2×100m?/h砼搅拌船燃油计量与分析系统的应用

　　一、船舶简介

　　船舶主尺度：船 长L 72.00m,型宽B 21.70m,型 深     D 4.80m,设计吃水 ds 3.50m。

　　二、项目概述

　　2×100m3/h搅拌船是典型的工程作业船，船上布置有6台重庆康明斯柴油机，分别为250kW发电机组3台，90kW停泊发电机组1台，186kW砼泵机载柴油机2台。日常作业状态下，燃油消耗量很大。为了响应国家及公司节能减排、加强船舶油耗管理的号召，在本船建造阶段设计安装油耗计量与分析系统，达到节能减排效果。

　　三、主要实施过程

　　如何根据本搅拌船的实际情况设计安装好该燃油计量与分析系统？我们通过认真了解流量计和船舶油耗监测仪的工作原理以及安装使用条件，结合本艘2×100m?/h搅拌船的实际情况，讨论决定采用如下方案：

　　1、设备选择：质量流量计2只（型号：MFM1081K-12S/DN15/PN40/24VDC）

　　FC6000型流量综合计时仪1只；

　　0.3m3的辅助油箱2只(自制)；

　　12V充放电电瓶2只；

　　开关稳压电源2只；

　　柴油机与流量综合计时仪之间：1×2×0.75mm2信号电缆；

　　流量计与流量综合计时仪之间：2×2×0.75mm2信号电缆；

　　电瓶与流量综合计时仪之间：普通电缆50m。

　　2、具体施工方案：

　　⑴、质量流量计的安装：

　　由于本艘2×100m?/h搅拌船工作状态共有六只柴油机使用燃油，分别是机舱三台250KW和一台90KW的发电机组，搅拌楼两台186KW的机载混凝土拖泵。正常工作时，六只柴油机均有回油产生，流回日用油柜。如果直接在日用油柜和柴油机之间安装流量计，柴油机所产生的流回日用油柜的回油就会被当作柴油机工作所用掉的油计量出来，如何解决柴油机的回油计量问题，成为该系统的难点。通过监造组成员的讨论及实际论证，我们决定在此燃油计量分析系统中，制作安装2只0.3m3的辅助油箱（机舱燃油日用柜旁一只、搅拌楼燃油日用柜下方一只），辅助油箱的顶部与燃油日用柜的底部平齐，以达到两者之间燃油自流的目的。各柴油机的燃油回油直接通过回油管路回到辅助油箱的高处注入口。辅助油箱上端面制作一根直径60mm 的透气管，该透气管兼做柴油机回油注入管（各只柴油机的回油管路末端直接与此管相连，并且连接点高于燃油日用柜上端面，防止燃油日用柜油位高于回油注入点时，产生回油无法注入情况。），辅助油箱的透气口与主日用油柜的透气口等高，以实现辅助油箱内无气泡产生（如果燃油中夹杂着气泡，会影响各柴油机的工作状态，使柴油机工况不稳定；同时也会降低质量流量计的计量精度）。

　　在主日用油柜与辅助油箱之间，安装科氏力质量流量计，用于燃油计量。由于柴油机回油压力大于日用油柜内燃油对辅助油箱的压力，这样柴油机所产生的回油都流回了质量流量计上方的辅助油箱，即流量计所多计量的回油，在下一秒的辅助油箱中得到了补充，而不需要从日用油柜补充燃油，我们可以把辅助油箱看作质量流量计的一部分，把日用油柜看作供油部分。

　　我们还在流量计前后端安装管径与吸入口相等的截止阀，在流量计边上安装一路旁通管路，便于以后流量计的拆卸维修。当柴油机运转时，康明斯柴油机本身自带一只燃油吸入泵，它将燃油从辅助油箱中经过质量流量计吸入到柴油机的燃油管路中，辅助油箱燃油的减少量由主日用油柜中的燃油补充，辅助油箱一直是满油状态。这样质量流量计所计量的数值即为该系统内柴油机所消耗的燃油。

