2022年船舶主機超負荷運行的危害及預(yù)防措施.

1、船舶主機超負荷運行的危害及預(yù)防措施船舶主機在運行過程中往往受船舶航行工況影響而簡單發(fā)生超負荷現(xiàn)象，災(zāi)難性天氣、惡劣海況、航道地貌是造成船舶主機超負荷的主因；1 船用主機超負荷的一般釋義船用柴油機組在運行中只要不超越其“功率速度特性曲線”限制和主要技術(shù)參數(shù)（主要是各項溫度參數(shù)、壓力參數(shù)和轉(zhuǎn)速參數(shù)）要求，一般都不會顯現(xiàn)超負荷；如運行參數(shù)超過這些規(guī)定，柴油機就被認定為超負荷，但是，船用主機運行過程中仍受其推動特性的制約；特殊是在惡劣海況、災(zāi)難性天氣等因素影響下，主機往往會超負荷；船用柴油機在運行中受到來自外界自然的、非人為的環(huán)境干擾和制約，這種態(tài)勢，在船用柴油機運行過程中屬于常態(tài)，從而導(dǎo)致產(chǎn)生各種不

2、行預(yù)知的（惡劣天氣、復(fù)雜海況和水底障礙物等）超負荷工況顯現(xiàn)；這些外界因素導(dǎo)致的種種負荷的多變性通常處于“條例”或“規(guī)程”的治理之外，是一種隨機性大事，存在極大的偶然性和不確定性；它是一種危害性更大、更危急的工況；下面就船用柴油機常常遭受的因外界因素引發(fā)的多種突發(fā)工況，分析其成因、環(huán)境條件、危害及預(yù)防；2 船用柴油主機運行環(huán)境的特殊性、復(fù)雜性與超負荷的關(guān)系由于船用柴油機運行時受環(huán)境、空間、條件等諸多影響，它在運行過程中必定受到這些因素制約，主機負荷亦必定隨其變化而變化；以下重點列舉幾點闡述，以說明其對柴油機運行的影響程度；2.1 惡劣海況它是指因暴風(fēng)雨、雪、海嘯、臺風(fēng)帶等緣由引發(fā)的海疆災(zāi)難性水文

3、、 氣象現(xiàn)象； 海況變化隨時受空間、 時間、 氣象、航線、地理地貌條件等因素而變化， 情形極其復(fù)雜； 常言說： “海上無風(fēng)三尺浪” ，就是對海洋險惡氣象的形象描述；而波浪就是柴油機產(chǎn)生隱性超負荷主因之一；從圖 1 分析可知，如柴油機以標(biāo)定負荷速度特性，與具有推動特性曲線的螺旋槳協(xié)作工作，工作點為a，此時柴油機發(fā)出標(biāo)定功率pe，帶動螺旋槳以標(biāo)定轉(zhuǎn)速ne 轉(zhuǎn)動；假如船舶阻力增加，螺旋槳的推動特性曲線將會變陡，例如變?yōu)樘匦郧€，這樣工作點從a 點變?yōu)?b 點，此時，盡管柴油機的功率和轉(zhuǎn)速均低于標(biāo)定值，但已經(jīng)在超扭矩范疇工作，這對柴油機的工作是非常不利的；反之，當(dāng)船舶阻力減小時，螺旋槳的推動特性曲線將

4、會變平整，例如變?yōu)樘匦郧?線，這樣工作點從a 點變?yōu)?d 點，此時，盡管柴油機未超扭矩工作，但柴油機的轉(zhuǎn)速和功率均超過標(biāo)定值ne 和 pe，柴油機也處于超負荷狀態(tài)，這對柴油機的工作也是非常不利的；而船舶航行阻力會受以下不行控因素的影響：暴風(fēng)雨 雪海況因素，海水流向因素，航道地貌因素，船體水下部分 污底因素，擱淺、觸礁因素，螺旋槳鉤掛異物，螺旋槳撞擊 漂浮物等；而可控因素有：航行中急轉(zhuǎn)彎，啟航，狹水道， 系泊，加速，倒航，換向，裝載等；這些因素單獨或綜合作 用都會造成柴油機實際推動曲線（或轉(zhuǎn)矩特性曲線）偏離原 設(shè)計推動特性曲線（或轉(zhuǎn)矩限制特性曲線），實際推動向左邊或右邊的移動都會導(dǎo)致柴油機的功率

