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船舶機電故障可能引發碰撞、擱淺、觸礁等事故的發生，同時機電故障船舶也是港口維持安全營運的重大威脅。船舶機電設備錯綜復雜，數目繁多，完全杜絕機電設備故障發生并不現實。但部分機電設備故障不是突發的，而是在故障發生前已發生溫度、壓力、振動、絕緣等物理參數變化并通過警報提醒值班船員。如果值班船員無視這些警報，則設備可能在關鍵時段突發故障，從而造成重大損失。筆者從兩起本可避免的船舶機電故障案例進行分析，并提出船舶設備維護和減少機電設備故障發生的建議。2019年8月，上海某港區一艘大型集裝箱船由于主機失控，與靠泊船舶碰撞，造成兩船受損。2020年3月，一艘大型集裝箱船在碼頭前沿突發全船失電，在緊急拋錨后，控制了險情惡化。這兩艘船舶在事后接受PSC檢查中發現存在著共似的問題，即船員在關鍵性操作方面存在嚴重缺失，因而放大了機電設備故障船舶對水域安全帶來的風險。盡管這是兩起普通的機電設備故障船舶案例，但都是由于船員未根據預兆性警報做出及時反應，造成關鍵性設備進一步惡化，最終導致嚴重事故的發生。

一、案例情況及分析

1.主機失控發生碰撞案例。（1）事發經過。B輪為44459總噸、總長266.65米的集裝箱船，主機型號HyundaiWARTSILA10RT-FLEX82C，功率40680KW（102RPM）。2019年8月該輪在上海某港區靠泊預定泊位時，由于主機無法根據駕駛臺的指令起動操作，形成失控的緊迫局面，隨后撞向正在泊位裝卸作業的C輪，造成C輪船體破損，B輪船艏變形。（2）原因調查。B輪主機燃油系統采用電噴方式，主要部件由供油單元、共軌單元（共軌油管，ICU，VCU，安全閥，減壓閥等）、伺服油自清濾網、曲軸轉角傳感器、控制箱等組成。共軌油管內高壓燃油由燃油噴射控制單元（ICU）控制共軌閥向噴油器供油，當噴油嘴前部油壓超過噴油器針閥啟閥壓力（375帕）時，燃油通過噴油嘴向氣缸噴射。在共軌單元中設有“MEFUELRAILPRESSUREVERYLOW”和“LOWMEFUELRAILPRESSURE”警報，用來監控共軌單元的工況和泄漏情況。在PSC檢查中發現，B輪在與C輪發生碰撞前6小時內，該輪多次觸發上述兩項報警，但輪機值班人員未對這兩項警報采取任何措施。另外，由于B輪多次起動失敗，在當日14：44先后出現空氣瓶壓力低、主機起動失敗和起動鎖止等警報，并誘發碰撞事故發生。進一步檢查發現，船員不熟悉主機燃油泄漏報警測試，導致燃油系統存在泄漏故障報警，卻沒有及時發現，進一步延誤了處理工作。事后，船員檢查發現，主機燃油共軌管前的進油管接頭處發生泄漏（如圖1所示），通過更換新橡皮墊圈后，排除了燃油泄漏。經測試，成功消除上述有關燃油（3）延伸分析。該輪共軌單元由供油單元的高壓油泵供給600～900帕的高壓燃油，燃油共軌管內壓力根據主機負荷變化。油泵提升燃油共軌壓力是通過中間燃油蓄壓器，最終的共軌內的油壓是由供給油的數量以及噴射到氣缸內燃油數量決定的。油泵的流量由主機控制系統（WECS-9520）內設定壓力信號，通過電動執行器和連接桿系調節。蓄壓器上有兩個出口，它通過兩根高壓油管連接到燃油共軌。當燃油蓄壓器內壓力上升到1050帕時，超壓調節閥開啟把燃油釋放到燃油回油管。

