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二、轮机模拟器实验室

(一)实验项目

轮机模拟器可实现主柴油机及其推进系统、主机遥控系统、压缩空气系统、机舱污水系统、压载水系统、中央冷却水系统、蒸汽系统、燃油系统、滑油系统、分油机、电站系统、集中监测系统及主机工况监测系统等14个系统的仿真,可以模拟实船各种机电设备工况,设置常见故障,锻炼学生分析问题和解决实际问题的能力。轮机模拟器实验室还按照真实船舶操作训练要求搭建了集驾驶台、机舱和电站操作的综合虚拟现实仿真系统,可同时满足航海技术、轮机工程、船舶电子电气工程专业学生进行驾驶台资源管理、机舱资源管理的跨专业综合训练,实现了资源共享、专业互动。轮机模拟器开设虚拟仿真实验项目96项,其中综合性实验37项、验证性实验21项、设计性实验4项、创新性实验3项、技训性实验31项,实验学时148学时,该实验室每年面向的受训人员1000余人,年人时数18700人学时。

轮机模拟器实验室开设实验项目一览表

序号

实验项目

实验学

类型

1

冷船起动

应急发电机的启动运行

验证性

2

主发电机的启动运行

验证性

3

主电源与应急电源或岸电的切换

验证性

4

备车操作~定速航行

发电机组的备车操作

综合性

5

主机备车操作

综合性

6

主机起动及操纵

综合性

7

主机定速航行

综合性

8

主机工况分析

综合性

9

应急操作

主机的机旁操纵(起动、加速、减速、停车、换向)

综合性

10

主机的紧急操纵(越控、取消限制、应急停车)

综合性

11

主机的应急运行(单缸停油、抽除活塞、停增压器运转、超速超负荷运行)

综合性

12

全船失电的应急措施

综合性

13

发电机并网运行时单机跳闸的应急措施

综合性

14

自动并车失败手动并车

综合性

15

舵机的应急操作

综合性

16

主机故障分析及其排除

技训性

17

发电机故障分析及其排除

技训性

18

船舶电站故障分析及其排除

技训性

19

自动化设备及系统的故障分析及排除

技训性

20

燃、滑油系统及其设备的故障分析

技训性

21

海、淡水系统及其设备的故障

技训性

22

锅炉与蒸汽系统及其设备的故障分析

技训性

23

压缩空气与主机操纵系统及其设备的故障分析

综合性

24

其它系统及其设备的故障分析

综合性

25

温度测量仪表的使用保养

2

技训性

26

最大爆发压力测量

1

设计性

27

压缩压力测量

1

验证性

28

柴油机示功图测录与分析

1

综合性

29

电子示功装置使用

技训性

30

用接触式转速表测量平均转速

1

技训性

31

用非接触式转速表测量平均转速

1

技训性

32

舵机的起动与停用

验证性

33

舵机系统日常管理

验证性

34

舵机试验与调整

验证性

35

舵机的应急操作

验证性

36

运用断电查线法寻找电气控制箱的故障点,并排除故障

1

综合性

37

运用带电查线法寻找电气控制箱的故障点,并排除故障

1

综合性

38

电气控制箱的磁力启动器控制线路装配、调试

1

综合性

39

简单电子控制线路识图

设计性

40

电子元器件的功能测试

设计性

41

简单电子控制线路的功能测试

1

设计性

42

船舶电力系统自动空气断路器的维护、主要故障的判断及排除

1

技训性

43

船舶电力系统发电机外部短路、过载、失(欠)压和逆功率故障的判断

技训性

44

船舶电力系统发电机组无功功率分配装置故障的判断及排除(均压线、电压调整装置)

