专利名称：工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及船舶机电配置，特别涉及海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置。
背景技术：
在船舶机电配置选型时，常遇到同一系列柴油机有不同的额定转速且功率也不一样的情况，受船舶使用频率限制，往往只能选择转速较低但频率和功率都符合要求的那款型号的柴油机，而有时为满足特定船舶项目的功率要求而采取选择较大缸径系列的柴油机的办法，这时选用转速较低但频率和功率都符合要求的那款型号的柴油机就不能满足实际需要，必须选用较大缸径系列的柴油机，因而导致成本费用大幅增加。此外，海洋平台多用途工程船舶有许多都配置有对外消防系统，通常利用主机PTO端(动力输出端)带动对外消防泵且其控制方法也比较成熟；柴油发电机的柴油机由于需要带动电球发电，而电球与对外消防泵的转速不一致，因此现有技术中尚无采取用柴油发电机的柴油机同时带动对外消防泵和电球；因而现有技术中的海洋平台工程船项目配置不能得到最佳柴油机输出功率，船舶原材料的成本也比较大。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够充分利用柴油机的输出功率同时带动对外消防泵和电球并且降低船舶原材料成本的海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置及控制方法。本发明的技术方案是这样实现的海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，包括柴油发电机和对外消防泵，所述柴油发电机包括柴油机和电球，在所述柴油机与所述电球之间安装有齿轮箱，所述柴油机的动力输出端通过所述齿轮箱与所述电球驱动连接，所述柴油机的飞轮端通过离合器与所述对外消防泵驱动连接。上述海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，所述齿轮箱为减速齿轮箱。上述海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，所述控制装置还包括外消防泵控制器和船舶功率管理系统；所述外消防泵控制器分别与所述对外消防泵、所述离合器和所述柴油机的执行机构通信连接，所述船舶功率管理系统分别与所述柴油机、所述齿轮箱和所述电球执行机构通信连接。上述海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置的控制方法，在不需要消防时，所述船舶功率管理系统控制柴油发电机启动并网和脱网停机；当需要消防时，所述船舶功率管理系统首先是收到消防请求信号，然后闭锁对柴油发电机的控制，同时向所 述外消防泵控制器发出可以进入消防模式信号；所述外消防泵控制器接收到可以进入消防模式信号后向所述柴油机发出调节转速的信号，所述柴油机的转速调节到设定的范围后，所述外消防泵控制器分别向所述对外消防泵和所述离合器发出启动信号，最后向所述柴油机发出加速到额定功 率的信号，带动所述对外消防泵实现消防功能。上述海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，所述船舶功率管理系统收到消防请求信号后，首先分析判断柴油发电机是否在网发电，若不在网发电则向柴油机发出启动信号，然后闭锁对柴油发电机的控制；若在网发电则判断负载转移后是否过载如果不过载则负载转移后解列，再闭锁对柴油发电机的控制，如果过载则判断一级卸载后是否过载，若一级卸载后不过载则进行一级卸载、负载转移后解列及闭锁对柴油发电机的控制，若一级卸载后过载则给出无法进入消防模式的提示。上述海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，所述柴油机的转速为1800rpm，所述电球的转速为1500rpm，所述减速齿轮箱的减速比为I. 2:1。本发明的有益效果是本发明不仅仅是采取柴油发电机带动，而且要利用柴油发电机的柴油机高转速下的较大输出功率驱动对外消防泵，利用柴油机动力输出端通过减速齿轮箱驱动电球发电，实现整个机组的并网、脱网和对外消防泵的控制。能够减少人为干预，实现对海洋平台工程船舶柴油发电机驱动的对外消防泵和发电并网脱网进行自动控制。此外，本发明的海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置在工作中可以选择转速较高那款柴油机，充分利用柴油机的输出功率，从而降低船舶原材料成本；尤其对于海洋平台工程船，机电配置本身就较复杂，对机电优化会节省许多原材料成本。即可以采取选用特定缸径系列柴油机较大或最大额定转速的那个型号(相同系列中功率较高那个型号)，从而对于海洋平台工程船项目配置得到最佳柴油机输出功率；优化机电配置，实现海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置的柴油机能够输出不同的转速；使得在选用较小缸径系列的柴油机既能满足发电上网的需要，同时又能够驱动功率较大的对外消防泵，从而大幅降低了船舶原材料的成本。
