調(diào)節(jié)器就會(huì)在小范圍內(nèi)自動(dòng)改變控制輸出（對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行特性辨識(shí)），并通過(guò)測(cè)量值的相

64、應(yīng)變化規(guī)律計(jì)算出當(dāng)前的最佳比例帶PB、積分時(shí)間Ti和微分時(shí)間Td等調(diào)節(jié)器參數(shù)。此外，為便于與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（如監(jiān)視與報(bào)警系統(tǒng)）通信，E5EN調(diào)節(jié)器還提供了一個(gè)RS485 通信接口。</p><p>　　由于E5EN調(diào)節(jié)器為單片機(jī)為核心的調(diào)節(jié)器，所以其具有數(shù)碼顯示及可進(jìn)行按鍵操作的功能多樣性?？梢栽谡{(diào)節(jié)器上操作上下鍵來(lái)改變?cè)O(shè)定值。也可以通過(guò)修改保護(hù)權(quán)限，對(duì)內(nèi)部的初始參數(shù)、PID參數(shù)、報(bào)警值設(shè)置參數(shù)進(jìn)行瀏覽和設(shè)定。但

65、要注意的重要一點(diǎn)，調(diào)節(jié)參數(shù)過(guò)程中切勿同時(shí)按上下鍵，防止調(diào)節(jié)器死機(jī)。</p><p>　　表2.2.3-1 E5EN調(diào)節(jié)器初始設(shè)置參數(shù)</p><p>　　表2.2.3-2 E5EN調(diào)節(jié)器PID設(shè)置參數(shù)</p><p>　　表2.2.3-3 E5EN調(diào)節(jié)器報(bào)警值設(shè)置參數(shù)</p><p>　　電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由伺服放大器和執(zhí)行單元兩大部分組成。&

66、lt;/p><p>　　圖2.2.3-5 電執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理圖</p><p>　　輸入信號(hào)Ii與反饋信號(hào)If比較得到偏差信號(hào)△I，經(jīng)伺服放大器功率放大后，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)機(jī)械減速后，改變輸出轉(zhuǎn)角。同時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)角經(jīng)位置發(fā)送器轉(zhuǎn)換為反饋信號(hào)If，使|△I|減小，直至△I減至0時(shí)伺服電機(jī)才停止運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出軸穩(wěn)定在要求的角度上。毫安表可用來(lái)指示輸出位置（閥門(mén)開(kāi)度），電動(dòng)操作器可用于自動(dòng)控制失靈時(shí)進(jìn)

67、行手動(dòng)操作。</p><p>　　本輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)伺服馬達(dá)和三通調(diào)節(jié)閥組成，一般安裝在冷卻器的進(jìn)口處。伺服馬達(dá)能將調(diào)節(jié)器送來(lái)的4-20 mA 電流信號(hào)成比例地轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)角輸出，調(diào)整三通調(diào)節(jié)閥的旁通口開(kāi)度，從而改變冷卻水溫度。本輪“育鯤”輪上共有4只電控制溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)閥（NT2.120.001JS），分別安裝在滑油系統(tǒng)、低溫淡水系統(tǒng)、高溫淡水系統(tǒng)（缸套水冷卻器進(jìn)口處及造水機(jī)進(jìn)口處）。電控制溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要用于控制

68、溫度精度要求較高的主機(jī)、發(fā)電機(jī)組、潤(rùn)滑設(shè)備等冷卻系統(tǒng)中的淡水、海水、滑油溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，控制精確，溫度設(shè)定靈活，具有報(bào)警功能，適合于計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控。</p><p>　　圖2.2.3-6 電控制溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)閥</p><p>　　其動(dòng)作原理：鉑電阻安裝在被檢測(cè)溫度的場(chǎng)所，當(dāng)流體溫度發(fā)生變化時(shí)，鉑電阻阻值發(fā)生變化傳至溫度調(diào)節(jié)器。溫度調(diào)節(jié)儀處理信號(hào)后輸出DC 4-20 mA 信號(hào)，電動(dòng)執(zhí)行器收

69、到該信號(hào)就轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)角度與電流信號(hào)大小有關(guān)。</p><p>　　同時(shí)，該電控閥要求每月進(jìn)行一次手動(dòng)操作（切斷電源后進(jìn)行），使閥全開(kāi)全閉幾回。每年更要對(duì)其進(jìn)行拆檢，清潔，密封檢查等。</p><p>　　圖2.2.3-7 電控閥手動(dòng)操作六角口</p><p>　　第三章 船舶柴油機(jī)冷卻水溫度控制系統(tǒng)改進(jìn)探討</p><p>　　3.1本

