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高原條件下柴油機發(fā)電機組排除故障及維修保養(yǎng)的方法
摘要分析增壓工頻柴油發(fā)電機組在地處高寒、缺氧地區(qū)難啟動,故障率高,可靠性不易保證的原因,簡要介紹高原條件下柴油機發(fā)電機組排除故障及維修保養(yǎng)的方法。
增壓工頻發(fā)電機組構成
(1 )傳動系統機組以柴油機為動力,通過彈性圈、柱銷、聯軸器驅動發(fā)電機,由控制屏控制、監(jiān)視、調整發(fā)電機的輸出電壓,并向外供電。
(2)電氣系統機組電氣系統視所配發(fā)電機的電氣原理(或發(fā)電機組型號)而定。
主電路作為機組電能輸送電路,由發(fā)電機定子輸出端(U、V、W、N)引出于接線板上。
測量電路由工頻電流表、工頻電壓表、頻率表、轉換開關等組成,用于量測電路中的電流、電壓和頻率值,轉換開關的手柄轉至不同位置,可以從電壓表上量得主電路中對應相位上的線電壓值。
柴油機電路由蓄電池、起動電動機、充電發(fā)電機、繼電調節(jié)器、電鎖開關、啟動按鈕等部件經導線連接組成,用做機組的啟動和正常工作時自動穩(wěn)壓、過載保護和對蓄電池充電。
發(fā)電機組工作條件
機組在下述高原條件下能輸出額定功率的47%,并能可靠工作:海拔4000、4800m;環(huán)境溫度為4℃;機組應可靠接地,接地線應和發(fā)電機接地螺釘連接牢固。檢查各電氣連接部位接觸是否良好,并排除發(fā)柴油機應采取低溫啟動措施,發(fā)電機低速運轉min左右,待機油油溫高于45℃、水溫升至55℃時,發(fā)電機才能正常工作
冷機啟動前的準備和檢查機組如果幾小時或幾天沒有啟動,必須檢查蓄電池是否還有足夠的電能。檢查散熱器是否有足夠的防凍液。如果加水,以加熱水為好,防止沖結。
機組內外各部件上的灰塵和污垢,重點是控制屏內儀表板及發(fā)電機炭刷、集電環(huán)等,灰塵時嚴禁用帶油物擦拭。盡量以填代挖,以減少對原地面熱擾動。禁止損毀施工處所的植被。鉆機底座下發(fā)動機散熱部分鋪設聚苯烯泡沫塑料隔熱板,以減少對地基土的熱侵人護筒埋人多年凍土一定深度,成樁后不拆除護筒,保護樁基的穩(wěn)定性在鉆孔樁附近設移動式鋼制泥漿沉淀池避免泥漿外流,廢漿運至設計或地力環(huán)保部門指定的地點妥善處理混凝土拌和站應設置在距線路200以遠的亻氐含冰量地帶,避免冬季原材料加溫造成熱效應破壞多年凍土環(huán)境,混凝土摻入低溫早強耐久混凝上外加劑,降低冰點,減小熱機組維護
檢查機組各連接緊固件是否可靠,有無松動或缺件。檢查控制屏內各電氣元件連接線是否牢固,排除松動或脫焊現像。用5開V兆歐表(額定電壓低于1傭v者用250 v兆歐表)檢查機組各獨立電氣回路對地電阻及回路間的絕緣電阻,測量時,各開關處于接通位置,半導體器件、電容器等均應拆除或短接。測得電阻應不小于2 (C),如發(fā)電機受潮在運行前必須進行干燥處理檢查柴油機油底殼內機油的存量及機油是否變質,油量不足時應添加至規(guī)定油面位置,變質或污濁的應更換。
現的故障和不正?,F象,接觸不良、短路或斷路等各種事故發(fā)生。
排除機組故障殼體帶電原因是接觸不良、絕緣電阻過低,相線與機殼相碰排除方法:0用5開V兆歐表測量絕緣電阻,電阻值低于1MO時應檢查機組內線路絕緣有無損壞使接地線、接零線接觸良好檢查線路,接好斷線處或更換導線。