5、、轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速超負荷，這種工況在惡劣天氣海況中航行會反復(fù)交替顯現(xiàn)；當(dāng)船舶處于波峰時， 螺旋槳暴露于水面， 產(chǎn)生零負荷空轉(zhuǎn) ,機組轉(zhuǎn)速驟增 ,主機發(fā)生超速 飛車 ；船舶處于波谷時 ,船體浸水體積驟增,摩擦阻力突然加大 ,主機曲軸 含軸系 超負荷 ,螺旋槳推力和轉(zhuǎn)矩同時增加；這種惡劣海況引發(fā)船體的縱向和橫向搖擺都會產(chǎn)生以上兩種超負荷實際相伴超熱負荷 ，而這兩種超負荷對船用柴油機來說是最危急的；其他各種因素也以類似危害對主機產(chǎn)生作用 ,只不過嚴峻程度不同而已；2.2 船舶擱淺或坐觸礁船舶眾多海損事故中 ,擱淺或坐礁 含觸礁 都是嚴峻海損事故；在這種事故發(fā)生時 ,船的進程在瞬時從正常進程突然下降到零進程

6、或接近零進程,但主機仍連續(xù)以原工況帶動螺旋,這時螺旋槳的推力槳工作；從“螺旋槳作用特性曲線”可知螺旋槳工作原理 :“當(dāng)進程逐和轉(zhuǎn)矩將從最小值升至最大值；漸加大時 ,螺旋槳推力不斷削減 ,當(dāng)進程增至某一數(shù)值時（一般稍大于 h 值）,螺旋槳推力為零， 通常稱為零推力” ；相反， 當(dāng)進程從最大值變?yōu)榱銜r ,螺旋槳攻角達最大值 ,這時螺旋槳、軸系、主機都會因螺旋槳發(fā)出超過設(shè)計推動功率和轉(zhuǎn)矩而造成軸系、曲軸、連桿等的嚴峻超負荷；船舶發(fā)生以上事故后為了自救脫險 ,往往也以這種在船舶零進程工況下大負荷倒航，人為造成主機超負荷；2.3 螺旋槳或艉軸纏繞異物顯現(xiàn)這種故障時 ,螺旋槳負荷突增 ,主機排煙冒黑煙 ,

7、轉(zhuǎn)速下降 ,主機長時間這樣運行會導(dǎo)致冷卻水、潤滑油溫度上升 , 燃燒惡化 ,軸系和曲軸超負荷；2.4 螺旋槳撞擊漂浮物在發(fā)生這種情形時 ,螺旋槳葉可能顯現(xiàn)變形 ,螺旋槳推動特性變壞 ,特殊是螺距變大 ,動平穩(wěn)失衡 ,振動加大 ,使各種軸承負荷大增而受損；2.5 船體污底摩擦阻力增大船舶隨營運時間的推移 ,船體外表海洋生物藻類、貝類等附著增多 ,銹蝕加重；船體摩擦阻力逐日增大,據(jù)相關(guān)資料稱船體摩擦力以每年2%的速度增加 ,這必定增加主機額外負荷,“螺旋槳推動特性曲線”隨之左移,主機轉(zhuǎn)速下降；這,主機實際上處于超功率運轉(zhuǎn)；時如保持原先設(shè)定轉(zhuǎn)速不變這,危害很大；種情形易造成錯覺導(dǎo)致主機長時間超功率運

8、轉(zhuǎn)2.6 船舶轉(zhuǎn)彎眾所周知 ,每艘船都有自己特有的回轉(zhuǎn)半徑；這個特性的存在 ,對單機裝置的船影響不大,但對雙機或多機的船來說 其影響不行小視；船舶越大、越長,回轉(zhuǎn)半徑越大 一般為船長的 3 倍左右 ,回轉(zhuǎn)時間越長 ,對主機的影響越明顯；由于內(nèi)外機組在船回轉(zhuǎn)時所處半徑不同,其所經(jīng)受的距離、 航跡不同 , 回轉(zhuǎn)圈內(nèi)側(cè)和外側(cè)機組螺旋槳所經(jīng)受進程不一樣,相應(yīng)的其 內(nèi)外機組負荷 轉(zhuǎn)速 也不一樣；可從主機的排煙變化，直觀地識別出來；這時如不事先對機組進行負荷轉(zhuǎn)速 調(diào)整 ,內(nèi)側(cè)機組就會進入嚴峻的超負荷狀態(tài)；2.7 狹水道 淺水航行對于船舶從海洋進入河流或水道 ,或從深水區(qū)域進入淺水區(qū)域 ,都會發(fā)生所謂的“船