70、輪冷卻水溫度控制系統(tǒng)故障現(xiàn)象</p><p>　　在機(jī)動(dòng)航行時(shí)，主機(jī)負(fù)荷變化較為劇烈，在主機(jī)加速過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)主機(jī)缸套水溫度不可抑制地上升。通常缸套水出機(jī)設(shè)定值為80 ℃ ，為防止缸套水溫度超過(guò)報(bào)警界限，必須手動(dòng)降低設(shè)定值來(lái)增大三通閥至冷卻器的開(kāi)度，抑制其上漲趨勢(shì)，使其逐漸回落到穩(wěn)定值上。</p><p>　　加一張缸套水溫度過(guò)高照片</p><p>　　具體數(shù)值變化

71、表、曲線</p><p>　　同時(shí)，低溫淡水也存在主機(jī)加速時(shí)溫度超過(guò)設(shè)定值3-4 ℃ ，同時(shí)低溫淡水的溫控三通閥至中央冷卻器的閥門(mén)已全開(kāi)（開(kāi)度指示向“C”），溫度控制系統(tǒng)無(wú)法使低溫淡水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上的現(xiàn)象。現(xiàn)有應(yīng)對(duì)是輪機(jī)員手動(dòng)關(guān)小中央冷卻器海水旁通閥，增加中央冷卻器海水流量，方可使低溫淡水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值（30℃）上。</p><p>　　一張三通閥開(kāi)度指示“S”的照片加一張調(diào)節(jié)器顯示

72、值過(guò)高照片并列</p><p>　　溫度傳感器的滯后問(wèn)題，試航正常</p><p><b>　　升溫速率報(bào)警</b></p><p>　　冷卻水系統(tǒng)熱容量大，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷續(xù)控制，以一定延遲時(shí)間來(lái)確定冷卻水溫度變化</p><p>　　計(jì)算機(jī)工作站可否打印冷卻水溫度記錄？</p><p><b

73、>　　多點(diǎn)測(cè)量溫度？</b></p><p><b>　　模糊控制</b></p><p>　　在船舶機(jī)動(dòng)航行時(shí)，本輪冷卻水系統(tǒng)存在著低溫淡水溫度失調(diào)的現(xiàn)象。</p><p>　　具體數(shù)值。。。與主機(jī)負(fù)荷，副機(jī)負(fù)荷，海水溫度關(guān)系？</p><p><b>　　3.2故障診斷</b>

74、</p><p>　　3.2.1 低溫淡水溫度過(guò)高故障分析</p><p>　　在海上定速航行時(shí)，低溫淡水的溫度可以很好地穩(wěn)定在設(shè)定值（30℃）上。但是在船舶機(jī)動(dòng)航行中主機(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)，低溫淡水溫度卻發(fā)生溫度過(guò)高及需要人為干預(yù)的現(xiàn)象。</p><p><b>　?。?）溫度傳感器：</b></p><p>　　在低溫

75、淡水溫度過(guò)高時(shí)，我首先觀察中央冷卻器低溫淡水出口溫度表的數(shù)值，排除因溫度傳感器故障導(dǎo)致的調(diào)節(jié)器溫度顯示值過(guò)高。</p><p>　　此外，我也曾考慮過(guò)是否是因?yàn)橹醒肜鋮s器低溫淡水出口處溫度傳感器滯后原因?qū)е逻@個(gè)故障。因?yàn)樵谥鳈C(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)，即圖中外部擾動(dòng)d(t)增加就快時(shí)，低溫淡水的溫度，即被控量y（t）升高也較快。若是溫度傳感器的反應(yīng)異常滯后于低溫淡水溫度的變化，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值z(mì)（t）變化滯后于被控量y（t）的

76、變化，就會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的輸出p（t）滯后于系統(tǒng)的溫度y（t）變化，造成低溫淡水溫度y（t）過(guò)高。但是，要注意的一點(diǎn)就是，在此時(shí)低溫淡水溫度過(guò)高的同時(shí)，中央冷卻器出口處的溫控三通閥通中央冷卻器的閥門(mén)已經(jīng)全開(kāi)。</p><p><b>　　待驗(yàn)證</b></p><p>　　這就說(shuō)明，控制單元已經(jīng)對(duì)電子控制溫度調(diào)節(jié)閥送去了最大的控制量p（t）。而p（t）又取決于偏差值e（t

