前言
船舶发电机及原动机是船舶机电设备的重要组成部分，它的运行状态对船舶运行的可靠性和安全性起着决定性的作用。船舶航行中突发发电机及原动机故障时，易造成全船失电，船舶失去动力，仅能依靠应急电源对船舶方向进行控制，特别是在狭窄水道航行时，易发生碰撞、搁浅等事故。
自4月7日以来，交通运输部海事局在全国范围内开展预防船舶机电设备故障专项行动。接下来，小编将介绍船舶运营中较少关注的船舶主电源容量问题，详细阐述一起船舶航经狭窄水道船舶电网过载失电故障案例。此案例将揭示大型船舶进入狭水道时加强船舶电网管理重要性，以预防船舶失电。
故障险情概况
近日，C轮（船长396米，总吨176435，首吃水7.4米，尾吃水9.7米，载货4965TEU，船上人员32人）进港航经深圳西部航道，刚完成转向，船舶发电机故障，全船失电，失电时航速8.5节。0006时，应急发电机启动，应急配电板正常进行供电，舵机恢复，重新启动所有与发电机相关的设备。0009时船舶主机仅恢复慢速。0106时，在四艘拖轮协助下安全靠妥泊位。
船舶失电原因
船舶电网过载是本次船舶失电的直接原因。
（一）船舶电网、船舶主电源容量分析
C轮配备4台发电机，生产商HYUNDAI HIMSEN，NO.1和NO.4功率均为3840KW，NO.2和NO.3功率均为3300KW，主电源容量14280KW，采用自动化电站管理系统。当日进港时，船舶3号发电机按照维护保养计划吊缸检修，检修时间为15天，1号，2号，4号发电机组并车运行，承载负荷能力为10980KW。航经航道转向点时，4号发电机燃油喷射控制系统故障，发电原动机超速运转，触发飞车警报停车，自动解列。1号和2号发电机不能满足船舶电力负荷需求，船舶电网过载，全船失电。
根据电力负荷计算书（如图1所示），船舶进出港机动航行时，主要电力负荷包括连续电力负荷，间断负荷，脱硫塔（闭式）负荷，冷藏集装箱负荷（全负荷为1200个冷藏箱），使用侧推情况下负荷，共计10349KW，需要3台发电机组并车运行才能提供足量负荷。
图1 船舶电力负荷计算书
进入航道时，冷藏集装箱负载只有总负载的10%，约为520KW，其余连续负载和间断负载7832.5KW，总负载8352KW。船舶在NO.3发电机大修的情况下，进入航道时发生NO.4发电机故障，剩余NO.1和NO.2发电机仅能提供7140KW的主电源容量，不能满足船舶负载要求，船舶电网过载，船舶失电。
（二）发电机故障原因
NO.4号发电机，生产商HYUNDAI HIMSEN，型号7H40，额定功率3840KW。事发时NO.4发电机燃油喷射电磁阀膜片（图2所示）破损。
图2 燃油系统喷射电磁阀膜片
根据该发电机燃油喷射系统示意图（图3），该组件为示意图中的4故障。
图3 发电机燃油喷射系统示意图
燃油喷射系统主要作用为：当负荷瞬时增加时，防止燃烧室中喷射的燃油量多于供气空气可以燃烧的量，防止发电柴油机冒黑烟。工作原理为：当船舶电网负荷增加时，燃油供应瞬时增加，调节杆1和2上升，与活塞3的活塞杆接触后连通电路，电磁阀4接电后，电磁阀开启压缩空气进入发电柴油机透平进行短时补充供气，供入时长3-8秒（根据负荷的变化量时间不同，负荷增加越大，空气时间越长）。供气时，供气接收器储存一定空气后，推动活塞3上行，活塞杆与调节杆脱离，电路断开，发电柴油机短时补充供气结束。当短时供气超过10秒时，发电机将会进行“燃油喷射系统故障”报警。NO.4发电机燃油喷射电磁阀膜片破损，空气持续供入NO.4发电柴油机，激发“燃油喷射系统故障”报警，同时发电机飞车保护停车，NO.4发电机从电网解列。船舶供电由NO.1和NO.2发电机供电。
其他狭窄水道船舶失电案例
“DALI”轮巴尔的摩市撞桥事故（图4）
图4 “DALI”轮碰撞视频截图（图片来自网络）
当地时间2024年3月26日凌晨，悬挂新加坡国旗的“DALI”轮撞上美国马里兰州巴尔的摩市弗朗西斯·斯科特·基大桥（Francis Scott Key Bridge），造成大桥坍塌，8人落水，其中2人被救出。事发时船舶发生全船失电。
预防船舶电网过载失电检查案例
SOLAS公约要求发电机的容量应满足：“发电机组的容量，应是当任一发电机组停止供电时，仍能对正常推进操作和安全所必需的设备供电。同时至少包括烹调、取暖、食品冷冻、机械通风、卫生和淡水等设施的最低舒适居住条件也应得到保证。”当船舶一台或多台发电机不能使用时，剩余发电机电源容量易出现不满足公约的要求，如未对侧推等大功率设备使用进行限制，易发生船舶电网过载失电。通过对船舶主电源容量开展预防性检查和制定预防措施，以避免船舶电网过载失电。
2024年4月，深圳海事局PSCO在对“Y”轮进行检查时，发现船舶配备4台发电机，其中NO.1发电机故障（图5）不能使用。
图5 NO.1发电机故障不能使用（本体被击穿）
根据船舶电力负荷书（图6），对该轮进行电力负荷核算。该船单台发电机功率为2100KW，电源总容量8400KW，装载80个冷藏集装箱，根据电力负荷计算书，船舶进出港机动航行，使用侧推时的总功率为4231KW，需要3台发电机并车运行，才能满足全船负载需求。但船舶仅有3台发电机使用，而无备用发电机，不满足公约要求。
图6 Y轮电力负荷计算书
经与船舶沟通和确认后，开具缺陷：在NO.1发电机故障时，船舶未对进出港操作做出特别安排。船舶提出如下预防船舶失电措施：
2024年5月，M轮主动报告单台发电机故障，经核算，同样不满足船舶主电源容量要求，进出港措施特别是侧推装置的使用参考上述检查案例执行。
安全监管建议
（一） 重视船舶电网过载船舶失电问题
当前，船舶电站自动化管理程度高，船舶电源容量问题，一直以来较少关注。应该认识到，在船舶单台或多台发电机故障时，船舶电站自动解列等措施，不能有效避免船舶电网过载全船失电。
（二） 合理制定船舶发电机维护保养计划
合理规划发电机维护保养计划，建议发电机大修安排在海上航行时进行，尽量避免在港期间对船舶发电机组进行大修，确保发电机组电源容量足够。
（三） 制定预防船舶电网过载措施
建议船舶进出港时，特别是进入狭窄水道时，如有发电机不能使用，需根据船舶电力负荷计算书核算，确定能否使用侧推装置。船舶进港前需要提前将信息告知引航员，必要时增派拖轮协助进出港。
（四） 加强船舶失电后的应急管理
建议船舶加强船舶应急电源管理和船舶失电应急演练。确保船舶失电后，应急发电机启动并向舵机等应急设备供电，控制船舶方向，同时为恢复动力提供充足的缓冲时间。加强应急演练，确保船舶主电源尽快供电，恢复船舶推进动力。加强与引航、码头信息沟通和协调，优化拖轮使用措施，必要时，利用拖轮控制船舶。
来源：深圳海事
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