基于散货船的阀门遥控系统研究

李中

摘要：伴随着国内对于海外矿石以及其他物料的需求，海上货运的大宗型运输也需求越来越大。阀门遥控系统不仅是散货船的安全行驶和作业的必要组成部分，也是减少使用成本运输成本的关键点。本文是从散货船的货运市场出发，介绍散货船的船型、阀门遥控系统分类，继而从中选出适应某种船型的阀门遥控系统，并且研究相对应阀门遥控系统的安全操作以及维护、改进措施。

关键词：散货船；阀门遥控系统；载重量

前言

据市场分析调查，全球散装货船海运市场走势强劲，运输市场态势良，反映散装货船海运市场走势变化的波罗的海散装货运费指数持续上涨。影响散装货市场运费上涨的主要原因不外乎是中国钢铁原材料市场价格上涨，中国国内对铁矿砂需求量高涨，中国对煤炭需求量增加，还有铁矿砂供应商集中出货等等，现在散装货船公司日子越来越好过。

1散货船的分类以及阀门遥控系统

1散货船的分类

所谓散装货船通常指的是载运颗粒状，粉末状或者块状等非包装大宗货物的运输船舶。目前全世界的散装货船按照总吨位计算，仅次于油轮。散杂货船通常必须抵靠在码头壁或者浮动泊位才能装卸，受到港口航道水深，码头基础设施规格的限制，其载重量很少超过20万吨。一般习惯上仅把装载粮食、煤等货物的船舶，称为散装货船，而装载矿砂等货物的船舶，常常称为矿砂船，当然仍然属于散装货船范围。常见的用于粮食、煤、矿砂等大宗散货的散装货船通常分为如下几个级别：载重量为10万吨级以上的好望角型船、载重量6-10万吨的巴拿马型、3.5-6万吨的轻便型以及载重量2-3.5万吨小型散货船[1]。

2阀门遥控系统

阀门遥控系统在船舶上是一个非常重要的系统，它一般用在货船的压载系统和货、燃油输送系统。该系统能在控制室遥控阀的开和关，使船员能方便地进行压载水和燃油的调驳，获得想要的船舶吃水状态，来满足船舶的各种工况要求。该系统用在油船货油系统上，更是该船的经济命脉线，货油的装和卸全靠阀门遥控系统安全可靠的工作[2]。到目前为止，阀门遥控系统基本上有以下几种型式，按照执行器驱动阀的方式，一般可分为三大类型：气动式、液动式、电-液式。按照阀的安装场所，可分为干式安装和湿式安装。按照阀的遥控控制方式，可分为模拟板开/关控制和计算机开/关控制。遥控阀的开/关位置指示反馈一般为触点信号输出到控制板指示灯指示该阀的工作状态。如为干式安装，微动开关直接装在阀上或压力开关装在电磁阀箱内控制液压管上，通过24v或220v电源连接到模拟板或计算机上指示该阀的工作状态。如为湿式安装，流量计或压力开关必须安装在电磁阀箱内控制液压管上，根据开/关阀的需要液压油流量大小和压力大小输出触点信号。还有一种为遥控阀开度指示，它要求输出的信号为4-20mA，在控制台上连续指示阀的开/关百分比。

2.1气动式阀门遥控系统

该系统设备的配置比较简单，因此最具有经济性，它的工作原理是压缩空气通过电磁阀的换向驱动气缸内的活塞达到开关阀的目的。它的主要配置为控制系统、二位五通电磁阀、气动作用头和阀，该系统利用船上已有的7-10bar控制空气作为动力源，只有一路控制空气接到电磁阀。

2.2液动式阀门遥控系统

该系统的主要配置为控制系统、液压泵站、电磁阀箱、液压驱动器和阀[3]。液压泵站可分为定量液压泵和变量液压泵，电磁阀箱根据布置场所可分为普通型和本安型，电磁阀箱数量可为一个或几个。液动式阀门遥控的工作原理也是通过公共液压泵站液压泵工作，油泵输出100～150bar液压油工作压力到电磁阀箱中各个电磁阀，通过电磁阀的换向和液压油控制管到液压驱动器控制阀门开关。每套液压泵组配备二台液压泵，每台液压泵根据液压工作压力设定自动起停和互为备用。液压泵站可选用定量液压泵和变量液压泵，他们不同之处在于定量液压泵要配备蓄压器，保证液压油的工作压力在范围内。变量液压泵不需要配备蓄压器也能保证液压油工作压力。

