基于重油為燃料的航運燃油消耗測控裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃油檢測裝置，尤其涉及一種航運燃油重油的消耗測控裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前航運領(lǐng)域?qū)Σ裼蜋C(jī)故障智能診斷、油耗計量、能耗監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新能力不足。船舶屬高耗能設(shè)備，船舶燃油費用已占到船舶營運成本的50%以上，近幾年世界原油價格過快上漲，各經(jīng)營者為了追求企業(yè)的更大經(jīng)濟(jì)效益，船東及租船人對燃油使用費用越來越關(guān)注。在一些船舶運輸過程中，承運方很難做到對船舶燃油消耗狀況的全程跟蹤和監(jiān)管，船員盜取燃油等資源現(xiàn)象時常發(fā)生；船舶營運平均能效指數(shù)(EEOI)的計算所需的船舶燃油消耗也仍然采用人工申報的方法，不能確保油耗采集的準(zhǔn)確性、及時性和可信度。航運公司和行業(yè)主管部門均迫切需要一種能自動監(jiān)測船舶各種燃油消耗的傳感和計量手段。受人為因素影響，出現(xiàn)少測量或不測量就結(jié)算，或少報、多報等做法。不能確保船舶油耗數(shù)據(jù)實時性和精確性，管理人員迫切需要一種更加可靠的方法檢測和監(jiān)控船舶使用燃油的情況。
[0003]燃油消耗率是柴油機(jī)的重要技術(shù)參數(shù)，是評價柴油機(jī)性能及其經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)之一。通過燃油消耗率的變化，除可準(zhǔn)確把握船舶能耗狀況、促進(jìn)船舶能效管理水平的提升夕卜，還可以此來分析柴油機(jī)技術(shù)狀況，制訂預(yù)防性檢修計劃。對于營運船舶要準(zhǔn)確測量柴油機(jī)的燃油消耗具有諸多不確定因素，如粘度的變化、溫度的變化、燃油品種的變化、燃油的回流等使得燃油消耗的測量精度降低。
[0004]目前航運企業(yè)的船舶大多使用重油作為船舶的主要消耗能源，現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題之一:尚未配備具有重油的自動計量燃油消耗、數(shù)據(jù)存儲和傳輸功能的監(jiān)測系統(tǒng)，多采用人工測量與按航次申報的方法，沒有構(gòu)建規(guī)范的船舶能耗狀況遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，不能滿足有效實施船舶能效管理體系的需要?，F(xiàn)有技術(shù)中存在的問題之二:當(dāng)油箱儲油量不足時，而用油設(shè)備中的副油箱儲油量有限，則導(dǎo)致油耗較大的用油設(shè)備將迫使停止工作，而油耗較小的用油設(shè)備還能維持一段時間工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的任務(wù)之一在于提供一種基于重油為燃料的航運燃油消耗測控裝置，其能實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和準(zhǔn)確檢測與計量，且能將耗油量較小的用油設(shè)備中的重油調(diào)用至耗油量較大的用油設(shè)備中，對船用燃油檢測的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行工藝上合理分析。
[0006]為實現(xiàn)上述任務(wù)之一，本發(fā)明的基于重油為燃料的航運燃油消耗測控裝置采用如下技術(shù)方案:
包括:油箱、油泵、總渦輪流量計、數(shù)據(jù)處理模塊、無線模塊、終端模塊；油箱、油泵、總渦輪流量計依次連接，總渦輪流量計、數(shù)據(jù)處理模塊與無線模塊依次電性連接，無線模塊與終端模塊無線連接；還包括一個或多個用油設(shè)備；
當(dāng)用油設(shè)備為一個時，用油設(shè)備與總渦輪流量計連接；
當(dāng)用油設(shè)備為多個時，還設(shè)有若干數(shù)量與用油設(shè)備相同的分渦輪流量計，用油設(shè)備與分渦輪流量計一一對應(yīng)，且分渦輪流量計的一端與其對應(yīng)的用油設(shè)備連接，分渦輪流量計的另一端均與總渦輪流量計連接，分渦輪流量計還均與數(shù)據(jù)處理模塊電性連接。
[0007]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，該數(shù)據(jù)采集模塊的信號輸入端與總渦輪流量計電性連接，數(shù)據(jù)采集模塊的信號輸出端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端連接，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端與無線模塊電性連接。