77、）的大小，偏差值e（t）至少達(dá)到了上限值，也就說(shuō)明了測(cè)量值z(mì)（t）也達(dá)到了上限值，</p><p>　　圖3.2.1-1 反饋控制系統(tǒng)傳遞方框圖</p><p>　　加被控量y（t）與測(cè)量值z(mì)（t）變化比較數(shù)據(jù)表，曲線</p><p>　　如果調(diào)節(jié)器上的低溫淡水溫度顯示值的變化沒(méi)有明顯滯后于中央冷卻器低溫淡水出口處溫度表的顯示值變化，說(shuō)明了溫度傳感器準(zhǔn)確地檢測(cè)到了被

78、控量——中央冷卻器低溫淡水出口溫度的變化。所以，也就排除了測(cè)量單元故障的可能性。</p><p>　?。?）中央冷卻器海水流量過(guò)小：</p><p>　　輪機(jī)員應(yīng)對(duì)此時(shí)低溫淡水溫度過(guò)高的方法是關(guān)小中央冷卻器海水旁通閥，這個(gè)操作將增加中央冷卻器海水流量，加強(qiáng)中央冷卻器冷卻能力。從反饋系統(tǒng)中分析，在溫控三通閥開(kāi)度一定的情況下，即控制單元輸出的控制量p（t）一定時(shí)，增加了基本擾動(dòng)q（t）的大小，

79、從而使被控量y（t）能夠回到設(shè)定值上。因此，我們可以得出結(jié)論，在機(jī)動(dòng)航行主機(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)導(dǎo)致低溫淡水溫度過(guò)高的原因應(yīng)當(dāng)是中央冷卻器海水流量過(guò)小導(dǎo)致的中央冷卻器冷卻能力不足。</p><p>　　但是，中央冷卻器之所以流量偏小是因?yàn)楸据喛扛蹠r(shí)，因海水溫度較低（5-8℃），若保持與海上航行時(shí)一樣的海水流量，中央冷卻器冷卻能力過(guò)強(qiáng)，低溫淡水溫度控制閥至冷卻器的閥門(mén)開(kāi)度幾乎為0，對(duì)閥門(mén)的正常工作有較大影響（一般工作在開(kāi)

80、度一半的情況下比較好）。因此，靠港期間中央冷卻器海水流量較小。</p><p><b>　　待驗(yàn)證</b></p><p>　　但當(dāng)機(jī)動(dòng)航行中主機(jī)加負(fù)荷并且發(fā)電柴油機(jī)有兩臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，又不得不手動(dòng)增加中央冷卻器海水流量。這樣不僅增加了輪機(jī)員的勞動(dòng)量，同時(shí)在溫度已經(jīng)失調(diào)的情況下再采取增加海水流量的方法，會(huì)造成中央冷卻器內(nèi)部海水與淡水溫差過(guò)大，增加水垢的生成量。</p&

81、gt;<p><b>　　待驗(yàn)證</b></p><p>　　更重要的是，若低溫淡水溫度過(guò)高，會(huì)大大降低缸套水溫度的調(diào)節(jié)速度。</p><p>　　導(dǎo)致這個(gè)人為干預(yù)的根本原因是：低溫淡水溫度控制系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象低溫淡水系統(tǒng)輸出的基本擾動(dòng)q（t）不能在大小上與外部擾動(dòng)d（t）自動(dòng)相適應(yīng)，即中央冷卻器的冷卻能力不能自動(dòng)適應(yīng)低溫淡水系統(tǒng)熱負(fù)荷的變化。</p

82、><p>　　3.2.2 低溫淡水溫度控制系統(tǒng)改進(jìn)</p><p>　?。?）根據(jù)海水溫度自動(dòng)選擇海水泵工作模式：</p><p>　　使控制系統(tǒng)能夠根據(jù)海水溫度自動(dòng)選擇海水泵的工作模式，實(shí)現(xiàn)中央冷卻器海水流量的自調(diào)節(jié)，達(dá)到低溫淡水溫度控制系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象低溫淡水系統(tǒng)輸出的基本擾動(dòng)q（t）能在大小上與外部擾動(dòng)d（t）自動(dòng)相適應(yīng)的目的，增強(qiáng)了低溫淡水溫度控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力

