一种机舱进排风机新型控制逻辑

技术领域

本发明涉及船舶排风技术领域，尤其涉及一种机舱进排风机新型控制逻辑。

背景技术

船舶机械通风是船舶动力装置中一个重要的组成部分，它能够提供足量的空气形成空气流以保证船舶主机、空压机、焚烧炉等主辅机设备在良好的性能下正常工作，维持机舱有一个良好的工作环境，从而决定船舶动力装置是否能正常运行。

机舱通风根据ISO8861的标准设计，并满足相关的规范和要求，根据上海电气SOV风电运维母船规格书要求，机舱温度不可高于室外10℃，不高于55℃，机舱应保证有轻微的正压，一般不超过+50Pa，通风量的确定即主发电机组燃烧所需的空气量和保证机舱温升所需的空气量之和。

现有机舱通风方案一：采用机械送风和自然排风，给机舱配置1台或者多台的送风机，通过机舱内部与外界的风压和热压差，将舱内的热空气从排风口排出，从而形成空气流动。

上述方案中的自然排风的系统设计需要充分考虑排气出口和气道的设计，必须规划好合适的位置，避免因气流短路导致造成的局部高温，因此在空间十分紧张的船舶上例如PSV和SOV上局限性比较大；其次其是通过自然风压和热压来进行通风的，容易受环境因素影响。

也有机舱通风方案二：采用机械送风和机械排风，给机舱设置1台或者多台的送排风机，来进行机舱的送风和排风。

上述方案是在机舱配置一台或者多台的变频送排风机，其传统上的主要问题在于冬季低温的时候，如果仅靠设置在机舱区域的温度传感器去控制送风机的风量，会出现在船舶大负载时因温度低因而彼时会出现送风机低频运行的情况，无法满足主机耗气量的需求，而导致主机降容甚至出现停机现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机舱进排风机新型控制逻辑，解决针对机舱通风为变频式机械通风的，为解决冬季在机舱低温环境（通常为5°左右）变频送风机低频工作无法满足主发电机出现的大负载工况所需要的耗气量，以及如何通过更为优化的变频控制逻辑去控制机舱的进排风量的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种机舱进排风机新型控制逻辑，适用于控制机舱进排风机系统，其创新点在于：所述机舱进排风机系统包括1台额定功率为50%的变频送风机、1台额定功率为50%的双速送风机以及2台额定功率为100%的变频排风机，机舱内安装有四个主发电机，2台变频排风机并排设置在机舱一侧，均通过一风闸与机舱连接，且在机舱内靠近变频排风机处安装有两个温度传感器，变频送风机、双速送风机并排设置在机舱另一侧，变频送风机通过一号进气风闸与机舱连接，双速送风机通过二号进气风闸与机舱连接，且在机舱内相邻处安装有两个压差传感器，机舱进排风机系统的控制逻辑包括以下步骤：

S1：将变频送风机与双速送风机通电；

S2：检测对应的一号进气风闸与二号进气风闸是否开启，若是一号进气风闸开启成功，则延时30S启动变频送风机，并进入S3；若二号进气风闸也开启成功，则延时30S启动双速送风机，并进入S4；

S3：变频送风机满功率开启至最大功率，然后根据PLC对定静压法与定温度法取大值以确定该变频送风机的供风量，逐渐降频至关闭状态或根据需求继续变频供风；

S4：双速送风机开启后先按低速运行，待S3中变频送风机运行至最大功率后，双速送风机开启高速运行；

S5：船停运后，断开电源，变频送风机与双速送风机停止。

其中，变频排风机的运行频率根据设定的机舱平均压力进行自动调节，变频送风机的运行频率根据设定的机舱平均温度确定进行自动调节。

进一步的，所述双速送风机可以手动选择高速低速、高速控制。可以保证在靠港或者其它无大负载工况使用低速送风机节约油耗及减少噪音。

进一步的，所述定静压法：机舱风机的运行频率是根据实测机舱平均压差和设定压差进行PID计算和调节，以保证机舱内的正压稳定。设定压差值为50Pa，可以根据需要进行调整，当压差传感器故障时，运行频率按风机最低运行频率30Hz运行。