9、吸” 岸吸或底吸 現(xiàn)象 ,這種現(xiàn)象的最直接后果是航行阻力的增加,航速下降； 如盲目地保持航速不變 ,就機組會處于超功率負荷狀態(tài)下運行；3超負荷危害及預(yù)防超負荷是在主機運行中發(fā)生的,緣由只能從運行中查找、分析；但綜觀其緣由不外乎主觀因素和外界客觀因素；外界不利因素作用可以通過主觀行為動作來化解,應(yīng)特殊強調(diào)加深對客觀世界熟悉 ,如每次航線的預(yù)案制訂 ,氣象預(yù)報分析 ,對應(yīng)對措施等 ,實行相應(yīng)運行技巧主機的技術(shù)狀態(tài)好壞的明白、以應(yīng)對客觀運行條件；超負荷是在船機槳三者失衡狀態(tài)下顯現(xiàn)的；三者的 相對均衡就是確保超負荷不顯現(xiàn)的保證；而三者均衡的建立 又是隨機的 特殊是與海況 相關(guān)的 ,互為依存為前提的；預(yù)

10、防主機超負荷的發(fā)生 ,人員的綜合學(xué)問的具備就顯得很重要；特殊是機駕合一模式化的現(xiàn)代船舶中,無論是輪機仍是駕駛 專業(yè)人員都應(yīng)具備相關(guān)交叉的基本學(xué)問；在現(xiàn)代船舶運行中 ,不諳“推動特性曲線” 的駕駛?cè)藛T如何科學(xué)操縱船舶運行是不行想象的；而不知船舶性能的輪機治理人員如何調(diào)整主機以適應(yīng)不同航行條件亦是不行能的；故如何提高船員綜合素養(yǎng)應(yīng)是預(yù)防工作的前提,各種條例、 規(guī)程、制度是其次位的， 沒有高素養(yǎng)的治理人員 ,再好的機電設(shè)備也保護不好；對于船用柴油機超負荷的預(yù)防,有的時候比較難掌握，主要的影響因素如下：（1） ） 由于海況變化在微觀范疇是不行猜測的,最樂觀也只是對其宏觀變化作出猜測,對現(xiàn)場技術(shù)操作意義

11、不大； 因此 , 對主機的超負荷變化也就不行猜測，猜測不能先行 ,預(yù)防就談不上了；（2） ） 駕駛臺和機艙兩個部門的和諧與合作；在船舶實際營運中，由于各自對相同的一件事物考慮方面各有不同，,輪機部門考量的是機電駕駛部門考慮的是全船的航行安全設(shè)備的運行安全 ,但在惡劣海況中可能引發(fā)各種超負荷情形下,輪機部門聽從駕駛部門是必要的,不行推辭；故超負荷有時在所難免 ,輪機部門只能要求盡量削減主機受損害的程度， 此時,過分強調(diào)“條例”或“規(guī)程”是不恰當(dāng)?shù)?；?） ） 在特殊或危急情形下 ,如坐礁、擱淺 ,為了保證船舶、人員和貨物的安全 ,犧牲一些機電設(shè)備的安全，也是必定的,這也是一種預(yù)防；（4） ） 突

12、發(fā)情形下 ,如霧中航行、狹水道航行和復(fù)雜水道航行等可能發(fā)生的碰撞，當(dāng)主機需要全負荷倒車或舵角轉(zhuǎn)彎、避險等都必定會引起主機超負荷；（5） ） 船用主柴油機在以下幾種航行狀態(tài)下不應(yīng)作過度預(yù)防: 航行途中遭受不行規(guī)避的惡劣海況暴風(fēng)雨雪天氣、海嘯等 時； 在繁忙航道中天氣突變時； 在順風(fēng)、順?biāo)至魉俅蟮莫M窄水道航行時； 存在碰撞危急需實行緊急避碰措施時；在以上這些情形下 ,雖然主機有超負荷危急 ,但為了保證船舶安全也在所不惜了；其最低限度答應(yīng)工況是必需保持船舶航行有足夠操舵效能；一旦由于主機推動功能失效而導(dǎo)致船舶丟失必要的操舵效能,船舶可能導(dǎo)致傾覆的危急； 特殊在災(zāi)難性海況時或碰撞危急時會造成比主機超負荷更加嚴