2.3电-液式阀门遥控系统

电-液式阀门遥控系统和液动式阀门遥控系统相比较，有所不同。它主要由每个阀单独的控制模块、油泵、液压油缸和阀组成。工作原理和液动式相似，单独的油泵正转或反转提供压力到液压驱动器控制阀门的开关。该系统最大的优点在于每个遥控阀单独控制，与气动式和液压式比较，电缆取代了管系，维护方便、简单；由于每个阀都有一个单独的动力头，在维护时不会影响其他阀的工作，所以此系统工作更可靠；由于是电脑模块控制，它可以做到阀的比列开度，更具有先进性，但由于此系统是由电脑、模块、动力液压头组成，所以它的投入也大，并且阀的安装位置一定是干式的，在有些区域要配气动式或液动式[4]。

3关于阀门遥控系统的安装、维护以及改进

1.阀门遥控系统的安装

1.1整合安装

在安装阀门控制系统的时候，现在的基本需求是阀门、液位测量、相对应的电脑控制系统一起打包安装，这样可以有效地协调不同系统之间的工作。安装的部分包括阀门控制的硬件部分以及软件部分，还有应急操作部分。而相对于不同的散货船船型，船的规格越高，遥控阀门的需求量就越大，甚至消防水系统，海水冷却系统等系统也可以局部采用遥控阀门，以方便操作，就是要和其他系统协调和相连。

1.2个性化安装

阀门控制系统的安装时意向相互协调相互关联又必须考虑船员工作习惯。按照船长或者操作员的需求和使用习惯，要达到在货控台上电脑和控制面板都可以单独操作系统，另外应急操作应该安装地点也应该明确，这要看货船人员的工作人数以及工作安排来确定。

2阀门遥控系统的维护

2.1硬件方面维护

包括但不限于阀门遥控系统的动力单元、控制单元、执行单元、应急操作单元的硬件维护，维护的内容一般是考虑电子元件的老化以及更换、传动系统的润滑、连接硬件和软件系统的电线、电缆、管道等。对这些的维护要制定一个定期检查，按时维护，以便达到散货船的作业要求和安全要求。

软件方面的维护

2.2阀门遥控系统的软件维护

是要对系统中的软件进行维护，而这维护要基于硬件维护的基础上。平时的维护是要测试软件控制方面的有效性、延时性。要确定阀门控制系统的整个系统可以达到安全操作以及正常作业的要求。

3阀门遥控系统的改进

关于阀门遥控系统的改进，主要从传动方式、整合性能、报警装置这几个方面。

3.1传动系统的改进

一个阀门遥控系统的传动方式，不应该是固定的气压式、液压式、电-液，而是看实际情况，需要用气压才能达到最佳反应的部件就使用气压，需要使用液压才能达到最佳效果的部分，就应该使用液压式。同理，对于电动方式也如此。一个优秀的传动系统应该是灵活的，在设计最佳的传动系统角度上，要从角度、有效性、及时反应等角度去考虑，也应该多询问使用或者操作这些船员的意见。

3.2整合性能

阀门的遥控系统，应该进行整合其他的系统，能够达成一个可以控制其他系统的工作平台，即操作便捷化。很多其他系统也有传动装置，这些装置的传动也应该参照传动方式的灵活性进行调整和优化。同时，联合其他系统，可以对复杂的海上作业以及装船卸船内容，可以有全局把控的思路。

3.3报警装置

该装置不是预报火警或者其他情况，而是根据散货船的运行情况，实时监测传动系统和软件系统的性能，当传动系统不工作或者软件系统不工作，应该及时报警，使控制台和相应的人员能够及时知道，如何快速调整或者维修。散货船的还是运行是枯燥的而且有时候海上天气情况恶劣，报警系统不仅能够及时预测，还要提前预报。

结语

鉴于复杂的海上作业以及对散货船越来越大的货运市场，一个性能安全、稳定、高效、及时的阀门遥控系统是必须的。优秀的阀门遥控系统越来越重要，不仅是散货船企业的运行成本，还有船员或者散货船本身的安全。本文所提供的观点，希望能对从事散货船的相关行业的人员有警醒或者研究作用。

参考文献：

[1]郑志敏，施健，张嘉慧.阀门遥控系统的探讨[J].船舶.2011（05)

[2]虞在荣.试论船舶运输成本分析与控制[J].中国高新技术企业.2016（35)

[3]王柏秋，肖航.主机遥控模拟试验装置在故障诊断中的应用[J].造船技术.2011（05)

[4]宫林国，朱昊，翟春荣.船舶自动舵控制系统设计与比较[J].船舶.2014（0