[0008]優(yōu)選的，用油設(shè)備的數(shù)量、分渦輪流量計的數(shù)量均為兩個，所述用油設(shè)備包括第一用油設(shè)備、第二用油設(shè)備；分渦輪流量計包括第一分渦輪流量計、第二分渦輪流量計，第一用油設(shè)備與第一分渦輪流量計的一端連接，第二用油設(shè)備與第二分渦輪流量計的一端連接。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，還包括有第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥、第四截止閥；油箱、第一截止閥、油泵、第二截止閥、總渦輪流量計依次連接；第一用油設(shè)備、第三截止閥、油泵、第四截止閥、第二用油設(shè)備依次連接。
[0010]本發(fā)明的任務(wù)之二在于提供一種可遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺準(zhǔn)確檢測與計量在船舶中重油的消耗量的航運燃油消耗測量與監(jiān)控的方法。
[0011]為實現(xiàn)上述任務(wù)之二，本發(fā)明的基于重油為燃料的航運燃油消耗測控方法采用如下技術(shù)方案:
包括如下步驟:
步驟a:打開第一截止閥、第二截止閥，啟動油泵，油泵將重油從油箱中抽出，并輸送至總禍輪流量計；
步驟b:總渦輪流量計對油泵抽出的重油進(jìn)行測量，并將經(jīng)測量后的重油分流至各分渦輪流量計；
步驟c:分渦輪流量計測量來自總渦輪流量計分流重油的流量，并將測量后的分流重油輸送至對應(yīng)的用油設(shè)備供其使用；
優(yōu)選的，還包括步驟d:
總渦輪流量計將測量的流量數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理模塊將處理好的數(shù)據(jù)傳送至無線模塊；且無線模塊將處理好的數(shù)據(jù)無線發(fā)送至終端模塊。
[0012]優(yōu)選的，還包括步驟e:
分渦輪流量計將測量的分流流量數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理模塊將處理好的數(shù)據(jù)傳送至無線模塊，且無線模塊將處理好的數(shù)據(jù)無線發(fā)送至終端模塊。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:采用油箱、油泵、總渦輪流量計、分渦輪流量計、數(shù)據(jù)處理模塊、無線模塊、終端模塊的連接關(guān)系，可實現(xiàn)在船舶燃油消耗遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺中重油的準(zhǔn)確檢測與計量等關(guān)鍵技術(shù)，以實現(xiàn)船舶能耗數(shù)據(jù)實時采集，定時對船舶燃油消耗進(jìn)行匯總統(tǒng)計，以便合理安排加油港、合理設(shè)計航線和航速、制訂科合理的船舶柴油機(jī)預(yù)防性檢修計劃，從而減低公司船隊燃油消耗的整體水平，促進(jìn)船舶能效管理體系的有效實施。采用第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥、第四截止閥以及油泵的連接關(guān)系，可實現(xiàn)將耗油量較小的用油設(shè)備中的重油調(diào)用至耗油量較大的用油設(shè)備中。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的基于重油為燃料的航運燃油消耗測控裝置的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的基于重油為燃料的航運燃油消耗測控裝置的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
參照圖1，本發(fā)明提供的基于重油為燃料的航運燃油消耗測控裝置，包括:油箱1、油泵2、總渦輪流量計3、數(shù)據(jù)處理模塊4、無線模塊5、終端模塊6 ;油箱1、油泵2、總渦輪流量計3依次連接，總渦輪流量計3、數(shù)據(jù)處理模塊4與無線模塊5依次電性連接，無線模塊5與終端模塊6無線連接；
油泵2為雙向液壓泵，油泵2可以但不限于采用變頻器調(diào)節(jié)油泵2抽取功率與轉(zhuǎn)動方向，當(dāng)油泵2轉(zhuǎn)動方向為正向時，向油箱I內(nèi)抽取重油，經(jīng)過總渦輪流量計3后，該總渦輪流量計3向數(shù)據(jù)處理模塊4反饋實時流量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊4將該數(shù)據(jù)處理后變成無線信號傳送至無線模塊5，無線模塊5將該無線信號發(fā)射至終端設(shè)備；終端設(shè)備獲得信號數(shù)據(jù)后，可實現(xiàn)在船舶燃油消耗遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺中重油的準(zhǔn)確檢測與計量，以實現(xiàn)船舶能耗數(shù)據(jù)實時采集，定時對船舶燃油消耗進(jìn)行匯總統(tǒng)計，以便合理安排加油港、合理設(shè)計航線和航速、制訂科合理的船舶柴油機(jī)預(yù)防性檢修計劃，從而減低公司船隊燃油消耗的整體水平，促進(jìn)船舶能效管理體系的有效實施。
