一、船舶簡介

　　船舶主尺度：船 長L 72.00m,型寬B 21.70m,型 深     D 4.80m,設計吃水 ds 3.50m。

　　二、項目概述

　　2×100m3/h攪拌船是典型的工程作業船，船上布置有6臺重慶康明斯柴油機，分別為250kW發電機組3臺，90kW停泊發電機組1臺，186kW砼泵機載柴油機2臺。日常作業狀態下，燃油消耗量很大。為了響應國家及公司節能減排、加強船舶油耗管理的號召，在本船建造階段設計安裝油耗計量與分析系統，達到節能減排效果。

　　三、主要實施過程

　　如何根據本攪拌船的實際情況設計安裝好該燃油計量與分析系統？我們通過認真了解流量計和船舶油耗監測儀的工作原理以及安裝使用條件，結合本艘2×100m?/h攪拌船的實際情況，討論決定采用如下方案：

　　1、設備選擇：質量流量計2只（型號：MFM1081K-12S/DN15/PN40/24VDC）

　　FC6000型流量綜合計時儀1只；

　　0.3m3的輔助油箱2只(自制)；

　　12V充放電電瓶2只；

　　開關穩壓電源2只；

　　柴油機與流量綜合計時儀之間：1×2×0.75mm2信號電纜；

　　流量計與流量綜合計時儀之間：2×2×0.75mm2信號電纜；

　　電瓶與流量綜合計時儀之間：普通電纜50m。

　　2、具體施工方案：

　　⑴、質量流量計的安裝：

　　由于本艘2×100m?/h攪拌船工作狀態共有六只柴油機使用燃油，分別是機艙三臺250KW和一臺90KW的發電機組，攪拌樓兩臺186KW的機載混凝土拖泵。正常工作時，六只柴油機均有回油產生，流回日用油柜。如果直接在日用油柜和柴油機之間安裝流量計，柴油機所產生的流回日用油柜的回油就會被當作柴油機工作所用掉的油計量出來，如何解決柴油機的回油計量問題，成為該系統的難點。通過監造組成員的討論及實際論證，我們決定在此燃油計量分析系統中，制作安裝2只0.3m3的輔助油箱（機艙燃油日用柜旁一只、攪拌樓燃油日用柜下方一只），輔助油箱的頂部與燃油日用柜的底部平齊，以達到兩者之間燃油自流的目的。各柴油機的燃油回油直接通過回油管路回到輔助油箱的高處注入口。輔助油箱上端面制作一根直徑60mm 的透氣管，該透氣管兼做柴油機回油注入管（各只柴油機的回油管路末端直接與此管相連，并且連接點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點時，產生回油無法注入情況。），輔助油箱的透氣口與主日用油柜的透氣口等高，以實現輔助油箱內無氣泡產生（如果燃油中夾雜著氣泡，會影響各柴油機的工作狀態，使柴油機工況不穩定；同時也會降低質量流量計的計量精度）。

　　在主日用油柜與輔助油箱之間，安裝科氏力質量流量計，用于燃油計量。由于柴油機回油壓力大于日用油柜內燃油對輔助油箱的壓力，這樣柴油機所產生的回油都流回了質量流量計上方的輔助油箱，即流量計所多計量的回油，在下一秒的輔助油箱中得到了補充，而不需要從日用油柜補充燃油，我們可以把輔助油箱看作質量流量計的一部分，把日用油柜看作供油部分。

　　我們還在流量計前后端安裝管徑與吸入口相等的截止閥，在流量計邊上安裝一路旁通管路，便于以后流量計的拆卸維修。當柴油機運轉時，康明斯柴油機本身自帶一只燃油吸入泵，它將燃油從輔助油箱中經過質量流量計吸入到柴油機的燃油管路中，輔助油箱燃油的減少量由主日用油柜中的燃油補充，輔助油箱一直是滿油狀態。這樣質量流量計所計量的數值即為該系統內柴油機所消耗的燃油。