2個傳感器提供燃油共軌壓力。的實時壓力數據，為了更快地響應動態油壓管理，任何對于速度控制的燃油指令的改變，都會被同時作為反饋送到控制回路。共軌油壓系統的壓力較高，在運行過程中一定要確保密封性良好，特別是進入噴油器的那段管路。如果發生泄漏，導致共軌油壓下降將影響柴油機的起動。極端情況下，若共軌油壓低于燃油閥開閥壓力380帕，可導致主機不能發火（只有在共軌油壓達380帕以上時，WECS-9520才發出噴油指令給ICU模塊），如圖2所示。該案中由于共軌油管前的進油管接頭處發生泄漏，導致共軌油管壓力不能維持在600～900帕，甚至低于380帕可導致主機起動失敗。當船舶進港時，由于主機頻繁起停，共軌內燃油壓力很難達到預定數值，甚至低于噴油器啟閥壓力，同時，因頻繁起動失敗（自動3次起動，其中第3次為加大油門桿刻度、延長起動時間的重起動），造成起動空氣壓力快速下降，更加惡化了起動困難的危害，導致碰撞事故發生。2.全船失電導致失控案例（1）事發經過。J輪為總噸14萬噸、總長超過365米的超大型集裝箱船，電站功率：4×3354千瓦。2020年3月，該輪在靠泊期間發生全船跳電，40分鐘后才恢復正常供電，造成船舶失控。所幸船長采取緊急拋錨方式，避免了碰撞事故發生。（2）原因調查。該輪在碼頭前沿準備靠泊時，由于440伏電源絕緣異常下降，觸發對發電機組、電站和電網的安全保護，出現了電站跳電。為了控制船舶，船長緊急拋左錨，但在使用錨機拉緊錨鏈時再次發生了跳電。在經過多次供電和自動跳電操作后，船員切斷左錨機電源，船舶恢復正常供電。船員在后續檢查中發現，左錨機電機已經燒損，如圖3所示。經安檢員檢查和驗船師檢驗確認，該船主電源由于位于艏甲板的左錨機電動馬達短路，對電網產生瞬時沖擊，導致主電源觸發安全保護，自動應急停止了運行中的主發電機。船舶440V電源絕緣異常下降、跳電和后續無法供電均因左錨機電機的故障導致。（3）延伸分析。進一步調查發現，2020年3月9日15：50觸發“W2DECKMACHABNORMAL”、“LVSWITCHBOARDABNORMAL”、“LVSB440VLOWINSULATION”等警報，其中“W2DECKMACH”指左錨機。在同日15：55，“W2DECKMACHABNOR-MAL”自行復位。船員據此認定為誤報警，未派員查明原因并采取措施。而在3月8日19：58，“W2DE-CKMACHABNORMAL”也曾在11秒鐘內激活并自行復位，船員同樣未采取任何行動。甲板機械電動馬達具有的低轉速、大扭矩、大電流等特點注定了該類馬達為適應性好、耐用性強的電器設備。盡管該馬達控制系統包含了短路、過載、缺相等保護，但一般響應時間大于電網保護的響應時間，導致在該馬達安全保護觸發之前就造成電網因瞬時異常過電流引起跳電。該輪是2019年5月交船的新船，船舶的硬件和控制系統經磨合逐漸趨于最佳狀態。不常見的甲板機械馬達出現故障預警時，如果船員不夠專業、不夠認真，就會錯過糾錯機會，導致更嚴重的后果。

二、警報系統的應用

根據《2009年警報器和指示器規則》可知，警報系通告需要注意的異常情況和狀態。警報按優先順序分為4種：緊急報警、報警、警告和當心。指示機器和電氣設備故障或其他異常狀況的警報應為僅次于緊急報警的報警級別。機器和電氣設備故障報警可分為設備故障報警和部分運行參數異常報警。當設備故障報警出現后，該設備必須停止運行或減低性能運行。如鍋爐極低水位報警，采用自動停爐的方式保護鍋爐不被燒損。又如，主機滑油低壓，采取主機自動停車或自動降速運行方式保護主機不發生嚴重故障。當運行參數遠程報警出現時，設備的溫度、壓力、絕緣、振動等參數變化偏離正常值，并超過報警值。通常這些設備仍然可以在短期內繼續運轉，值班人員應盡快查明原因并將這些設備參數調整到正常范圍內，否則情況可能進一步惡化，導致設備無法繼續運轉。如主機出現排煙溫度升高，并超過報警值時觸發警報，但此時主機仍可正常運轉，若值班人員不及時查明排煙溫度升高的原因并進行維修或調整，持續升高溫度的主機排煙將會使主機排氣閥、廢氣渦輪增壓器等受到重大影響，直至主機無法繼續運行。上述兩個機電設備故障的案例，實質上是在設備運轉時出現了與運行參數異常的警報，警報出現時未直接影響設備的正常運轉，但船員未及時排除警報并查找警報觸發的原因，致使設備運轉狀況持續惡化，導致在船舶靠離泊關鍵時間突發故障，嚴重影響船舶安全運行，造成嚴重安全后果。

三、案例建議與思考

隨著船舶工業技術的蓬勃發展，越來越多新興的自動化技術在船舶得到廣泛應用，其中很多新技術出現在高級船員取得適任證書之后，如果船員知識更新培訓不到位，或者船員自學能力不強，不能很好地熟悉新設備的應用和管理，就會對船舶安全構成很大的隱患。因此，航運院校、培訓機構、航運公司等應加強船員知識更新培訓，確保船員熟悉關鍵設備的管理要點和應急處置。另外，船員的責任心對船舶安全管理至關重要，甚至超過設備本身。機電設備突發故障有時毫無跡象可尋，但更多的時候會通過警報、異響、震動、壓力或溫度變化等預警。上述兩個案例中，如果船員在正常運轉的設備出現警報后，能盡責履職，并及時處理各種警報，認真做好抵（離）港檢查，就會避免事故或險情發生。

四、結語

在船舶管理方面，特別是船員在關鍵操作方面存在明顯缺陷將會給船舶安全帶來隱患，如果處理不當，將可能造成嚴重后果。建議航運公司和船檢機構加強船舶關鍵設備的維護保養和船員故障處理的驗證，加強對船舶重要設備警報的及時處理和關鍵設備及部件的定期維護保養檢查。

作者:楊海兵 趙林 單位:浦東海事局