83、。通過(guò)變流量調(diào)節(jié)可以大大提高缸套冷卻水溫度調(diào)節(jié)的速度。本輪機(jī)艙中設(shè)置了三臺(tái)功率相同的海水泵，兩臺(tái)作為備用，工作狀態(tài)下一臺(tái)海水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)人工調(diào)節(jié)中央冷卻器海水旁通閥調(diào)節(jié)進(jìn)入中央冷卻器的海水流量。而改進(jìn)方案則是設(shè)置三臺(tái)功率不同的海水泵按一定方式組合運(yùn)行，這樣可以得到多種海水泵組的工作模式，從而得到中央冷卻器海水流量的多種變化。同時(shí)，又可使得各個(gè)海水泵處于額定工況，減少了內(nèi)部的功率損失及汽蝕破壞。</p><p>&

84、lt;b>　　加非額定工況的影響</b></p><p>　　圖3.2.2-1 根據(jù)海水溫度自動(dòng)選擇海水泵工作模式</p><p>　　根據(jù)海水溫度的變化情況，調(diào)節(jié)器自動(dòng)選擇海水泵組的工作模式，控制三臺(tái)海水泵的啟停，這樣不僅可以快速調(diào)節(jié)低溫淡水溫度使其達(dá)到所要求的溫度值，降低了輪機(jī)人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)減少了海水泵的功率損耗，又增加了海水泵的使用壽命。</p>

85、<p>　　（2）中央冷卻器海水出口加裝溫控三通閥：</p><p>　　在中央冷卻器海水出口加裝以溫控三通閥，穩(wěn)定中央冷卻器海水出口溫度在一定值上。具體應(yīng)是中央冷卻器海水出口溫度低于設(shè)定值時(shí)，將海水回流至中央冷卻器海水進(jìn)口：當(dāng)中央冷卻器海水出口溫度高于設(shè)定值時(shí)，減小海水回流至中央冷卻器進(jìn)口，增大排至舷外的閥開(kāi)度。這樣，在適當(dāng)設(shè)定中央冷卻器海水出口溫度的前提下，可以保證中央冷卻器海水流量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，即

86、中央冷卻器冷卻能力的自調(diào)節(jié)。</p><p>　　。。。此時(shí)相當(dāng)于低溫淡水系統(tǒng)有兩個(gè)調(diào)節(jié)器，或者將其海水看為冷負(fù)荷，其余看做熱負(fù)荷，亦可當(dāng)作只有一個(gè)控制器</p><p>　　圖3.2.2-2 中央冷卻器海水出口加裝溫控閥原理圖</p><p>　　3.2.3 高溫淡水溫度過(guò)高分析</p><p>　　（1）溫度傳感器：在高溫淡水溫度過(guò)高時(shí)

87、，我首先觀察主機(jī)高溫淡水出口溫度表的數(shù)值，排除因溫度傳感器故障導(dǎo)致的調(diào)節(jié)器溫度顯示值過(guò)高。</p><p>　　其次，主機(jī)高溫淡水出口處溫度傳感器感應(yīng)滯后也會(huì)導(dǎo)致這個(gè)故障。因?yàn)樵谥鳈C(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)，即圖3.2.1-1中外部擾動(dòng)d(t)增加就快時(shí)，高溫淡水的溫度，即被控量y（t）升高也較快。若是溫度傳感器的反應(yīng)異常滯后于高溫淡水溫度的變化，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值z(mì)（t）變化滯后于被控量y（t）的變化，就會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)器的輸出p（

88、t）滯后于系統(tǒng)的溫度y（t）變化，造成高溫淡水溫度y（t）過(guò)高。</p><p>　　診斷方法：如果是因?yàn)闇囟葌鞲衅鞲袘?yīng)滯后的原因?qū)е轮鳈C(jī)缸套水溫度在主機(jī)較快增加負(fù)荷時(shí)溫度過(guò)高，可以通過(guò)比對(duì)機(jī)旁高溫淡水出機(jī)溫度與調(diào)節(jié)器顯示值的變化規(guī)律。如果發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)器顯示值變化規(guī)律明顯滯后于機(jī)旁溫度顯示值變化規(guī)律，則可以說(shuō)明溫度傳感器存在著足以影響溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能的滯后感應(yīng)現(xiàn)象。如果這兩者變化規(guī)律基本一致，則可以排除溫度傳感器