图I为本发明海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置的结构示意 图2为本发明海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置的控制流程图。图中1_柴油机、2-电球、3-齿轮箱、4-对外消防泵、5-离合器、6-外消防泵控制器、7-船舶功率管理系统。
具体实施例方式结合附图对本发明做进一步的说明
如图I所示，本实施例海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置包括柴油发电机、对外消防泵4、外消防泵控制器6和船舶功率管理系统7，所述柴油发电机包括转速为1800rpm的柴油机I和转速为1500rpm的电球2，在所述柴油机I与所述电球2之间安装有齿轮箱3 (本实施例中所述齿轮箱3为减速齿轮箱，其减速比为I. 2:1)，所述柴油机I的动力输出端通过所述齿轮箱3与所述电球2驱动连接，所述柴油机I的飞轮端通过离合器5与所述对外消防泵4驱动连接。所述控制装置还包括；所述外消防泵控制器6分别与所述对外消防泵4、所述离合器5和所述柴油机I的控制执行机构通信连接，所述船舶功率管理系统7分别与所述柴油机I、所述齿轮箱3和所述电球2的控制执行机构通信连接。 如图2所示，在不需要消防时，所述船舶功率管理系统7控制柴油发电机启动并网和脱网停机；当需要消防时，所述船舶功率管理系统7首先是收到消防请求信号，然后闭锁对柴油发电机的控制，同时向所述外消防泵控制器6发出可以进入消防模式信号。所述船舶功率管理系统7收到消防请求信号后，首先分析判断柴油发电机是否在网发电，若不在网发电则向柴油机I发出启动信号，然后闭锁对柴油发电机的控制；若在网发电则判断负载转移后是否过载如果不过载则负载转移后解列，再闭锁对柴油发电机的控制，如果过载则判断一级卸载后是否过载，若一级卸载后不过载则进行一级卸载、负载转移后解列及闭锁对柴油发电机的控制，若一级卸载后过载则给出无法进入消防模式的提示。所述外消防泵控制器6接收到可以进入消防模式信号后向所述柴油机I发出调节转速的信号，所述柴油机I的转速调节到设定的范围后，所述外消防泵控制器6分别向所述对外消防泵4和所述离合器5发出启动信号，最后向所述柴油机I发出加速到额定功率的信号，带动所述对外消防泵4实现消防功能。例如，在某新造海洋平台工程船舶项目中，应用到一台柴油机I最大输出转速对应功率带动对外消防泵4，且该柴油机I另一端通过减速齿轮箱驱动电球2发电，需对该柴油机I的功率输出进行特殊控制以实现自动并网、脱网和对外消防功能。通过相关机电技术人员分析研究，决定对该柴油机I功率输出进行控制，步骤如下1、平时该柴油发电机可以作为正常发电机供船舶功率管理系统控制启动并网和脱网停机；2、当需要消防时，a)船舶功率管理系统通过分析判断并闭锁对该柴油发电机的控制，同时发出可以进入消防模式信号，b)调节柴油机I转速到合适范围，c)启动离合器5驱动对外消防泵4，d)加速到额定转速从而实现消防功能。该控制方法实现了柴油发电机带对外消防泵4的合理有效控制，对该种柴油发电机的配置提供了可靠的依据。本实施例海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置在工作中可以选择转速较高那款柴油机，即可以采取选用特定缸径系列柴油机较大转速或最大额定转速的那个型号(相同系列中功率较高那个型号)，这样所述柴油机I既可以驱动所述电球2发电上网，又可以驱动功率较大的船上负载4。充分利用柴油机的输出功率，使海洋平台工程船项目配置得到最佳柴油机输出功率，优化机电配置，降低船舶原材料成本。例如，某新造海洋平台工程船项目中，需要用到一台柴油机输出大约580KW功率供对外消防泵4使用，当时船上配置仅有三台450KW@50Hz，1500rpm的发电机组可供修改，且这几台发电机组都已是该系列(A系列)中该转速(Al型号)下最大功率配置，要么改大一个缸径系列(B系列)的柴油机要么选用该系列更大转速(A2型号)的那款机(大约可输出600Kffi 1800rpm)。