龐正君

摘 要：在國(guó)內(nèi)航行的各類海船上，主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)的安裝和使用隨處可見。然而這些船舶主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)的安裝使用并不一定都合乎船舶檢驗(yàn)法規(guī)、規(guī)范的要求，由此不僅造成了船舶與船檢證書登記證不一致的后果，同時(shí)也給船舶安全航行帶來(lái)了隱患。目前，船舶因私自加裝使用主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)而被海事部門滯留的情況時(shí)有發(fā)生，故而如何將船舶主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)的安裝和使用引向規(guī)范化，滿足船檢法規(guī)的要求成為一個(gè)新的課題?，F(xiàn)主要通過(guò)對(duì)“鑫田8”輪加裝主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)檢驗(yàn)發(fā)證過(guò)程的分析，探討如何規(guī)范5 000噸級(jí)貨船加裝和使用主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)。

關(guān)鍵詞：船舶;5 000噸級(jí);主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī);“鑫田8”

0? ? 引言

船舶主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)由于其經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)越性，越來(lái)越得到船方的青睞，尤其是在航運(yùn)市場(chǎng)不景氣的現(xiàn)在，越來(lái)越多的船舶加裝了主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)，以謀求經(jīng)濟(jì)利益。在國(guó)內(nèi)航行的5 000噸級(jí)船舶上，主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)的安裝和使用尤其普遍。然而這些主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)的安裝和使用情況各異，大部分并不滿足船檢相關(guān)法規(guī)和規(guī)范的要求，由此給船舶航行帶來(lái)了安全隱患，同時(shí)這些軸帶發(fā)電機(jī)也極易發(fā)生故障。近年來(lái)，不規(guī)范安裝和使用軸帶發(fā)電機(jī)而導(dǎo)致的事故逐年增長(zhǎng)，越來(lái)越多的船舶也因私自加裝軸帶發(fā)電機(jī)而被海事部門滯留。

筆者在以往的船舶檢驗(yàn)工作實(shí)踐中，每當(dāng)發(fā)現(xiàn)船舶私自加裝軸帶發(fā)電機(jī)時(shí)，均要求船方將私自加裝的軸帶發(fā)電機(jī)拆除，之后方可簽發(fā)船舶檢驗(yàn)證書。然而，不少船東在領(lǐng)取船舶檢驗(yàn)證書之后，又選擇恢復(fù)軸帶發(fā)電機(jī)的安裝和使用。船檢部門每年只對(duì)船舶進(jìn)行一次檢驗(yàn)，對(duì)于這種拆除軸帶發(fā)電機(jī)后又恢復(fù)安裝的船舶難以監(jiān)管、缺乏約束。船東將軸帶發(fā)電機(jī)拆了又恢復(fù)安裝，不僅耗費(fèi)時(shí)間和人力、物力，同時(shí)也給船舶帶來(lái)許多不可控的安全隱患。因此，面對(duì)著船方使用軸帶發(fā)電機(jī)的迫切需求，如何將軸帶發(fā)電機(jī)的安裝和使用引向規(guī)范化，使其符合船檢相關(guān)法規(guī)和規(guī)范要求，成為船檢部門亟需解決的一個(gè)難題。

1? ? 軸帶發(fā)電機(jī)的原理

軸帶發(fā)電機(jī)不是新事物，最初是由汽車發(fā)電機(jī)移植而來(lái)，在20世紀(jì)50年代便開始裝船使用，70年代中東石油危機(jī)后得到了迅猛發(fā)展。其主要原理是在船舶航線較長(zhǎng)、船舶速度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，通過(guò)在主機(jī)前端或者后端加裝一臺(tái)發(fā)電機(jī)，充分利用主機(jī)10%～15%的功率儲(chǔ)備余量來(lái)發(fā)電，供船舶航行期間使用。

2? ? 軸帶發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

船舶主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)有著許多優(yōu)點(diǎn)，首先是發(fā)電成本低，相比較柴油發(fā)電機(jī)組燃燒輕油發(fā)電，軸帶發(fā)電機(jī)可以使用重油，發(fā)電成本得以降低;其次是使用軸帶發(fā)電時(shí)一般不同時(shí)使用柴油發(fā)電機(jī)，以降低機(jī)艙噪聲，減少熱源，改善機(jī)艙工作環(huán)境;最后是航行時(shí)使用軸帶發(fā)電機(jī)，使得進(jìn)出港或者應(yīng)急狀態(tài)時(shí)才需要使用柴油發(fā)電機(jī)，可以減少輕油和滑油的消耗，降低維修保養(yǎng)費(fèi)用。

3? ? 目前軸帶發(fā)電機(jī)的安裝和使用情況

目前航行于國(guó)內(nèi)的5 000噸級(jí)海船大多屬于定距槳船舶，所加裝的主機(jī)軸帶發(fā)電機(jī)一般都是設(shè)置在主機(jī)前端自由端，通過(guò)增速齒輪箱和短軸與主機(jī)前端連接，通過(guò)主機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電供船舶使用。