　　為了便于分類，我們把機艙和攪拌樓所使用的燃油計量系統分別標為1#和2#計量系統。

　　完整的機艙1#燃油計量系統流程圖見圖1。

　　圖1：1#計量系統流程示意圖

　　完整的攪拌樓2#燃油計量系統流程圖見圖2。

　　圖2：2#計量系統流程示意圖

　　⑵、FC6000型流量綜合計時儀的安裝：

　　因為該計量分析系統不配220V電源信號適配器，全部采用無源觸點信號（機組運行時無源觸點閉合），分壓電阻和抗干擾電容全部集成到流量綜合計時儀內部，所以我們用6只柴油機的無源觸點傳感器監測柴油機的運行狀態，用1×2×0.75mm2信號電纜連接傳感器和油耗監測儀。當某機運轉時，相應的傳感器狀態輸出信號為ON（無源觸點閉合），流量綜合計時儀接收到此信號后，即啟動時間記錄器，將何時啟動、何時停止運行等信息均記錄下來，并保存半年的記錄。也可在流量綜合計時儀上通過面板操作的方法查詢。

　　在流量綜合計時儀上可以讀取瞬時的燃油消耗量，在某一時間內的累計燃油消耗量。連同上面統計的運行時間，就可以得出在任何一秒時間內的燃油消耗情況。

　　我們在流量綜合計時儀與質量流量計之間用屏蔽信號電纜連接，同時為防止外部電磁對信號產生干擾，在靠近計數器（綜合計時儀）前加過濾電容，最終達到流量計測量的數據安全、穩定地傳輸給流量綜合計時儀統計處理。

　　流量計和流量綜合計時儀配備專用電瓶供直流24V電源。由于流量計和流量綜合計時儀的用電電壓不穩定，可能會損壞質量流量計，我們又購置了型號為：CL-25B-Y 輸入：19-36V，輸出24V/1A型開關穩壓電源。

　　其系統圖見圖3。

　　圖 3：流量綜合監測儀系統圖

　　⑶、設置及調試

　　流量計參數設置：

　　滿量程：25kg/min(1500kg/h)；

　　頻率：1000HZ ；

　　小流量切除值：0.4% ；

　　流量綜合計時儀參數設置：

　　頻率:1000HZ；

　　傳感器流量系數：2400P/L（根據流量計滿量程值計算得出）；

　　累積流量倍率：1 ；

　　其他參數按原出廠時參數使用。調節流量單位，使監測儀瞬時流量顯示單位為L/h,流量計顯示單位為kg/h。其中之間換算為1L/h=0.8322kg/h。

　　⑷、數據的讀取及處理

　　流量綜合計時儀內可保存180天的流量數據，保存時間間隔0.5小時。

　　流量綜合計時儀上中所保存的半年數據可通過USB口拷貝到U盤，送筆記本電腦或臺式PC機，通過專門的分析軟件統計、處理并編寫報告，得出在規定日期內各臺柴油機的運行時間和耗油情況。這些都大大方便岸基人員對本船的燃油管理。

　　四、系統安裝前后的效果對比

　　1、油耗的確定

　　安裝前通過月初、月末測量油艙和日用油柜油位的高度，計算本月用油體積，單位換算后得耗油重量。安裝后直接用U盤拷貝綜合計時儀內數據到PC機，通過分析軟件讀取。優點: 既精確又方便、快捷。節省輪機人員統計燃油消耗的時間，規范了船舶油料的管理。

　　2、運行時間確定

　　安裝前通過查看輪機日志里各只柴油機每天各時段的運行時間記錄，累加后得到。安裝后直接用U盤拷貝綜合計時儀內數據到PC機，通過分析軟件讀取。優點：方便、快捷。節省輪機人員統計工作時間。有利于預算部門更加準確地進行成本預算分析。

　　3、節油情況

　　安裝前無法得知柴油機在一定轉速下的實際燃油消耗率。安裝后單機運轉時可直接在綜合計量儀上讀取某一時刻燃油消耗率，輪機人員可以參考判斷高壓油泵及噴油器狀態及柴油機缸內燃燒情況。優點：通過與柴油機說明書中轉速-燃油消耗率特性圖比較，確定柴油機運行狀態是否正常。柴油機運轉的好壞與油耗的多少有直接因果關系。

　　五、總結

　　2×100m?/h混凝土攪拌船投入使用已兩年，該船是我公司混凝土攪拌的主力船舶， 油耗計量與分析系統在本攪拌船的安裝，有利于船員分析船舶在各個工作狀態下的燃油消耗情況，使操作人員找到各臺柴油機低油耗的最佳工作點；同時使岸基人員更加及時、便捷地對燃油消耗進行統計管理。該系統使本艘攪拌船在使用過程中，在節能、降本增效方面發揮巨大功效。