89、滯后這個(gè)原因。</p><p>　　前提是機(jī)旁溫度能夠足夠準(zhǔn)確以作為參照</p><p><b>　　加數(shù)據(jù)表</b></p><p><b>　　加曲線對(duì)比</b></p><p><b>　　加結(jié)論</b></p><p>　　解決辦法:清潔溫度傳感

90、器的保護(hù)套后再做觀察，如果沒(méi)有改善，應(yīng)排除溫度傳感器感應(yīng)滯后這個(gè)因素，尋找其他原因。</p><p>　　（2）電控制溫度三通調(diào)節(jié)閥故障：</p><p>　　若是執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分出現(xiàn)卡阻、遲滯等現(xiàn)象，不能夠?qū)⒄{(diào)節(jié)器輸出的控制量正確轉(zhuǎn)換為三通閥的轉(zhuǎn)角變化，也可能導(dǎo)致缸套水溫度過(guò)高。因此，分析三通閥開(kāi)度與缸套水溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確認(rèn)是否是此因素導(dǎo)致船舶機(jī)動(dòng)航行期間主機(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)缸套水溫度過(guò)

91、高的現(xiàn)象。</p><p>　　加 三通閥開(kāi)度 與 調(diào)節(jié)器 上顯示值變化的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)及曲線</p><p>　　如果由數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，在調(diào)節(jié)器上實(shí)際值（PV）與設(shè)定值（SV）有較大偏差，且偏差的增加率也較大時(shí)，電控三通閥通向冷卻器閥門(mén)開(kāi)度并無(wú)明顯加大，且加大速率無(wú)明顯大，可以說(shuō)明電控三通閥存在故障，不能有效地執(zhí)行調(diào)節(jié)器發(fā)來(lái)的指令。反之，若調(diào)節(jié)器上實(shí)際值（PV）與設(shè)定值（SV）有較大偏差，且偏差的

92、增加率也較大時(shí)，電控三通閥通向冷卻器閥門(mén)開(kāi)度有明顯加大，且加大速率明顯大，可以說(shuō)明電控三通閥較為正常，能夠有效地將調(diào)節(jié)器輸出的控制量轉(zhuǎn)換為三通閥的開(kāi)度變化，排除三通閥故障因素。</p><p>　　若確認(rèn)電控三通閥故障，解決方法：切斷電源，放掉閥內(nèi)部的水。擰松所有4個(gè)夾具連接螺栓，撤除支架螺栓、執(zhí)行器、支架和閥蓋螺栓。取出閥蓋和轉(zhuǎn)閥組合，檢查轉(zhuǎn)閥機(jī)構(gòu)內(nèi)有無(wú)生銹、雜物，如有應(yīng)清除。檢查有無(wú)其他異常情況，例如軸彎曲等

93、。檢查完畢后，對(duì)三通閥進(jìn)行裝復(fù)。注意轉(zhuǎn)動(dòng)軸調(diào)整設(shè)定標(biāo)記，保證兩軸標(biāo)記對(duì)齊?；謴?fù)電源，觀察是否能夠正常使用。</p><p>　　如果在檢修電控三通閥后，高溫淡水在船舶機(jī)動(dòng)航行期間主機(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)依然發(fā)生溫度過(guò)高現(xiàn)象或該現(xiàn)象只是減輕但沒(méi)有消除，應(yīng)繼續(xù)尋找其他原因。</p><p>　?。?）低溫淡水溫度過(guò)高導(dǎo)致缸套水冷卻器冷卻能力不足：</p><p>　　如果經(jīng)仔

94、細(xì)觀察及數(shù)據(jù)記錄發(fā)現(xiàn)，缸套水溫度過(guò)高是發(fā)生在低溫淡水溫度過(guò)高之后發(fā)生的，則可以強(qiáng)烈懷疑是因?yàn)榈蜏氐疁囟冗^(guò)高導(dǎo)致缸套水冷卻器冷卻能力不足，從而使缸套水溫度過(guò)高而不得不手動(dòng)改變缸套水溫度設(shè)定值。</p><p>　　加 低溫淡水溫度過(guò)高后 高溫淡水溫度變化 數(shù)據(jù)記錄</p><p>　　低溫淡水溫度過(guò)高，會(huì)大大降低缸套水溫度的調(diào)節(jié)速度。本輪缸套水調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律是PID控制，并且其智能自整定

