各种阀门遥控系统的组成和使用情况
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名称 废气最大回收功 余热锅炉 损失 汽轮机 损失 冷凝器 损失 净输出功 总 损失 系统总 效率 符号 wmax e1,B e1,T e1,C w Σe1,i ηe,tot 数值 (kW) 73.63 20.58 15.63 7.06 30.36 43.27
各种阀门遥控 系统的组成 和使用情况
陈跃泓 （中海集装箱运输股份有限公司造船科 上海 200122） ○前言 阀门遥控系统在船舶上是一个非常重要的系统，它一 般用在货船的压载系统和货、燃油输送系统。该系统能 在控制室遥控阀的开和关，使船员能方便地进行压载水 和燃油的调驳，获得想要的船舶吃水状态，来满足船舶 的各种工况要求。该系统用在油船货油系统上，更是该
Marine Technology 航海技术
图 2-5 船舶柴油机余热动力回收系统流
锅炉
损失的一部分，即作为余热锅炉的外部 作为 100% 来绘制
损
失，则应以锅炉入口
流图。图
2-5 所用的计算参数为：余热锅炉进口烟气温度为 t1=340℃，出口温度 t2=187℃，环境温度 t0=20℃， 过热蒸汽压力 p su 0.7 Mpa （绝对压力）；过热蒸汽温 度 t 280 0 C ，冷凝压力 p x 0.006 MPa （绝对）； s u 汽轮机相对内部效率为 0.7，锅炉只产生供汽轮机工 作的过热蒸汽，不考虑管路损失、散热损失及给水泵 不可逆压缩损失，并忽略给水在给水泵中的 算结果如表 2-1 所示。 表 2-1 船舶柴油机余热动力回收系统
增。计
分析结果
相对百分率 (%) 100 27.95 21.23 9.59 41.23 58.77 41.23
3 结束语 通过上述柴油机船舶动力装置余热回收系统 析可见，余热锅炉的 损失），汽轮机次之，冷凝器的 热锅炉和汽轮机的 分 损失最大（尚未包括锅炉排烟
船的经济命脉线，货油的装和卸全靠阀门遥控系统安全 可靠的工作。 入操作阀门和远距离阀门操作工作量大的问题。阀门遥 控系统的出现，大大减轻了船员的工作强度，减少不必 舶的安全航行和经济效益。所以，阀门遥控系统的工作
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种为遥控阀开度指示，它要 求输出的信号为 4-20mA， 在控制台上连续指示阀的开 / 关百分比。 2 气动式阀门遥控系统 该系统设备的配置比较 图 1 气动式阀门遥控系统（单作用） 图2 气动式阀门遥控系统（双作用） 简单，因此最具有经济性， 它的工作原理是压缩空气通 过电磁阀的换向驱动气缸内 动和控制型式的组成、工作原理和特点及阀门遥控系 统中阀和执行器及船级社规范要求 1 阀门遥控系统类型、组成、特点 按照执行器驱动阀的方式，一般可分为三大类型：气 动式、液动式、电 -液式。 按照阀的安装场所，可分 为干式安装和湿式安装。按照阀的遥控控制方式，可 分为模拟板开 /关控制和计算机开 /关控制。遥控阀的 开 /关位置指示反馈一般为触点信号输出到控制板指示 灯指示该阀的工作状态。如为干式安装，微动开关直 通过 24v或 220v电源连接到模拟板或计算机上指示该 阀的工作状态。如为湿式安装，流量计或压力开关必 须安装在电磁阀箱内控制液压管上，根据开 /关阀的需 要液压油流量大小和压力大小输出触点信号。还有一 的活塞达到开关阀的目的。它的主要配置为控制系统、 二位五通电磁阀、气动作用头和阀，该系统利用船上已 有的 7-10bar控制空气作为动力源，只有一路控制空气 从该系统原理图可以看出，由于只需要一路压缩空 气接到电磁阀，比较而言，该系统的控制空气管子长度 和其他型式系统相比，如遥控阀数量相同，所需要的数 量要少得多。由于该系统动力源为 7-10bar控制空气， 气动动力头体积比较大，操作遥控阀时消耗比较多的压 缩空气，但气动头使用寿命长，阀可安装在任何区域， 用紫铜管作为控制管，所以不可避免控制管路上有更多 的管接头，经过长时间工作后，空气管接头容易泄漏， 维护起来工作量大，并且在维护时会影响系统工作。遥 控阀的开关在控制台上或计算机控制，阀的开关位置通
向， 导致不能遥控阀门， 还由于液动驱动器上没有放气阀， 压压力时，该阀必须锁定在最后命令的位置上或导向关
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损失最小。因此， 阀门遥控系统还解决了有些场所船员不能随时进
