摘 要：現(xiàn)代智能船舶需要采集很多信號，而流量信號就是其中的一個很重要信號。通過流量我們能清楚地知道船上燃料的使用情況，這對船舶的智能管理起到了一個很好的幫助。本文主要介紹船上常用流量計的原理及應(yīng)用，并通過一些案例來進(jìn)一步闡述流量計在船上的作用。

　　關(guān)鍵詞：智能船舶;流量計;信號;流量

　　現(xiàn)代船舶對資源的節(jié)約利用以及環(huán)境的保護(hù)要求越來越高。如何盡量節(jié)省燃料，減少污染排放，是所有現(xiàn)代造船企業(yè)都要思考和面對的課題。除了使用清潔能源和脫硫之外，盡量合理地使用燃料也是非常重要的，而如何控制和節(jié)約燃料的使用，就必須對燃料的使用有一個精準(zhǔn)的測量，因此流量計在當(dāng)中就起到一個很重要的作用。流量計除了能監(jiān)控船上燃料的使用，同時還能幫助發(fā)現(xiàn)和解決一些問題。

　　一、船上流量計常見的種類結(jié)構(gòu)及原理

　　流量計按原理可以分為差壓式流量計、靶式流量計、容積式流量計、渦輪流量計、電磁流量計、熱式質(zhì)量流量計等。船上用的比較多的就是差壓式流量計和容積式流量計以及轉(zhuǎn)子流量計。以下主要介紹這三種流量計。

　　(一)差壓式流量計

　　差壓式流量計是由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管和差壓變送器組成。流體流經(jīng)節(jié)流裝置后，節(jié)流原件使流束局部收縮，同時使流體產(chǎn)生了局部渦流損耗，從而使流體在節(jié)流裝置兩側(cè)產(chǎn)生了靜壓差，流速越大，靜壓差越大。之后兩側(cè)的壓力再通過導(dǎo)壓管傳到差壓變送器，這樣差壓變送器就可以計算出流體的流速?？装迨搅髁坑嬁捎糜谝后w、氣體和蒸汽的流量測量，并適用于高溫高壓的工況。我們船上有相當(dāng)多的地方就會用到這種流量計，例如鍋爐給水管路，隔艙熱乙二醇加熱系統(tǒng)。這些系統(tǒng)上都安裝了孔板式流量計。

　　(二)容積式流量計

　　容積式流量計在流量儀表中是精度較高的一類。它利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，通過計算流體排放的次數(shù)就可以計算出流體的總量。而我們船上供油單元系統(tǒng)以及滑油日用系統(tǒng)上就有很多這樣的流量計。它們就是容積式流量計中的刮板流量計。這種流量計是由流量計殼體和里面的內(nèi)轉(zhuǎn)子及四塊石墨刮板組成。這四塊刮板可以在轉(zhuǎn)子內(nèi)做徑向滑動，它們把殼體分成幾個小的腔室。當(dāng)液體進(jìn)入流量計后，在流量計進(jìn)出口壓差的作用下，液體推動石墨刮片讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，同時刮片在轉(zhuǎn)子內(nèi)滑動，這樣液體就會被不斷均勻地推出流量計。通過檢測內(nèi)轉(zhuǎn)子上的檢測點(diǎn)，就可以計算出單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的次數(shù)。由于轉(zhuǎn)子每次轉(zhuǎn)動排出的液體體積相等，就可以計算出流量。這種流量計的優(yōu)點(diǎn)除了可以計算總流量外，還可以計算瞬時流量，但它有一個缺點(diǎn)就是整個管路必須干凈，否則容易卡死，從而使供給系統(tǒng)失效。

　　(三)轉(zhuǎn)子式流量計

　　轉(zhuǎn)子式流量計的工作原理是浮子在測量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動，當(dāng)測量管內(nèi)流體對轉(zhuǎn)子的動壓力，轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力，這三者達(dá)到一個平衡時，這個時候轉(zhuǎn)子就會停在某個位置不動。此時浮子與孔板間的流通環(huán)隙面積保持一定。環(huán)隙面積與浮子的上升高度成正比，即浮子在測量管中上升的位置代表流量的大小，這樣就可以計算出流經(jīng)管路中的流量。轉(zhuǎn)子流量計一般用在小流量介質(zhì)單一的系統(tǒng)中，比如艉管管系的控制空氣系統(tǒng)以及可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)流量都不是很大。同時轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)簡單，而且可以用于易燃易爆的危險場合。