　　为了便于分类，我们把机舱和搅拌楼所使用的燃油计量系统分别标为1#和2#计量系统。

　　完整的机舱1#燃油计量系统流程图见图1。

　　图1：1#计量系统流程示意图

　　完整的搅拌楼2#燃油计量系统流程图见图2。

　　图2：2#计量系统流程示意图

　　⑵、FC6000型流量综合计时仪的安装：

　　因为该计量分析系统不配220V电源信号适配器，全部采用无源触点信号（机组运行时无源触点闭合），分压电阻和抗干扰电容全部集成到流量综合计时仪内部，所以我们用6只柴油机的无源触点传感器监测柴油机的运行状态，用1×2×0.75mm2信号电缆连接传感器和油耗监测仪。当某机运转时，相应的传感器状态输出信号为ON（无源触点闭合），流量综合计时仪接收到此信号后，即启动时间记录器，将何时启动、何时停止运行等信息均记录下来，并保存半年的记录。也可在流量综合计时仪上通过面板操作的方法查询。

　　在流量综合计时仪上可以读取瞬时的燃油消耗量，在某一时间内的累计燃油消耗量。连同上面统计的运行时间，就可以得出在任何一秒时间内的燃油消耗情况。

　　我们在流量综合计时仪与质量流量计之间用屏蔽信号电缆连接，同时为防止外部电磁对信号产生干扰，在靠近计数器（综合计时仪）前加过滤电容，最终达到流量计测量的数据安全、稳定地传输给流量综合计时仪统计处理。

　　流量计和流量综合计时仪配备专用电瓶供直流24V电源。由于流量计和流量综合计时仪的用电电压不稳定，可能会损坏质量流量计，我们又购置了型号为：CL-25B-Y 输入：19-36V，输出24V/1A型开关稳压电源。

　　其系统图见图3。

　　图 3：流量综合监测仪系统图

　　⑶、设置及调试

　　流量计参数设置：

　　满量程：25kg/min(1500kg/h)；

　　频率：1000HZ ；

　　小流量切除值：0.4% ；

　　流量综合计时仪参数设置：

　　频率:1000HZ；

　　传感器流量系数：2400P/L（根据流量计满量程值计算得出）；

　　累积流量倍率：1 ；

　　其他参数按原出厂时参数使用。调节流量单位，使监测仪瞬时流量显示单位为L/h,流量计显示单位为kg/h。其中之间换算为1L/h=0.8322kg/h。

　　⑷、数据的读取及处理

　　流量综合计时仪内可保存180天的流量数据，保存时间间隔0.5小时。

　　流量综合计时仪上中所保存的半年数据可通过USB口拷贝到U盘，送笔记本电脑或台式PC机，通过专门的分析软件统计、处理并编写报告，得出在规定日期内各台柴油机的运行时间和耗油情况。这些都大大方便岸基人员对本船的燃油管理。

　　四、系统安装前后的效果对比

　　1、油耗的确定

　　安装前通过月初、月末测量油舱和日用油柜油位的高度，计算本月用油体积，单位换算后得耗油重量。安装后直接用U盘拷贝综合计时仪内数据到PC机，通过分析软件读取。优点: 既精确又方便、快捷。节省轮机人员统计燃油消耗的时间，规范了船舶油料的管理。

　　2、运行时间确定

　　安装前通过查看轮机日志里各只柴油机每天各时段的运行时间记录，累加后得到。安装后直接用U盘拷贝综合计时仪内数据到PC机，通过分析软件读取。优点：方便、快捷。节省轮机人员统计工作时间。有利于预算部门更加准确地进行成本预算分析。

　　3、节油情况

　　安装前无法得知柴油机在一定转速下的实际燃油消耗率。安装后单机运转时可直接在综合计量仪上读取某一时刻燃油消耗率，轮机人员可以参考判断高压油泵及喷油器状态及柴油机缸内燃烧情况。优点：通过与柴油机说明书中转速-燃油消耗率特性图比较，确定柴油机运行状态是否正常。柴油机运转的好坏与油耗的多少有直接因果关系。

　　五、总结

　　2×100m?/h混凝土搅拌船投入使用已两年，该船是我公司混凝土搅拌的主力船舶， 油耗计量与分析系统在本搅拌船的安装，有利于船员分析船舶在各个工作状态下的燃油消耗情况，使操作人员找到各台柴油机低油耗的最佳工作点；同时使岸基人员更加及时、便捷地对燃油消耗进行统计管理。该系统使本艘搅拌船在使用过程中，在节能、降本增效方面发挥巨大功效。