关于主推进系统临界报警功能的检验

李 俊，黄朝霞

(1.中国船级社武汉分社，武汉430022;2.中国船级社武汉规范研究所，武汉430022)

关于主推进系统临界报警功能的检验

李 俊1，黄朝霞2

(1.中国船级社武汉分社，武汉430022;2.中国船级社武汉规范研究所，武汉430022)

针对船舶建造检验中发现的主推进系统临界报警功能要求常常被忽视的问题,介绍临界报警的设置根据,分析不同职能部门对临界报警条款的理解,结合现场经验分析临界报警在CCS规范中的具体要求和实船常见的问题。

船舶检验;临界报警;航行安全

“16 000 kW平台供应船”,总吨位4 730,入CSA级,主机为瓦锡兰芬兰制造的W8L32型柴油机4台(单机功率为4 000 kW),4机2轴输出,航行于国际无限航区。建造检验的系泊试验中,按照系泊与航行试验大纲的要求进行主机动态报警点效用试验。在验证临界报警功能时,采用滑油压力过低和淡水温度过高来报警,预报警激活后及时按下了主机“越控”按钮,主机自动停车,多次试验,依然如故。改变试验方法,先按下“越控”按钮再激活预报警,没有发生停车现象,主机“越控”又起了作用。经分析排查,事故原因是:预报警后,延时停车时间继电器发生故障,未起延时作用,瞬时就给出停车信号,根本来不及按“越控”按钮就已发生停车动作。

1 “临界报警”产生的背景

1996年12月14日,航行于美国新奥尔良的密西西比河段的某散货船,船长224 m,载重吨为68 676 t。12时左右,船在靠港避让时,主机突然出现故障,随即停车,导致船舶失去动力,引水员和船长立即采取了一系列的措施,但该船还是向港口的商业中心码头直线快速地撞去,最终散货船撞到商业中心的码头,并造成岸上60多人的伤亡、6 000多万美元财产损失的严重海事事故。事后美国海岸警卫队的报告认为:主机不恰当地停车是这次事故的“罪魁祸首”。

如果船舶主机能带“病”工作十几min,船舶不失去动力,此次海损事故就不会发生。因此在2002年的IMO第76界的海安会上,美国代表根据此次海损的原因提出了对主推进系统增设“临界报警”的建议案,最后建议案通过了大会表决,形成了MSC.134(76)决议中“临界报警”的条款［1］。该决议于2002年12月12日通过,并于2004年7月1日生效,具体内容见“Amendments to SOLAS chapter II-1,Part C,regulation 31”条款［2］。

海安会于2005年5月20日通过的MSC.194 (80)决议重新编排了SOLASⅡ-1第31条“机器的控制”的顺序［3］,对临界报警的技术要求没有变化,只是重申了对2004年7月1日的追溯期的要求。

2 MSC.134(76)“临界报警”条款解读

2.1 MSC.134(76)“临界报警”条款

MSC.134(76)条文的结构紧密、语言严谨,晦涩难懂,在翻译成中文版时,以至于出现了多个不同的中文版。

1)人民交通出版社2005年4月公开出版的《国际海事组织 国际海上人命安全公约 综合文本》(2004)第II-1章第31条“2.10自动控制系统的设计应确保及时向负责航行值班的驾驶员发出推进系统即将紧急减速或停车的临界报警,以评估应急情况下的航行条件。尤其是该系统在提供负责航行值班的驾驶员手动干预机会的同时,应能控制、监视、报告和发出警报,并采取减速或停车的安全措施,但短时间内由于手动干预而导致机器和/或推进设备完全失灵,例如过速的情况除外。”［4］

另外中华人民共和国海事局主编的《船舶与海上设施法定检验规则》——国际航行海船法定检验技术规则修改通报(2006)首次在海事法规中纳入该条款,并在《船舶与海上设施法定检验规则》——国际航行海船法定检验技术规则(2008)、(2012)第2A分册第2-1章“第31条机器控制”［5］中也保留相同条款。

2)中国船级社(China Classification Society, CCS)于2006年4月1日将公约要求纳入了《钢质海船入级规范》(2006),第7篇自动控制与遥控第2章“2.2.1.7如推进装置由驾驶室遥控,不论机器处所是否有人值班,自动控制系统应设计为:推进系统因即将发生减速或停车而引发的临界报警能确保及时准确地提供给负责航行的值班驾驶员,以帮助其评估紧急情况下的航行条件。尤其是该自动控制系统在进行控制、监视、报告、报警以及采取减速或停车的安全措施的同时,还应能为负责航行的值班驾驶员提供实施手动的干预(如越控),但因手动干预而导致机器和/或推进装置短时间内完全失效(如超速)的情况除外［6］。”CCS《钢质海船入级规范》(2009)、(2012)都保留了上述条款。