95、功能是關(guān)的。所以，此時(shí)比例帶PB、積分時(shí)間Ti、微分時(shí)間Td是定值。因此，當(dāng)?shù)蜏氐疁囟冗^(guò)高時(shí)，影響了缸套水冷卻器的調(diào)節(jié)量，而調(diào)節(jié)器依舊是按照以往低溫淡水溫度正常時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致溫度控制系統(tǒng)對(duì)缸套水系統(tǒng)輸出的基本擾動(dòng)q(t)小于設(shè)計(jì)者的預(yù)期值；若同時(shí)主機(jī)在持續(xù)增加負(fù)荷，導(dǎo)致缸套水系統(tǒng)熱負(fù)荷持續(xù)升高，即外部擾動(dòng)d(t)持續(xù)增加。這兩方面原因同時(shí)作用，將有可能導(dǎo)致高溫淡水溫度y(t)過(guò)高，輪機(jī)員不得不手動(dòng)降低缸套水溫度設(shè)定值r(t

96、)，使控制單元所接收到的偏差e（t）增大，從而使控制單元輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)電控三通閥的控制量p（t）增大，使缸套水系統(tǒng)受到的基本擾動(dòng)增加至足以抵消外部擾動(dòng)的增加，使系統(tǒng)的被控量y（t）能夠不繼續(xù)偏離設(shè)定值，逐漸回到設(shè)定值附近。</p><p>　　要注意的是低溫淡水溫度過(guò)高對(duì)缸套水溫度控制系統(tǒng)的影響有多大？是否是低溫淡水溫度過(guò)高與其他原因共同作用導(dǎo)致的缸套水溫度過(guò)高？</p><p>　　圖3

97、.2.3-1 降低設(shè)定值后系統(tǒng)變化圖</p><p>　　解決辦法：按3.3.2低溫淡水溫度控制系統(tǒng)改進(jìn)的方法處理，解決低溫淡水溫度過(guò)高的問(wèn)題。如果船舶機(jī)動(dòng)航行期間主機(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)低溫淡水溫度保持穩(wěn)定，而高溫淡水溫度依然出現(xiàn)過(guò)高或只是略微好轉(zhuǎn)，說(shuō)明低溫淡水溫度過(guò)高不是缸套水溫度過(guò)高的影響因素或只是缸套水溫度過(guò)高的部分影響因素，存在著其他因素導(dǎo)致缸套水溫度過(guò)高。</p><p>　　（4）

98、缸套水溫度調(diào)節(jié)器故障</p><p>　　如果排除了之前的三個(gè)可能原因后依然存在船舶機(jī)動(dòng)航行期間主機(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)缸套水溫度過(guò)高，輪機(jī)員不得不手動(dòng)降低設(shè)定值來(lái)穩(wěn)定缸套水溫度的現(xiàn)象，或者該現(xiàn)象只是減輕缺沒(méi)有消除，應(yīng)考慮是否是調(diào)節(jié)器方面的故障。</p><p>　　之前提到過(guò)，本輪缸套水調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律是PID控制，并且其智能自整定功能是關(guān)的。所以，此時(shí)比例帶PB、積分時(shí)間Ti、微分時(shí)間Td是

99、定值。針對(duì)缸套水系統(tǒng)熱負(fù)荷驟然增加的系統(tǒng)變化，如果其微分特性設(shè)計(jì)地不夠好，有可能導(dǎo)致溫度調(diào)節(jié)器反應(yīng)滯后，導(dǎo)致溫度突然升高；同時(shí)積分作用過(guò)于微弱，以致缸套水溫度高于設(shè)定值較大值且一定時(shí)間后，依然不能靠自動(dòng)調(diào)節(jié)使其回落。</p><p>　　解決辦法1：在船舶海上航行時(shí)，即主機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定時(shí)，對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。主要應(yīng)加強(qiáng)微分作用和積分作用。。。。</p><p><b>　　如何調(diào)節(jié)

100、待查。。。</b></p><p>　　解決辦法2：因?yàn)楦滋姿疁囟冗^(guò)高現(xiàn)象只出現(xiàn)在船舶機(jī)動(dòng)航行期間主機(jī)負(fù)荷增加較快時(shí)，可以考慮專門(mén)增加調(diào)節(jié)器的控制規(guī)則來(lái)應(yīng)對(duì)這種系統(tǒng)變化，即增加根據(jù)油門(mén)拉桿位移對(duì)缸套水溫度進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)的控制規(guī)則。</p><p>　　本輪通常缸套水出機(jī)設(shè)定值為80 ℃ ，為防止缸套水溫度超過(guò)報(bào)警界限，輪機(jī)員不得不手動(dòng)降低設(shè)定值來(lái)增大三通閥至冷卻器的開(kāi)度，抑制其上漲