为使余热更多地转换为机械功，必须首先设法减少余 损失。冷凝器虽然热量损失很可 观，但冷却水温度低，带走的
值不大，利用价值小。 要的工作危险，进一步保障了船员的安全，并保证了船
另外，降低余热锅炉排烟温度，即降低锅炉出口烟气
温度，会导致废气最大回收功 wmax (e1 e2 ) 的增加， 可靠性决定该船的安全和经济效益，现在各船公司对阀 减少锅炉外部 损失，但在决定锅炉排烟温度时必须 门遥控系统都已非常重视。 全面考虑经济上和技术上的可行性。 参考文献 (略 ) 阀门遥控系统一般有三种型式，即：气动式、液 动式和电 -液式。本文介绍三种阀门遥控系统它们的驱
到目前为止， 阀门遥控系统基本上有以下几种型式， 接到电磁阀。具体原理参考图 1和图 2：
接装在阀上或压力开关装在电磁阀箱内控制液压管上， 工作安全可靠。对该系统而言，缺点是：一般船厂均采
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图 3 滚动式阀门遥控系统
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图 4 滚动式阀门遥控系统
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过控制台上或计算机的指示灯显 示。 3 液动式阀门遥控系统 该系统的主要配置为控制系统、 液压泵站、电磁阀箱、液压驱动器 和阀。液压泵站可分为定量液压泵 和变量液压泵，电磁阀箱根据布置 场所可分为普通型和本安型，电 磁阀箱数量可为一个或几个。液动 式阀门遥控的工作原理也是通过公 共液压泵站液压泵工作，油泵输出 100～ 150bar液压油工作压力到电 磁阀箱中各个电磁阀，通过电磁阀的换向和液压油控制 管到液压驱动器控制阀门开关。 每套液压泵组配备二台液压泵，每台液压泵根据液 压工作压力设定自动起停和互为备用。液压泵站可选用 定量液压泵和变量液压泵，他们不同之处在于定量液压 泵要配备蓄压器，保证液压油的工作压力在范围内。变 量液压泵不需要配备蓄压器也能保证液压油工作压力， 具体原理见图 3和图 4： 由于是液压驱动器，液压油的工作压力高，一般从 电磁阀箱到每个遥控阀的液压驱动器的液压控制管采用 不锈钢多芯管。多芯管的优点在于控制管很少有卡套接 头， 保证控制管不会泄漏， 提高了遥控阀的工作可靠性。 它与气动式比较，管系更安全，同样对阀的安装位置无 要求，但由于有泵站、总管及管子多，维护工作量大， 并且由于电磁阀的功率太小，有时会造成阀不能正确换 导致液压管系中存有空气，使得遥控阀的操作时间一会 快一会慢，并在维护时也会影响到系统工作。 4 电 -液式阀门遥控系统 电 -液式阀门遥控系统和液动式阀门遥控系统相比 较，有所不同。它主要由每个阀单独的控制模块、油泵、 液压油缸和阀组成。工作原理和液动式相似，单独的油 泵正转或反转提供压力到液压驱动器控制阀门的开关。 具体原理参考图 5和图 6： 该系统最大的优点在于每个遥控阀单独控制 , 与气动 式和液压式比较，电缆取代了管系，维护方便、简单； 由于每个阀都有一个单独的动力头，在维护时不会影响 其他阀的工作，所以此系统工作更可靠；由于是电脑模 块控制，它可以做到阀的比列开度，更具有先进性，但 由于此系统是由电脑、模块、动力液压头组成，所以它 的投入也大，并且阀的安装位置一定是干式的，在有些 区域要配气动式或液动式。 三：阀门遥控系统中阀和执行器及船级社规范要求 执行器阀一般分为单作用和双作用，单作用执行器 是指一边是气缸或油缸驱动阀开， 另一边为弹簧关闭阀。 双作用执行器是指两边都是气缸或油缸驱动阀的开关。 而执行器阀都必须满足该船入级要求 , 所以我们 需要了解各船级社的规范要求 , 各船级社对该系统的要 求有所不同。以 ABS船级社为例，遥控阀如布置在舱底 水系统，要求当遥控阀失去控制电源和液压压力时，该 阀必须处于关闭状态或导向关闭，所以只能选择单作用 驱动器。而 BV船级社要求，当遥控阀失去控制电源和液 闭，所以要优先选择双作用驱动器和双相电磁阀。液压 泵站和液压式驱动器的材料和试验必须满足船级社的要 求，还有遥控阀必须提供就地的应急操纵。 综上所述， 大致介绍了各种阀门遥控系统的构成、 工作原理和安装后的使用情况，随着科学水平的不断发 展，会涌现更多的新技术发展阀门控制系统，作为造船 人员，只有不断地学习，与时俱进，才能掌握并利用新 技术，造出环保和安全要求越来越严格的船舶，使我国 的船舶事业早日赶上世界先进水平。 图 5 电 -液式阀门遥控系统（单作用）图 6 电 -液式阀门遥控系统（双作用）