然而船舶主機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向并非一直不變，如何發(fā)出頻率和電壓相對(duì)穩(wěn)定的交流電，是軸帶發(fā)電機(jī)所必須解決的問題。在電壓控制方面，大多數(shù)的船舶采取以下兩種方式：一種是使用普通發(fā)電機(jī)，利用軸帶發(fā)電機(jī)中的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（以下簡(jiǎn)稱AVR）來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓大小，實(shí)現(xiàn)控制電壓的穩(wěn)定。這種方式的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，一般是軸帶發(fā)電機(jī)發(fā)出電之后，直接輸送主匯流排，供電網(wǎng)使用。這種軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的使用有著比較大的局限性，首先軸帶發(fā)電機(jī)自帶的AVR對(duì)電壓調(diào)整的范圍有限，使用軸帶發(fā)電機(jī)的條件就顯得很苛刻;其次是較小的AVR調(diào)節(jié)范圍，也必定造成電網(wǎng)中感性負(fù)載的使用限制，當(dāng)感性負(fù)載消耗的無(wú)功功率超出了AVR的控制范圍，就會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓急速下降，造成電網(wǎng)跳電。另一種電壓控制的方式是使用專用軸帶發(fā)電機(jī)，其能在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持在一定范圍內(nèi)時(shí)輸出電壓穩(wěn)定的交流電，例如富康科技的HW4Z系列船用軸帶發(fā)電機(jī)，能在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1 350～1 800 r/min范圍，實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定的交流電輸出。假設(shè)使用的增速齒輪箱增速比為4.1：1，則可計(jì)算得主機(jī)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍為329.3～439 r/min，使用專用的軸帶發(fā)電機(jī)可以發(fā)出電壓穩(wěn)定的交流電。還有一種電壓控制方式，是專用的軸帶發(fā)電機(jī)配合電腦穩(wěn)壓箱使用。電腦穩(wěn)壓箱就相當(dāng)于一個(gè)外置的AVR，通過(guò)這種方式可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)在1 000～2 200 r/min轉(zhuǎn)速范圍發(fā)出穩(wěn)定的交流電。但是這種方式的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)容量較小，對(duì)于一艘5 000噸級(jí)船舶，航行時(shí)使用50 kW以下，50 kW的容量，是明顯不足的。

相對(duì)于軸帶發(fā)電機(jī)的電壓控制來(lái)說(shuō)，大多數(shù)國(guó)內(nèi)航行海船安裝的軸帶發(fā)電機(jī)在解決頻率穩(wěn)定性問題方面顯得辦法不多，缺乏對(duì)頻率的有效控制。以某一船舶為例，主機(jī)功率1 765 kW，額定轉(zhuǎn)速525 r/min，齒輪箱的增速比為4.1：1，根據(jù)《國(guó)內(nèi)航行海船建造規(guī)范》（2018）及其修改通報(bào)，一般交流設(shè)備能承受±5%的穩(wěn)態(tài)頻率波動(dòng)，也就是在47.5～52.5 Hz的頻率范圍內(nèi)交流設(shè)備才能正常使用。根據(jù)公式f=N×I×P/60（其中N為主機(jī)轉(zhuǎn)速，I為齒輪箱增速比，P為極對(duì)數(shù)）計(jì)算，只有主機(jī)轉(zhuǎn)速在347.5～384.1 r/min時(shí)才能滿足頻率的要求。這種要求相當(dāng)苛刻，軸帶發(fā)電機(jī)只有在主機(jī)維護(hù)完成的初期以及航速相當(dāng)穩(wěn)定的情況下才能使用，極大地限制了軸帶發(fā)電機(jī)的使用時(shí)間，而且在使用的時(shí)候，對(duì)電動(dòng)機(jī)這一類用電設(shè)備的使用限制比較多，長(zhǎng)期使用不滿足頻率要求的交流電，用電的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不夠，會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成不可逆的損壞。

從上面的情況來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)航行的大多數(shù)海船的軸帶發(fā)電機(jī)，均不能滿足法規(guī)和規(guī)范的要求。首先從程序上來(lái)看，這些設(shè)備都屬于私自加裝的設(shè)備，并未向船檢部門申請(qǐng)。其次從性能來(lái)看，這樣的軸帶發(fā)電機(jī)也不符合法規(guī)和規(guī)范的要求。從頻率上來(lái)看，一方面，目前加裝的大多數(shù)軸帶發(fā)電機(jī)難以控制頻率的波動(dòng)，穩(wěn)態(tài)頻率波動(dòng)難以控制在±5%的范圍，瞬態(tài)頻率波動(dòng)難以控制在±10%的范圍。另一方面，絕大部分的5 000噸級(jí)國(guó)內(nèi)航行海船主發(fā)電機(jī)均不能自動(dòng)啟動(dòng)，《國(guó)內(nèi)航行海船建造規(guī)范》（2018）及其修改通報(bào)中規(guī)定，主推進(jìn)裝置驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，不作為主電源組成部分的，當(dāng)穩(wěn)態(tài)頻率波動(dòng)超過(guò)±5.5%、瞬態(tài)頻率波動(dòng)超過(guò)±11%的時(shí)候，應(yīng)配備一臺(tái)能自動(dòng)啟動(dòng)的發(fā)電機(jī)。顯然私自加裝的軸帶發(fā)電機(jī)并不能夠滿足規(guī)范的要求。最后從使用的設(shè)備來(lái)看，私自加裝的設(shè)備大多未持有船用產(chǎn)品證書，保證不了這些設(shè)備在復(fù)雜海況下的正常使用，也會(huì)給船舶電網(wǎng)帶來(lái)不可估量的安全隱患。筆者曾不止一次發(fā)現(xiàn)有船舶使用的發(fā)電機(jī)并不是經(jīng)過(guò)船檢產(chǎn)品檢驗(yàn)的軸帶發(fā)電機(jī)，只是普通的船用發(fā)電機(jī)，有些甚至連船用發(fā)電機(jī)都不是，只是一般的陸用發(fā)電機(jī)，有些船舶甚至有舊設(shè)備裝船使用的情況。