101、趨勢(shì)。但是，這種明顯滯后與系統(tǒng)被控量變化的調(diào)節(jié)方式會(huì)造成一些不好的影響。首先，手動(dòng)改變?cè)O(shè)定值時(shí)，主機(jī)處于加速加負(fù)荷狀態(tài)，缸壁溫度持續(xù)升高。但降低設(shè)定值后，調(diào)節(jié)器將設(shè)定值與實(shí)際值比較后得到較大的偏差，三通閥至冷卻器的流量較大幅度地開(kāi)大，造成缸套水進(jìn)機(jī)溫度明顯降低。這是，可能導(dǎo)致一定程度的低溫腐蝕。實(shí)踐證明：當(dāng)冷卻水溫度低于65℃時(shí)，這種腐蝕最為嚴(yán)重。同時(shí)，由于進(jìn)機(jī)缸套水溫度的驟然降低，也會(huì)在缸壁處產(chǎn)生較大的溫差，熱應(yīng)力不正常地增大，可能對(duì)

102、缸壁的強(qiáng)度產(chǎn)生影響。此外，在負(fù)荷劇烈波動(dòng)過(guò)去后，必須及時(shí)地將設(shè)定值調(diào)節(jié)至正常范圍，否則會(huì)再度造成缸套水溫度過(guò)低，引起燃燒室的低溫腐蝕及熱應(yīng)力過(guò)大。</p><p>　　因此，針對(duì)這種現(xiàn)象，提出增加控制系統(tǒng)根據(jù)油門(mén)拉桿利用模糊控制原理對(duì)冷卻器前電控三通閥開(kāi)度進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)的功能。此時(shí)的模糊規(guī)則控制來(lái)源是操作員的操作模式，以if。。。then。。。的方式記錄操作員的操作模式，從而到處該預(yù)調(diào)節(jié)的控制規(guī)則。</p>

103、;<p>　　圖3.2.3-2 降低設(shè)定值后系統(tǒng)變化圖</p><p>　　油門(mén)拉桿位移量可有多種檢測(cè)方法，既可以利用主令控制器原理將油門(mén)拉桿位移量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，也可以利用變阻器原理將油門(mén)拉桿位移量轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬信號(hào)。由于本輪的缸套水溫度調(diào)節(jié)器是具有與計(jì)算機(jī)中心通訊功能的單片機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同時(shí)計(jì)算機(jī)工作站也已經(jīng)采集了油門(mén)拉桿位移。因此，只需將計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控系統(tǒng)采集得到的油門(mén)拉桿位移變量送至溫度調(diào)節(jié)

104、器，再在該調(diào)節(jié)器內(nèi)部加入相應(yīng)的程序?qū)ζ涮幚?，然后輸出前饋信?hào)，即可實(shí)現(xiàn)此改進(jìn)方案。</p><p>　　圖3.2.3-1 降低設(shè)定值后系統(tǒng)變化圖</p><p>　　加油門(mén)拉桿位移檢測(cè)裝置照片</p><p><b>　　總結(jié)：</b></p><p><b>　　。。。</b></p>

105、<p>　　[1] 李斌主編. 船舶柴油機(jī).大連：大連海事大學(xué)出版社，2008．</p><p>　　[2] 陳大榮主編. 船舶柴油機(jī)設(shè)計(jì).北京：國(guó)防工業(yè)出版社 ，1980．</p><p>　　[3] 陳瑞松等編著. 內(nèi)燃機(jī)傳熱與熱負(fù)荷.北京：國(guó)防工業(yè)出版社 ，1985．</p><p>　　[4] 李道生. 船舶柴油機(jī)冷卻水溫度淺談</p&g

106、t;<p>　　[5] 滿一新主編.船機(jī)維修技術(shù).大連：大連海事大學(xué)出版社，2009．</p><p>　　[6] 26-42MC, Edition 42C MAN B&W </p><p>　　[7]Instructions Manual (S35MC-DS 09092127) MAN B&W</p><p>　　[8] 林葉錦