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双动力应急设计在大型登船梯上的应用殷 茂 山烟台港客运总公司二一一年十一月摘要：本文简要阐述了双动力设计在大型登船梯搭撤船舶过程中应急调度和应用的操作过程及原理，从理论和实践中进行了较为详尽的效益分析，意在促进设备本质安全化管理、节能减排及推广该技术在船用登船梯中的应用。关键词：双动力 液压站 齿轮泵 登船梯一、前言烟台港客运总公司地处烟台港东港区南侧，为烟台港集团有限公司所属一级单位，中一型企业，主要负责烟台至大连航线的客滚运输服务和烟台至仁川国际航线的客箱班轮运输服务。目前，公司拥有码头岸线1591.7米。滚装专用泊位11个，分别为：北马路客运站7个：K1、K2、K3、K4、K5、19泊、18泊，水深-6.9-7.6米；环海路客运站3个：D2、D3、D4，水深-6.5-7.5米。主要设备:船用登船梯5台,适用起升范围为3.8-8米,3.8-9.8米,3.8-12米和7.4-14.5米,滚装联接桥5座,额定负荷最低为50t,最大为120t。目前，登船梯使用发动机作为动力源，型号存在单一性，流动性虽好，但替代性很差，不容许长时间的停机，否则延误生产。一旦发动机或齿轮泵任一部分出现故障，该登船梯就不能使用。因此，发动机动力源的完好率直接制约着登船梯的利用率。二、发动机动力源应用存在的弊端及故障原因分析2011年1月3日，WGCKT140型大型登船梯油缸出现在起升和下降时驻留的问题，通过现场排查与检修试验，我们进行了原因分析：1、油缸不动作原因分析：出现油缸起升或下降驻留现象后，经过现场排查，初步判断由齿轮泵压力不够所致，后经顺序排查和油缸解体，起升液压油缸出现内泄串通（活塞头部脱出）现象。由于以上两种原因导致起升油缸1号缸和3号缸不动作。2、油缸活塞头脱出原因分析：从液压油油箱回油滤清器滤芯有铝状颗粒分析，供给执行元件液压油的齿轮泵磨损，造成整个系统压力降低，起升油缸1号和3号缸液压锁打不开导致两缸活塞头脱出。发生故障初期，由于起升时有自动加油装置，齿轮泵压力有所提高，四缸液压锁打开，有起升动作；下降时，发动机无加速动作，齿轮泵内泄，造成整个系统压力降低，最高压力9Mpa，远远达不到标准值，致使局部缸液压锁打不开，造成动作停止现象，手动给发动机供油，动作有所缓解。通过以上原因分析可以看出，如果登船梯发动机或齿轮泵任一个出现故障，液压系统就不能工作，造成登船梯无法搭撤，势必影响正常生产，给旅客登船造成困难或伤害的概率增大，而维修发动机或齿轮泵的工期（供货周期）会很长。因此，我们把目前登船梯的使用过程中出现的不同步问题一并列入改造计划中，经过咨询厂家与分析探讨，最终决定设计车载液压站系统，与原来发动机动力构成双动力源系统，以保证生产和旅客安全。三、液压站动力源的设计方案的确定齿轮泵的损坏，使液压系统无法工作，由于车辆采用的齿轮泵为进口部件，型号为211.25.3540C，国内无现货，供货周期为3个月。因此，我们选择电机带动柱塞泵工作给液压系统提供动力。（一）液压部分图一 车载液压站系统原理图液压站构成：交流异步电机、柱塞泵、直通单向阀、油管及接头等组成（见图一）。工作原理：在不改变原有布局的情况下，在电磁溢流阀前单独增加液压站，采用380V电压给交流电机供电，带动柱塞泵（额定压力25Mpa）工作，柱塞泵从车载液压油箱吸油，经过单向阀、电磁溢流阀、电磁换向阀到执行油缸，回油至油箱。选型标准：登船梯5号齿轮泵（已损坏）额定压力25Mpa，额定流量48ml/rev；系统压力控制在16-18Mpa,系统流量控制在35-50ml/rev，就能满足系统使用要求。（1）柱塞泵选型：上海轩云，国内名牌，年销量100万台。