1

技训性

45

船舶电力系统同步发电机的自励恒压装置与发电机组的无功功率分配手动调节

1

技训性

46

船舶电站主配电板安全运行管理

1

综合性

47

船舶电站发电机主开关跳闸的应急处理

综合性

48

船舶电站船舶应急配电板与应急发电机功能试验

1

验证性

49

船舶电站岸电箱的使用及其功能试验

1

验证性

50

船舶电站船舶自动化电站安全运行管理

综合性

51

电动差压变送器的使用操作与调整

1

综合性

52

PID调节器的使用操作与调整

1

综合性

53

船舶自动化显示仪表的使用操作

1

验证性

54

船舶燃油粘度控制系统的操作与管理

1

验证性

55

船舶辅锅炉燃烧时序控制系统的操作

1

验证性

56

船舶分油机自动控制系统的操作

综合性

57

主机遥控系统气动阀件的识别

1

验证性

58

主机遥控系统气动操纵系统图的识读

1

验证性

59

主机遥控系统主机的起动与停车操作

1

综合性

60

主机遥控系统主机的换向与制动操作

1

综合性

61

主机遥控系统加减速速率限制、程序负荷限制及主机转速限制实验

1

综合性

62

主机遥控系统安全保护模拟试验

1

创新性

63

主机遥控系统的参数调整

创新性

64

主机遥控系统常见故障的分析与排除

1

技训性

65

机舱监视与报警系统的使用操作

技训性

66

机舱监视与报警系统开关量报警试验

1

技训性

67

机舱监视与报警系统模拟量报警试验

1

技训性

68

机舱监视与报警系统模拟量参数的读取与报警值的整定

1

创新性

69

机舱监视与报警系统曲轴箱油雾浓度监视装置的使用操作

综合性

70

机舱监视与报警系统火警探测装置的使用操作

1

综合性

71

主机暖机的操作

1

综合性

72

主机备车时的滑油系统的操作

1

综合性

73

主机备车时的燃油系统的操作

1

综合性

74

主机备车时的冷却系统的操作

1

综合性

75

主机的起动与试车

1

验证性

76

船舶主机动车后的参数检测和调整

2

验证性

77

船舶主柴油机定速后的巡回检查

2

验证性

78

主机完车操作

2

验证性

79

发电柴油机起动前的准备工作

1

验证性

80

发电柴油机的冲车、试车与起动

2

验证性

81

油水分离器的正确操作

1

验证性

82

油水分离器的运行管理与停车

1

综合性

83

主压缩空气系统的操作

1

综合性

84

分油机的起动运行管理操作

1

综合性

85

活塞式空气压缩机起动、管理与停用

1

技训性

86

锅炉点火前的准备工作

1

技训性

87

辅锅炉的点火升汽操作

2

技训性

88

辅锅炉的运行管理

2

技训性

89

辅锅炉停火操作

2

技训性

90

机舱值班人员的通信与沟通

2

技训性

91

机舱与驾驶台的通信与沟通

1

技训性

92

轮机部与公司职能部门的通信与沟通

1

技训性

93

轮机部与其他人员的通信与沟通(包括加装燃润料人员、备件及物料供应人员、PSC/FSC检查官、验船师、修造船厂工程师等)

4

技训性

94

机舱检修工作中轮机长、轮机员之间的协调与配合

3

技训性

95

常规工况下轮机长、轮机员之间的协调与配合(包括备车与完车、机动航行、正常航行、锚泊、靠港作业、雾中航行、加装燃润料)

4

技训性

96

应急情况下轮机长、轮机员之间的协调与配合(包括主机故障、舵机失灵、全船失电、恶劣海况、搁浅、碰撞等)

4

技训性

(二)功能及效果

轮机模拟器是利用计算机技术对船舶机电设备及其系统的运行状况建立数学模型,进行软件编程,实现设备操作、值班和故障判断及排除的现代化模拟教学设备。通过训练可使学员获得机舱设备的各种知识。如:机舱里多种机电设备如何相互联系而组成整个柴油机动力装置系统;计算机控制的机舱自动化系统的功能和使用管理方法;机舱各种工况下的操纵管理方法以及自动化机舱中的监测报警、通讯显示、打印记录等。轮机模拟器具有以下功能:

1.日常运行管理。正常备车及瘫船起动,驾机联系及交接班;主推进动力装置的运行管理;辅助装置的运行管理(包括发电机、锅炉等);主机遥控系统的运行管理及集中监视报警系统的日常操作;主机冷却水、燃油、滑油等系统的管理;自动电站的使用管理与监控调节;油污水处理及油水分离器操作管理及排放,压载水系统的操作。

2.应急措施。主机的应急操作包括机旁操作、紧急操纵、紧急运行、超速、超负荷运行、发电机突然失电跳闸的应急措施及发电机手动应急并车:应急发电机起动及应急供电。

3.故障分析及排除。主机故障分析及排除;发电柴油机、发电机及电站故障分析及排除;系统及系统中的设备故障分析及排除;轴系与螺旋桨故障。

4.综合性训练。在训练时,可改变对象的运行速度,缩短训练时间。与实船训练系统相比,模拟器没有庞大的机舱机械设备(一台主机要以百万美元计)。所以模拟器不仅节省了大量的投资费用,而且在维持正常运转中不消耗大量的燃油、蒸汽、水电等,可大大节省能源和日常维持费用,模拟器的训练费用仅是实际训练所需的1/8-1/10。模拟器同时还设置了一定数量的故障点,故障以故障树的形式出现,训练时考核学生的综合操作能力和实际分析能力,通过对典型事故的反复分析,在短时间内学会与积累前人的经验教训,通过训练的学员感到真切并能熟记。

5.机舱设备的正确操作程序。轮机模拟器对机舱主要设备(如主柴油机、电站、辅锅炉、空压机等)均设有先进的自动控制系统,这些控制系统与物理系统工作方式相同。

6.故障设置与处理。在轮机模拟器上可反复设置故障,观察现象,分析故障出现的先兆、后果。训练应急处理的方法。无论是设置的或是误操作引起的故障,不加处理,让其自行扩散与发展,以训练故障的分析能力,从而有利于学员掌握系统原理和培养应变能力。

7.实船仿真。轮机模拟器对其母船机舱主要设备的操作、控制、状态、参数和声响进行高度仿真。因此,培训人员在模拟器上进行机舱各设备和系统的操作管理、运行管理、值班等各方面的训练,达到与实船相同的训练效果。

8.高危训练。在实船上不敢轻易进行的某些操作,或者很难遇到的一些危险事故,在模拟器上都可以容易地模拟出来。如主机紧急刹车、主机应急运行、主机扫气箱着火、主机咬缸、机舱着火、机舱进水、全船停电等等,都可反复进行模拟操作。实践证明,应急操作和危险事故的处理对轮机员是一项很重要的锻炼。

9.训练效果评估。轮机模拟器的训练程序和项目能适应不同实践水平和理论水平的各类学员。如对"操作级"学员的培训可主要进行由定速航行到进港完车,机舱各设备和系统的操作管理等训练。如对"管理级"学员则可进行自动控制系统、故障分析及排除等方面的培训。轮机模拟器管理软件实时监控和定时记录学员的实操情况,用人机交互方式操纵模拟器的运行.在训练过程中改变压力、温度等运行参数。同时用模拟器根据实操项目的评估标准及规范对学员的实操情况进行评估,科学、客观地得出评估结果,以满足STCW公约提出的利用模拟器对船员的任职技能水平进行评估的要求。

10. 科研应用。由于模拟器各运转参数之间的关系是随机的,在模拟器上对一些研究课题进行试验,比在实船上进行更方便、经济和安全,例如:对最佳经济航速的选择、采用不同品种的燃油对主机运转的影响、冷却水温度对主机的影响、有关船舶操纵性能的研究和改进措施等。

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