[0016]還包括一個或多個用油設(shè)備7，當(dāng)用油設(shè)備7為一個時，用油設(shè)備7與總渦輪流量計3連接；總渦輪流量計3將測量后的重油輸送至用油設(shè)備7供其使用；
當(dāng)用油設(shè)備7為多個時，還設(shè)有若干數(shù)量與用油設(shè)備7相同的分渦輪流量計8，用油設(shè)備7與分渦輪流量計8 一一對應(yīng)，且分渦輪流量計8的一端與其對應(yīng)的用油設(shè)備7連接，分渦輪流量計8的另一端均與總渦輪流量計3連接，分渦輪流量計8還均與數(shù)據(jù)處理模塊4電性連接。分渦輪流量計8測量來自總渦輪流量計3分流重油的流量，并將測量后的分流重油輸送至對應(yīng)的用油設(shè)備7供其使用；分渦輪流量計8將測量的分流數(shù)據(jù)向數(shù)據(jù)處理模塊4反饋實時流量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理模塊4將該數(shù)據(jù)處理后變成無線信號傳送至無線模塊5，無線模塊5將該無線信號發(fā)射至終端設(shè)備；
如圖1圖2中所示的數(shù)據(jù)處理模塊4由數(shù)據(jù)采集模塊41以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊42組成，該數(shù)據(jù)采集模塊41的信號輸入端與總渦輪流量計3電性連接，數(shù)據(jù)采集模塊41的信號輸出端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊42的信號輸入端連接，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊42的信號輸出端與無線模塊5電性連接。
[0017]數(shù)據(jù)采集模塊41采用C2000 KAI2，其具有高性價比且穩(wěn)定可靠的模擬量采集設(shè)備。具有兩路0~20MA電流采集功能。采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus RTU通訊協(xié)議，可以通過RS485總線進(jìn)行遠(yuǎn)程模擬量采集。具有良好的擴(kuò)展性能，使用方便。還可以通過方便、靈活的級聯(lián)方式，靈活地通過M244、M281、M2IA、M2VA等具有聯(lián)網(wǎng)功能的采集設(shè)備低成本實現(xiàn)以太網(wǎng)接入，并實現(xiàn)各種數(shù)字量、模擬量的組合擴(kuò)展采集。各設(shè)備間的信號傳遞采用Modbus協(xié)議，把流量計的輸出4~20mA模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
[0018]流量計采用All通道，數(shù)據(jù)在All通道上處理，之后數(shù)據(jù)采集器連接C2000RS232-RS485/422串口轉(zhuǎn)換器，并通過RS232-USB串口連接到電腦，完成數(shù)據(jù)初步收集。
[0019]無線模塊5包括ZigBee無線模塊、W1-FI直通模塊、藍(lán)牙無線模塊中的任一種或其組合，
ZigBee無線模塊有低功耗、低成本、低速率、短時延等特性在低耗電待機(jī)模式下兩節(jié)5號干電池可支持一個節(jié)點工作6?24個月，甚至更長。這是ZigBee的突出優(yōu)勢。ZigBee工作在 20 ?250kbps 的速率，分別提供 250 kbps (2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和 20kbps (868MHz)的原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。傳輸范圍一般介于10?10m之間，在增加發(fā)射功率后，亦可增加到I?3km。這指的是相鄰節(jié)點間的距離。如果通過路由和節(jié)點間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點，最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點；同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)