各种阀门遥控 系统的组成 和使用情况
陈跃泓 （中海集装箱运输股份有限公司造船科 上海 200122） ○前言 阀门遥控系统在船舶上是一个非常重要的系统，它一 般用在货船的压载系统和货、燃油输送系统。该系统能 在控制室遥控阀的开和关，使船员能方便地进行压载水 和燃油的调驳，获得想要的船舶吃水状态，来满足船舶 的各种工况要求。该系统用在油船货油系统上，更是该
Marine Technology 航海技术
图 2-5 船舶柴油机余热动力回收系统流
锅炉
损失的一部分，即作为余热锅炉的外部 作为 100% 来绘制
损
失，则应以锅炉入口
流图。图
2-5 所用的计算参数为：余热锅炉进口烟气温度为 t1=340℃，出口温度 t2=187℃，环境温度 t0=20℃， 过热蒸汽压力 p su 0.7 Mpa （绝对压力）；过热蒸汽温 度 t 280 0 C ，冷凝压力 p x 0.006 MPa （绝对）； s u 汽轮机相对内部效率为 0.7，锅炉只产生供汽轮机工 作的过热蒸汽，不考虑管路损失、散热损失及给水泵 不可逆压缩损失，并忽略给水在给水泵中的 算结果如表 2-1 所示。 表 2-1 船舶柴油机余热动力回收系统
增。计
分析结果
相对百分率 (%) 100 27.95 21.23 9.59 41.23 58.77 41.23
3 结束语 通过上述柴油机船舶动力装置余热回收系统 析可见，余热锅炉的 损失），汽轮机次之，冷凝器的 热锅炉和汽轮机的 分 损失最大（尚未包括锅炉排烟
船的经济命脉线，货油的装和卸全靠阀门遥控系统安全 可靠的工作。 入操作阀门和远距离阀门操作工作量大的问题。阀门遥 控系统的出现，大大减轻了船员的工作强度，减少不必 舶的安全航行和经济效益。所以，阀门遥控系统的工作
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种为遥控阀开度指示，它要 求输出的信号为 4-20mA， 在控制台上连续指示阀的开 / 关百分比。 2 气动式阀门遥控系统 该系统设备的配置比较 图 1 气动式阀门遥控系统（单作用） 图2 气动式阀门遥控系统（双作用） 简单，因此最具有经济性， 它的工作原理是压缩空气通 过电磁阀的换向驱动气缸内 动和控制型式的组成、工作原理和特点及阀门遥控系 统中阀和执行器及船级社规范要求 1 阀门遥控系统类型、组成、特点 按照执行器驱动阀的方式，一般可分为三大类型：气 动式、液动式、电 -液式。 按照阀的安装场所，可分 为干式安装和湿式安装。按照阀的遥控控制方式，可 分为模拟板开 /关控制和计算机开 /关控制。遥控阀的 开 /关位置指示反馈一般为触点信号输出到控制板指示 灯指示该阀的工作状态。如为干式安装，微动开关直 通过 24v或 220v电源连接到模拟板或计算机上指示该 阀的工作状态。如为湿式安装，流量计或压力开关必 须安装在电磁阀箱内控制液压管上，根据开 /关阀的需 要液压油流量大小和压力大小输出触点信号。还有一 的活塞达到开关阀的目的。它的主要配置为控制系统、 二位五通电磁阀、气动作用头和阀，该系统利用船上已 有的 7-10bar控制空气作为动力源，只有一路控制空气 从该系统原理图可以看出，由于只需要一路压缩空 气接到电磁阀，比较而言，该系统的控制空气管子长度 和其他型式系统相比，如遥控阀数量相同，所需要的数 量要少得多。由于该系统动力源为 7-10bar控制空气， 气动动力头体积比较大，操作遥控阀时消耗比较多的压 缩空气，但气动头使用寿命长，阀可安装在任何区域， 用紫铜管作为控制管，所以不可避免控制管路上有更多 的管接头，经过长时间工作后，空气管接头容易泄漏， 维护起来工作量大，并且在维护时会影响系统工作。遥 控阀的开关在控制台上或计算机控制，阀的开关位置通
向， 导致不能遥控阀门， 还由于液动驱动器上没有放气阀， 压压力时，该阀必须锁定在最后命令的位置上或导向关
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损失最小。因此， 阀门遥控系统还解决了有些场所船员不能随时进
为使余热更多地转换为机械功，必须首先设法减少余 损失。冷凝器虽然热量损失很可 观，但冷却水温度低，带走的