进一步的，所述定温度法：机舱风机的运行频率将根据实测机舱平均温度和设定温度进行PID计算和调节，保证机舱的温度控制在设定值以内，当温度传感器故障时，运行频率按风机最低运行频率30Hz运行。

进一步的，所述设定压差值为50Pa，风机最低运行频率为30Hz。

本发明的优点在于：

本发明中使用变频送排式机械通风的频率很高，通过优化变频控制逻辑能够更能符合船东的要求，以赢得更好的市场，通过更为优化的变频控制逻辑去控制机舱的进排风量，解决了冬季在机舱低温环境变频送风机低频工作无法满足主发电机出现的大负载工况所需要的耗气量的问题，适用于空间狭小、布局紧凑的SOV船型。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的控制逻辑图。

具体实施方式

如图1至图2所示的一种机舱进排风机新型控制逻辑，适用于控制上海电气SOV60P风电运维母船的机舱5进排风机系统。

机舱进排风机系统包括1台额定功率为50%的变频送风机2、1台额定功率为50%的双速送风机3以及2台额定功率为100%的变频排风机4，机舱5内安装有四个主发电机1，2台变频排风机4并排设置在机舱5一侧，均通过一风闸10与机舱5连接，且在机舱5内靠近变频排风机4处安装有两个温度传感器6，变频送风机2、双速送风机3并排设置在机舱5另一侧，变频送风机2通过一号进气风闸8与机舱5连接，双速送风机3通过二号进气风闸9与机舱5连接，且在机舱内相邻处安装有两个压差传感器7。

机舱5进排风机系统的控制逻辑包括以下步骤：

S1：将变频送风机2和双速送风机3与主发电机1通电；

S2：检测对应的一号进气风闸8与二号进气风闸9是否开启，若是一号进气风闸8开启成功，则延时30S启动变频送风机2，并进入S3；若二号进气风闸9也开启成功，则延时30S启动双速送风机3，并进入S4；

S3：变频送风机2满功率开启至最大功率，然后根据PLC对定静压法与定温度法取大值以确定该变频送风机2的供风量，逐渐降频至关闭状态或根据需求继续变频供风；

定静压法：机舱5风机的运行频率是根据实测机舱5平均压差和设定压差进行PID计算和调节，以保证机舱5内的正压稳定。（设定值50Pa，可以根据需要进行调整），当压差传感器故障时，运行频率按风机最低运行频率30Hz运行；

定温度法：机舱5风机的运行频率将根据实测机舱5平均温度和设定温度进行PID计算和调节（机舱5设定温度值可以根据机舱5的负荷变化、季节变化等因素进行调节，如设定在42℃），保证机舱5的温度控制在设定值以内，当温度传感器6故障时，运行频率按风机最低运行频率30Hz运行。

变频送风机2与双速送风机3的变频控制通过比较温度和压力的需求哪个更大，PLC经过计算输出大值给变频器，变频器根据给定的信号值达到对应的运行频率。经过计算和控制，使机舱5的正压、温度都得到有效的控制，并达到设定的效果。例如，机舱5内压力50Pa，温度60℃，压力满足需求，温度并未满足，根据温度需求采用定温度法来计算送风机的给定频率。排风机则根据机舱5内压力控制。

S4：双速送风机3开启后先按低速运行，待S3中变频送风机2运行至最大功率后再高速运行。

S5：船停运后，断开电源，变频送风机2与双速送风机3停止。

在该控制逻辑运行过程中，一旦中控与变频器之间通讯发生故障中断，所有风机将会按照中断前的指令保持运转。一旦中控与温度传感器6&压差传感器7之间的通讯发生故障中断，所有风机将会全速保持运转。

变频排风机4的运行频率根据设定的机舱5平均压力进行自动调节，变频送风机2的运行频率根据设定的机舱5平均温度确定进行自动调节。

此外，双速送风机3可以手动选择高速低速、高速控制。可以保证在靠港或者其它无大负载工况使用低速送风机节约油耗及减少噪音。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。