通过相关机电技术人员分析研究，决定对该三台发电机组的其中一台进行改造，采用A系列A2型号的这款柴油机，再通过减速齿轮箱转换成1500rpm带动电球2组成柴油发电机发电上网，确保与该船舶电网电压电制相适应。当时Al价格在9. 5万美元/台，A2价格在9. 8万美元/台，B价格大于17. 8万美元/台，增加齿轮箱3包组装好价格2万美元，选用A2型号的柴油机和齿轮箱3的组合比选用B型号的柴油机直接原材料成本节省约6万美元；且B系列柴油机的船舶辅助系统较A系列的复杂得多，优化选择A2的建造成本还会相应减少一些。上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式
的限定。对于所属 领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。
权利要求
1.工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，包括柴油发电机和对外消防泵(4)，所述柴油发电机包括柴油机(I)和电球(2)，其特征在于，在所述柴油机(I)与所述电球(2)之间安装有齿轮箱(3)，所述柴油机(I)的动力输出端(11)通过所述齿轮箱(3)与所述电球(2)驱动连接，所述柴油机(I)的飞轮端(12)通过离合器(5)与所述对外消防泵(4)驱动连接。
2.根据权利要求I所述的工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，其特征在于，所述齿轮箱(3)为减速齿轮箱。
3.根据权利要求2所述的工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括外消防泵控制器(6)和船舶功率管理系统(7);所述外消防泵控制器(6)分别与所述对外消防泵(4)、所述离合器(5)和所述柴油机(I)的执行机构通信连接，所述船舶功率管理系统(7)分别与所述柴油机(I)、所述齿轮箱(3)和所述电球(2)的执行机构通信连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置，其特征在于，所述柴油机(I)的转速为1800rpm，所述电球(2)的转速为1500rpm，所述减速齿轮箱的减速比为I. 2:1。
5.采用权利要求3所述的控制装置的工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制方法，其特征在于，在不需要消防时，所述船舶功率管理系统(7)控制柴油发电机启动并网和脱网停机；当需要消防时，所述船舶功率管理系统(7)首先是收到消防请求信号，然后闭锁对柴油发电机的控制，同时向所述外消防泵控制器(6)发出可以进入消防模式信号；所述外消防泵控制器(6)接收到可以进入消防模式信号后向所述柴油机(I)发出调节转速的信号，所述柴油机(I)的转速调节到设定的范围后，所述外消防泵控制器(6)分别向所述对外消防泵(4)和所述离合器(5)发出启动信号，最后向所述柴油机(I)发出加速到额定功率的信号，带动所述对外消防泵(4)实现消防功能。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述船舶功率管理系统(7)收到消防请求信号后闭锁对柴油发电机的控制时，首先分析判断柴油发电机是否在网发电，若不在网发电则向柴油机(I)发出启动信号，然后闭锁对柴油发电机的控制；若在网发电则判断负载转移后是否过载如果不过载则负载转移后解列，再闭锁对柴油发电机的控制，如果过载则判断一级卸载后是否过载，若一级卸载后不过载则进行一级卸载、负载转移后解列及闭锁对柴油发电机的控制，若一级卸载后过载则给出无法进入消防模式的提示。
全文摘要
本发明公开了海洋平台工程船柴油发电机驱动对外消防泵的控制装置和方法，包括柴油发电机和对外消防泵，所述柴油发电机包括柴油机和电球，在所述柴油机与所述电球之间安装有齿轮箱，所述柴油机的动力输出端通过所述齿轮箱与所述电球驱动连接，所述柴油机的飞轮端通过离合器与所述对外消防泵驱动连接；利用船舶功率管理系统(7)控制柴油发电机启动并网和脱网停机。本发明在选用较小缸径系列的柴油机既能满足发电上网的需要，同时又能够驱动功率较大的对外消防泵；实现充分利用柴油机的输出功率同时带动对外消防泵和电球并且降低船舶原材料成本。
文档编号B63J3/00GK102635541SQ20121010438
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者任刚, 卢启槐, 黄波, 黎钧柏 申请人:广新海事重工股份有限公司