值不大，利用价值小。 要的工作危险，进一步保障了船员的安全，并保证了船
另外，降低余热锅炉排烟温度，即降低锅炉出口烟气
温度，会导致废气最大回收功 wmax (e1 e2 ) 的增加， 可靠性决定该船的安全和经济效益，现在各船公司对阀 减少锅炉外部 损失，但在决定锅炉排烟温度时必须 门遥控系统都已非常重视。 全面考虑经济上和技术上的可行性。 参考文献 (略 ) 阀门遥控系统一般有三种型式，即：气动式、液 动式和电 -液式。本文介绍三种阀门遥控系统它们的驱
到目前为止， 阀门遥控系统基本上有以下几种型式， 接到电磁阀。具体原理参考图 1和图 2：
接装在阀上或压力开关装在电磁阀箱内控制液压管上， 工作安全可靠。对该系统而言，缺点是：一般船厂均采
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图 3 滚动式阀门遥控系统
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图 4 滚动式阀门遥控系统
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过控制台上或计算机的指示灯显 示。 3 液动式阀门遥控系统 该系统的主要配置为控制系统、 液压泵站、电磁阀箱、液压驱动器 和阀。液压泵站可分为定量液压泵 和变量液压泵，电磁阀箱根据布置 场所可分为普通型和本安型，电 磁阀箱数量可为一个或几个。液动 式阀门遥控的工作原理也是通过公 共液压泵站液压泵工作，油泵输出 100～ 150bar液压油工作压力到电 磁阀箱中各个电磁阀，通过电磁阀的换向和液压油控制 管到液压驱动器控制阀门开关。 每套液压泵组配备二台液压泵，每台液压泵根据液 压工作压力设定自动起停和互为备用。液压泵站可选用 定量液压泵和变量液压泵，他们不同之处在于定量液压 泵要配备蓄压器，保证液压油的工作压力在范围内。变 量液压泵不需要配备蓄压器也能保证液压油工作压力， 具体原理见图 3和图 4： 由于是液压驱动器，液压油的工作压力高，一般从 电磁阀箱到每个遥控阀的液压驱动器的液压控制管采用 不锈钢多芯管。多芯管的优点在于控制管很少有卡套接 头， 保证控制管不会泄漏， 提高了遥控阀的工作可靠性。 它与气动式比较，管系更安全，同样对阀的安装位置无 要求，但由于有泵站、总管及管子多，维护工作量大， 并且由于电磁阀的功率太小，有时会造成阀不能正确换 导致液压管系中存有空气，使得遥控阀的操作时间一会 快一会慢，并在维护时也会影响到系统工作。 4 电 -液式阀门遥控系统 电 -液式阀门遥控系统和液动式阀门遥控系统相比 较，有所不同。它主要由每个阀单独的控制模块、油泵、 液压油缸和阀组成。工作原理和液动式相似，单独的油 泵正转或反转提供压力到液压驱动器控制阀门的开关。 具体原理参考图 5和图 6： 该系统最大的优点在于每个遥控阀单独控制 , 与气动 式和液压式比较，电缆取代了管系，维护方便、简单； 由于每个阀都有一个单独的动力头，在维护时不会影响 其他阀的工作，所以此系统工作更可靠；由于是电脑模 块控制，它可以做到阀的比列开度，更具有先进性，但 由于此系统是由电脑、模块、动力液压头组成，所以它 的投入也大，并且阀的安装位置一定是干式的，在有些 区域要配气动式或液动式。 三：阀门遥控系统中阀和执行器及船级社规范要求 执行器阀一般分为单作用和双作用，单作用执行器 是指一边是气缸或油缸驱动阀开， 另一边为弹簧关闭阀。 双作用执行器是指两边都是气缸或油缸驱动阀的开关。 而执行器阀都必须满足该船入级要求 , 所以我们 需要了解各船级社的规范要求 , 各船级社对该系统的要 求有所不同。以 ABS船级社为例，遥控阀如布置在舱底 水系统，要求当遥控阀失去控制电源和液压压力时，该 阀必须处于关闭状态或导向关闭，所以只能选择单作用 驱动器。而 BV船级社要求，当遥控阀失去控制电源和液 闭，所以要优先选择双作用驱动器和双相电磁阀。液压 泵站和液压式驱动器的材料和试验必须满足船级社的要 求，还有遥控阀必须提供就地的应急操纵。 综上所述， 大致介绍了各种阀门遥控系统的构成、 工作原理和安装后的使用情况，随着科学水平的不断发 展，会涌现更多的新技术发展阀门控制系统，作为造船 人员，只有不断地学习，与时俱进，才能掌握并利用新 技术，造出环保和安全要求越来越严格的船舶，使我国 的船舶事业早日赶上世界先进水平。 图 5 电 -液式阀门遥控系统（单作用）图 6 电 -液式阀门遥控系统（双作用）