3)中华人民共和国交通部于2007年1月30日印发了2007年第1号公告,对公约的中文翻译如下:“自动化系统的设计应确保向航行值班驾驶员发出推进系统即将或紧急减速或停车的临界警报,以便值班驾驶员在紧急情况下及时地评估航行状态。尤其是当该系统在为负责航行值班的驾驶员提供人工干预操作机会的同时,该系统应该能够控制、监测、警示和采取减速或停止推进系统的安全行动,除非手动干预将使主机和/或推进设备在短时间内彻底停车,例如在超速的情况下［7］。”

3个不同的中文版基本上都体现了原文的意思,在表述上各有千秋。

2.2 对MSC.134(76)“临界报警”的理解

船舶主机被誉为船舶的“心脏”,占去船舶建造成本较大的比重。通常,主机制造商为保护主机都设有主机安全保护装置,在出现异常情况时对主机进行降低转速限制主机的工况或自动停机加以保护。同时,《规范》对此也有相关的强制要求。久而久之,人们形成了惯性思维:在主机出现异常情况时主机安保装置应自动地对主机进行降低转速,限制主机的工况或自动停机加以保护,这是保障船舶安全的需要。但是,船舶航行安全才是第一位。主机拉缸甚至损毁的代价都是可预见的,而船舶发生碰撞等严重的海损事故的后果却无法估量,特别是对环境的污染更是触目惊心。因此,负责航行的值班驾驶员在此时应该担负起判断的职责。假如出现了主机停车信号的临界报警,如果是在良好的海况下,停车抛锚检修,几乎没什么影响;而如果此时正处于本文“产生背景”中所述的紧要关头,那值班驾驶员就应做出紧急情况下的评估:主机不能熄火,主机带“病”也要把船的转向动作完成后才能停车。总之,把控制权交到航行值班的驾驶员手里才是合理的。

MSC.134(76)核心的内容就是在驾驶室设置“临界报警”,即在主推进系统发生故障而致使安保装置即将动作之前设置相应的报警,帮助负责航行的值班驾驶员结合当前的航行条件做出正确的判断和选择,在某些极端情况下通过实施手动的干预(如越控)以最小的损失来避免灾难事故的发生,确保船舶的航行安全。

3 MSC.134(76)的“临界报警”现场实施与问题分析

3.1 MSC.134(76)的“临界报警”的现场实施

在紧急情况下负责航行值班的驾驶员可以通过主机遥控装置上的,“越控”按钮来实施手动干预,以确保船舶航行安全。在CCS规范中“越控”系指越过控制过程中的某一程序或某一安全保护功能,在短时间内强制机电设备继续运行以保证船舶安全的特殊控制措施。在MSC.134(76)生效前,传统理念把“越控”项目分为“可越控”和“不可越控”的项目,例如:推力轴承高温、主机滑油失压、超速等为“不可越控”的项目。按照对MSC.134(76)的理解,对于柴油机除“超速”外,只要不会因“越控”而导致机器和/或推进装置短时间内完全失效的项目均为可“越控”的项目。在实船上,不同型号的主机,对不可“越控”项也不同,如:MAN-B&W、瓦锡兰等主机,除超速外,主轴承滑油低压也是“不可越控”项目。另外,对于电力推进船舶和其他非柴油机为主推进装置船舶的“不可越控”的项目与柴油机主机也不同,如:电力推进系统的过频、过压、过流、短路,控制通讯故障等故障点,瞬时会造成推进电机失电的故障点也都不可越控。

3.2 现场检验具体问题分析及注意事项

MSC.134(76)从2004年7月1日生效至今已有10多年时间,绝大多数主机遥控产品均已满足MSC.134(76)的要求,多种原因致使个别产品不能满足要求,检验中遇到具体情况如下。

1)产品功能不规范。有些品牌的产品在驾驶室仅提供了“减速”及“停车”的2个报警的类别,负责航行值班的驾驶员无法得知具体的报警项目,从而无法预判由于“越控”操作可能产生的后果。CCS规范在“自动化监视项目表”中有具体规定“主推进装置a类和b类安全保护即将动作时的预报警在驾驶室控制站应设置单项报警方式。”［8］所以,在驾驶室应提供主推进系统的a类与b类的所有单项临界报警声光信号。