额定压力31.5Mpa，流量32ml/r（可调），使用寿命长，稳定性高，故障率低，可用，有现货，可提供成套组件（柱塞泵+联轴器+电机+管接头）。（2）电机选型： 380V，11KW，转速为1400转（7.5KW电机对柱塞泵来说功率较小）。（二）电器部分发动机不工作，蓄电池就不能持续供电，我们从解决电瓶亏电问题入手，工作时给电瓶持续充电，控制线路不变。这样，增加一套能满足给电瓶充电的设备即可解决。（见图二）图二：车载液压站及充电系统控制电路图1、一路线（岸电 380V）控制液压站交流电机动作，作为齿轮泵的动力源；4、二路线通过小型电机带动发电机转换24V直流电控制，持续给蓄电池充电，以保证操作系统供电要求。四、液压站动力源的设计制造和安装根据制定的方案，我们对设计方案进行了详细的论证，进行采购备料开始实施改造。1、泵组电机与柱塞泵采用联轴节连接，保证加工精度及同轴度。泵组安装要求不高于油箱50CM，我们在车载液压油箱正上方安装电机油泵组，采用高压胶管连接。为保证液压站工作时，发动机也可以正常启动，我们解决了两路动力源同时工作产生的压力冲突问题，在齿轮泵与柱塞泵系统中各加电磁溢流阀，以保证正常工作（见图三）。图三：车载液压站系统实图2、发电机组采用皮带传动，带动发电机发电至蓄电池，保证泵组工作时持续给操作系统供电。3、电器控制系统，采用接触器通过24V低压电控制岸电380V，以控制电机与发电机的开闭。为方便司机操作，我们在上平台操作盒侧面也安装了开闭按钮（见图四）。图四：车载液压站及充电控制系统实图改造完成后，我们对泵组个元件及管路进行了校对，开机测试，泵组各元件运行正常良好，登船梯剪刀架起升、浮动梯伸缩、平台旋转运行正常。尤其是剪刀架起升动作，大大改善了由于发动机突然加速导致齿轮泵供油量不均衡造成的四液缸不同步问题。我们制定双动力使用操作规定，出车辆移动可使用发动机外，其他操作都以电机泵组为主动力，从目前运行情况来看，供给系统流量均衡，各油缸动作运行平稳，同步动作趋向一致。五、双动力设计的技术效益分析1、改造前发动机能耗费用该客梯车自2009年3月份出厂，5月份正式运行，至今使用期近2年半。据初步统计，截止到今年3月份共消耗柴油约为6779升，按市场平均价格7.5/升计算，需要费用50842.5元，约占全站机械设备油耗（柴油）费用的10%。每年油耗费用约为27732.27元。该设备发动机维修保养费用约4632.96元启动蓄电池共4块，费用为2880元发动机能耗费用总共为：50842.5+4632.96+2880=58355.46元2、改造前发动机废气排量目前废气排量计算无标准，据查阅资料，按该车每百公里废气排放为2KG，（该车时速15km/h，百公里需约为7h）该车发动机运转时间每日为3小时，每月废气排放约为30KG，每年约为360KG。3、改造后发动机能耗费用发动机不运转工作，无消耗，为0。4、改造后电能消耗费用每日电机运转时间为3小时（去掉搭船后，关掉电机时间），功率为11kw，按电费1.3元/度计算，每日消耗用电量费用为3*11*1.3=42.9元每年用电消耗费用为15444元5、节能减排效果计算结论减排量=360-0=360kg节能量=27732.27-15444=12288.27元6、现我们采用轨道式客梯车取代传统船用客梯车，投产3台，总节能量为：减排总量=360*3=1080kg/年节能总量=12288.27*3=36864.81元/年电机泵组的采用，达到了环保的要求，减少了污染，也节约了燃油费用和发电机维护保养费用。六、结束语双动力设计的采用柴油发动机和电机泵组动力系统，具有不可估量的经济效益和社会效益，除了节省费用和环保外，对登船梯液压元