[發明專利]一種減少蒸汽驅動船舶動力響應時間的自動盤車方法

有效

• 申請號: 201811114469.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109334936B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 馮喆;劉祥;李攸;盛杰;宋澤;陳碩;周陽;楊兆瀚;賈韌鋒;安仲玉
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0三研究所
• 主分類號: B63H21/02
• 分類號: B63H21/02;B63H21/21
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢雅鳳

一種減少蒸汽驅動船舶動力響應時間的自動盤車方法,屬于蒸汽驅動船舶的動力控制領域。解決了現有電動盤車方法存在動力系統響應時間長和安全隱患的問題。本發明提供一種不通過電動盤車裝置，直接通過預置的起車靜扭矩、進汽閥門開度—蒸汽輸出扭矩曲線，以及采集的主軸扭矩和主軸轉速等參數進行邏輯運算，給蒸汽驅動船舶的主軸提供恰當的起車閥位，并將峰值轉速和持續時間控制在最佳范圍內的自動盤車方法，達到在減少蒸汽驅動船舶動力響應時間的目的。本發明主要用于驅動船舶自動盤車。

技術領域

本發明屬于蒸汽驅動船舶的動力控制領域。

背景技術

我國目前大部分對動力系統響應時間有要求的大噸位船舶為蒸汽驅動形式，由于蒸汽驅動船舶冷態啟動的準備時間較長，因此對動力響應時間有要求的大功率蒸汽驅動船舶在短時間停泊、錨泊時一般保持熱態備航的狀態，以便隨時轉入航行狀態。目前我國已有兩艘大噸位蒸汽驅動船舶下水投入使用。

我國目前的大噸位蒸汽驅動船舶仍采用傳統的電動盤車方法，即將蒸汽輪機和減速器與螺旋槳脫開，將電動盤車裝置與蒸汽輪機和減速器連接，然后啟動電動盤車裝置，由電動盤車裝置帶動減速器和蒸汽輪機旋轉，達到電動盤車的目的。采用現有的電動盤車方法存在以下缺點：

1.動力系統響應時間長：采用傳統的電動盤車方法，一個完整的“航行—備航—復航”過程，需要主機速關閥關閉—螺旋槳脫開--電動盤車裝置接入--啟動電動盤車裝置—電動盤車裝置脫開—螺旋槳接入—主機速關閥打開一系列的操作，整個動力系統的響應時間至少在5～10分鐘。

2.存在安全隱患：傳統的電動盤車方法，主機速關閥需要頻繁關閉開啟、盤車電動裝置需要頻繁接入脫開，增加了設備的動作次數和磨損，從而導致安全隱患。在實際應用中就出現過由于頻繁動作導致速關閥內漏及電動盤車裝置無法及時脫開，影響動力系統的正常運行。

目前關于大噸位蒸汽驅動船舶的新的自動盤車方法目前尚未有任何報道，事實上，由于大噸位蒸汽驅動船舶是一種新型驅動形式，目前僅有兩艘船舶采用此驅動形式，目前國內研究較少，也缺乏實際的使用和調試經驗。申請人多年從事船舶動力控制方法的研究，并且在該兩艘船舶的航行試驗中進行了大量的動力系統的調試工作，在大噸位蒸汽驅動船舶的動力控制研究領域具有豐富的實際經驗。

發明內容

本發明是為了解決現有電動盤車方法存在動力系統響應時間長和安全隱患的問題，本發明提供了一種減少蒸汽驅動船舶動力響應時間的自動盤車方法。

一種減少蒸汽驅動船舶動力響應時間的自動盤車方法，該方法包括如下步驟：

步驟一、實時采集主軸轉速Z，判斷Z是否小于或等于Z1，判斷結果為是，執行步驟二，結果為否，執行步驟四；

其中，Z1表示開閥到關閥轉換時的轉速判斷閾值；

步驟二、獲得目標閥位扭矩s+△s1，通過進汽閥門開度—蒸汽輸出扭矩曲線f(q)得到，目標閥位扭矩s+△s1所對應的主機進汽閥門的目標開度y＝f(s+△s1)，其中，q＝s+△s1，根據目標開度y＝f(s+△s1)給主機進汽閥門下達開閥指令，執行步驟三；

其中，s表示起車靜扭矩，q表示蒸汽輸出扭矩變量，△s1表示起車預設扭矩與起車靜扭矩s之差；

步驟三、獲得扭矩閾值s+△s1-△s2，并實時采集主軸扭矩X，判斷X是否小于或等于s+△s1-△s2，判斷結果為是，進行快速開閥，使K＝K1；判斷結果為否，進行慢速開閥，使K＝K2；

其中，△s2為開閥速率變化的臨界扭矩與起車預設扭矩之差；

K表示啟動盤車時的正車油動機目標進汽閥門開閥速率；

k1和K2均為開閥速率的預設值；

步驟四、使主機進汽閥門的目標開度y＝0，啟動盤車時的正車油動機目標進汽閥門開閥速率K＝k3；