2)延时时间短。有的产品延时只有3～4 s,而负责航行值班的驾驶员从收到报警,做出判断,到按下“越控”按钮通常需要4～5 s。参照建造入级处CMC(2008)224［9］号传真的要求,建议把临界报警的延时时间设置在6 s左右。一方面要给值班驾驶员足够的时间,另一方面尽可能地减小对主机可能带来的危害。

3)防误触动保护未设置保护罩。CCS“规范”(2012)第7篇第3章2.3.2.3条要求“应有措施防止越控按钮被误触动。”许多厂家往往忽视了“越控”按钮的保护罩子。所以在产品设计制造时,主机遥控产品就应充分考虑规范和法规要求,不能生产出缺陷产品。

4)报警发出的听觉和视觉信号不全。CCS“规范”(2012)第7篇 第1章 “1.1.2.1(6)报警:系指当被监控的机电设备或系统超出预定参数范围时所发出的听觉和视觉信号,并能识别机器处所内的具体情况和位置。”部分产品只有闪光视觉信号,而无声音的听觉信号,或者只有听觉信号而无视觉信号,达不到规范和法规要求。另外,还有的产品的听觉信号非常微弱,在正常航行状态被其他噪声所掩盖,几乎听不到听觉信号,也是不能接受的。

产品检验是船舶建造检验的一个重要组成部分,高质量的船用产品是建造优质船舶的先决条件,产品对公约的符合性应该在产品检验的过程中完善,避免问题产品上船安装。令人欣慰的是,通过海事局、CCS等船检部门的大力宣贯和组织产品厂家召开研讨会,MSC.134(76)决议的“临界报警”要求,在产品的设计和检验中得到基本的贯彻和实施。

3.3 船舶系泊试验检验时的注意要点

1)一定要实船测试主机安保装置动作之前是否有足够的“延时”时间来按下“越控”按钮。

2)先按下“越控”按钮,再模拟一个不可越控报警点(如“超速”)信号来验证主机能否自动停车。通过上述试验来检查控制线路的正确性,功能正常与否。

3)对减速或降负荷点要进行“越控”试验,以检查是否能进行越控。

4 结束语

主推进系统临界报警的产生是建立在惨痛的海事事故基础上的,船舶产品设计和船舶检验工作者都应熟练掌握主推进系统临界报警的内容和充分理解其内涵,以便在产品设计和现场检验中正确贯彻和执行法规、规范技术要求,让“临界报警”能够发挥其应有的作用。随着船舶智能化程度的提高,在主推进系统临界报警激活时,完全可以通过AIS设备、电子海图、VHF、航行信号灯等设备自动向附近的船舶发出警告信号来提醒在附近水域的船舶主动提前避让,以确保船舶的航行安全。

［1］国际海事组织.海安会MSC.134(76)决议［S］.2002.

［2］国际海事组织.MSC/Circ.2592“Amendments to SOLAS chapter II-1,Part C,regulation 31”［S］.2002.

［3］国际海事组织.海安会MSC.194(80)决议［S］.2005.

［4］中华人民共和国交通部.国际海上人命安全公约 综合文本(2004)［S］.北京:人民交通出版社,2005.

［5］中华人民共和国海事局.船舶与海上设施法定检验规则国际航行海船法定检验技术规则第2A分册［S］.北京:人民交通出版社,2008.

［6］中国船级社.钢质海船入级规范(2006)［S］.北京:人民交通出版社,2006.

［7］中华人民共和国交通部.中华人民共和国交通部2007年第1号公告［Z］.北京:中华人民共和国交通部,2007.

［8］中国船级社.钢质海船入级规范(2012)［S］.北京:人民交通出版社,2012.

［9］中国船级社.技术信息通告(2005014(IM031))［Z］.北京:人民交通出版社,2005.

On Inspection of Threshold Warning Function for Main Propulsion System

LI Jun1,HUANG Zhao-xia2
(1Wuhan Branch of China Classification Society,Wuhan 430022,China; 2Wuhan Rules and Research Institute of China Classification Society,Wuhan 430022,China)

In shipbuilding survey,the demand of threshold warning for themain propulsion system is often overlooked.the reasons of setting threshold warning for the propulsion system is introduced,and the different interpretation of threshold warning from different functional departments is discussed.Combining with field experience,the specific requirements of threshold warning in terms of CCS rules and the common problems are analyzed.

ship survey;threshold warning;navigation safety

10.3963/j.issn.1671-7953.2015.03.033

U698

A

1671-7953(2015)03-0139-04

2015-03-01

修回日期:2015-03-15

李 俊(1978-),男,硕士,工程师

研究方向:船舶建造检验及营运检验

E-m ail:jun-li@ccs.org.cn