　　二、流量計在船上的具體使用及問題分析

　　現(xiàn)代船舶尤其是智能船舶，它對船上的燃料和能源的使用都要求進(jìn)行測量和實(shí)時的監(jiān)控。例如發(fā)電機(jī)供油單元系統(tǒng)，它上面就安裝了很多流量計，不光在進(jìn)口管路，在出口管路上也安裝了流量計，這樣就可以通過這一組流量計來分析出瞬時的流量使用情況。流量計的信號經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)換到監(jiān)測報警系統(tǒng)。在控制面板上可以實(shí)時的察看到管路中燃油的流量。當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行時，進(jìn)口的流量減去出口的流量就是發(fā)電機(jī)的消耗量。通過瞬時流量，電腦還能累積計算出發(fā)電機(jī)總的消耗量，而且通過油艙的液位遙測系統(tǒng)我們還能互相驗(yàn)證整個燃料系統(tǒng)的使用情況和準(zhǔn)確度。現(xiàn)代船舶的能效管理系統(tǒng)就會收集這些信號，然后通過網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)桨渡系目刂浦行?。這樣岸上人員就可以對船上油料的使用進(jìn)行監(jiān)控，同時還能通過曲線進(jìn)行預(yù)防監(jiān)測，提醒船上的人員。在知曉了船上燃油的使用情況，就可以大概推算出船只可以續(xù)航的里程，所以流量計在智能船舶的管理中是起到了一個很重要的作用。

　　(一)刮板式流量計使用及問題分析

　　發(fā)電機(jī)在使用的過程中，如果某個流量計突然不工作，那就很可能是流量計卡住了，這個時候流量的讀數(shù)就會變成0，由此就可以判斷出是這個地方出現(xiàn)了問題，系統(tǒng)就會給出報警，這樣我們就可以發(fā)現(xiàn)問題，更換備機(jī)，然后關(guān)閉有問題的管路的進(jìn)出口閥，把流量計進(jìn)行拆開清潔。由于這鐘刮板式流量計結(jié)構(gòu)簡單，所以可以比較容易進(jìn)行拆裝，但是需要注意的是，由于這種流量計內(nèi)的刮板是石墨材質(zhì)，比較容易損壞，所以我們拆裝的時候就必須要仔細(xì)，同時里面的垃圾必須清除干凈，避免二次拆裝，而且這種流量計結(jié)構(gòu)相對比較對稱，所以里面元件的方向以及安裝位置必須準(zhǔn)確，這樣才能保證安裝正確性。這種刮板式流量計在我們調(diào)試使用過程中，就遇到了很多流量計卡死的問題。在拆卸后發(fā)現(xiàn)很多都是由于管路的投油不徹底，里面垃圾沒有弄干凈，以及安裝法蘭的時候破損的墊片，這些都會導(dǎo)致流量計卡死。除了這些之外，有可能有些流量計保養(yǎng)不當(dāng)或者放置時間過長，從而里面的金屬件生銹，所以不管是什么原因，當(dāng)拆開之后，不僅要清潔干凈，同時也要把里面的銹打磨掉，把里面的劃傷元件進(jìn)行修復(fù)打磨，使之順滑，這樣才不會影響它的使用。如何避免這個問題?那就需要調(diào)試的前道工序必須到位，管路酸洗干凈，以及管路的串油工作必須仔細(xì)，確保管路內(nèi)沒有垃圾。類似于這種刮板式流量計，在使用重油的情況下發(fā)生問題會更難處理，因?yàn)檎麄€管路的溫度都比較高，這樣使得流量計也很燙手，并且由于使用的是重油也比較難以清潔，所以就必須用柴油進(jìn)行清潔冷卻，這樣不光溫度能夠降低，而且柴油可以很好地洗去流量計內(nèi)的燃油，這樣清潔安裝起來就會比較方便。

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