空負荷時,電壓表無讀數或達不到額定值用萬用表測量發(fā)電機輸出端,判斷是否有額定電壓,如有,說明電表損壞或接線有斷處。勵磁電路故障檢查并測量勵磁元件及線路熔斷器芯燒斷接線處接觸不良或斷路。電刷磨損過大壓力不夠造成發(fā)電機電刷接觸。測量發(fā)電機內硅整流管是否正常元件、接點、觸點過熱接點、接頭松脫,接觸不良觸點或接點燒傷氧化。絕緣電阻過低導線或元件損壞后碰地,絕緣層電阻為發(fā)電機線圈受潮,應烘干線圈配電線路受潮電瓶不能止常充電調節(jié)器損壞,更換調節(jié)器充電。
實踐表明,在首藏高原維修發(fā)電機查找故障難度大,故障點多,啟動機械困難,主要是因為高寒、缺氧使用中應加強保養(yǎng)下作,并經常檢修。暫時不用的機組,或需要停機3個月以內的可不進行油封但在風沙、大雪低溫(平均氣溫在一30℃)條件下,必須放下凈冷卻水或防凍液、機油,徹底整理和清潔機組之,在電刷面用厚牛皮紙襯墊,用塑料布將柴油機的進氣口、排氣口和發(fā)電機端蓋上的通風孔包扎好,將機組底盤墊高、墊穩(wěn);將蓄電池取下,單獨存放及時充電在機組上用帳篷蓋嚴 存放在庫房,注意防潮所用油品應在相應標準十提,為確保止常供電,建議增加備用機組數量。
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柴油發(fā)電機組遇出現功率不足該怎么辦?
柴油發(fā)電機組如果出現功率不足該怎么辦,我們維修人員該怎樣應對呢?柴油發(fā)電機組是一種中小型的發(fā)電設備,可作為應急備用電源,在各大企業(yè)生產過程中起著重要作用,要確保其隨時能自動啟動發(fā)電,可靠運行,保證供電的電壓和頻率,能滿足機電設備的要求,若工作人員分現發(fā)電機組功率不足的現象,要及時上報進行發(fā)電機組維修。
功率不足的現象為發(fā)動機無負荷時達不到規(guī)定的額定轉速,或雖能達到,但稍加負荷就排黑煙、轉速下降,還伴有轉速不穩(wěn)、溫度過高等現象。造成這一故障的主要原因和排除方法如下:
1、空氣供給方面的原因
(1)空氣濾清器堵塞:觀察排氣管,如果在空轉時冒黑煙,或稍加負荷就冒黑煙,表明氣缸進氣不足,致使噴入的柴油不能完全燃燒,應清洗或更換濾芯。
(2)氣缸壓力不足:氣缸壓力不足多為氣缸漏氣引起,要重點對氣缸進行維修。
2、燃油供給方面的原因
(1)低壓油路供油不暢,其原因有:油箱油量不足;油箱蓋通氣孔堵塞;油箱出口濾網堵塞,油箱開關堵塞或開度不夠;柴油濾清器堵塞?!? (2)噴油泵供油不足,其原因有;柱塞副及出油閥磨損,引起柴油泄漏;出油閥墊不嚴密引起柴油泄漏;油泵滾輪及供油凸輪磨損使供油有效行程變小等。
(3)噴獨器噴油少,其原因有:噴油器針閥偶件磨損,使回油增多;噴油壓力過高,噴油延續(xù)時間短,噴油器回油管堵塞等。噴油器回油增多和不回油的檢查方法:擰松噴油器回油管接頭螺絲,如有較多柴油不斷流出,說明針閥磨損,應予以更換。如果回油管不回油,會使噴油器上腔燃油增多,壓力增大,針閥在打開時上行阻力大,導致噴油器工作性能惡化,應清理堵塞物。
以上是發(fā)電機組功率不足的問題原因及解決方法,我們在日常操作中,還會遇到各種問題及故障,這時操作人員要有發(fā)電機組維修保養(yǎng)的意識,要及時進行檢修,確保柴油發(fā)電機組能夠正常運行,為生產提供有利的條件,才能帶來更大的效益。
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柴油發(fā)電機的主要排放問題都比照歐洲標準限制排放
1.柴油發(fā)電機的主要排放問題
發(fā)電機組運行時排放的HC、CO和NOX、燃油蒸汽、硫酸霧等有害成分,使空氣被污染,對人類、生態(tài)環(huán)境和經濟發(fā)展的影響越來越大,這是當今世界 的環(huán)境問題之一。為解決這一難題,目前一般采用機內凈化技術和機外凈化技術。例如:電噴發(fā)電機加裝催化轉化器可有效降低排氣污染。稀燃技術可以有效地改善汽油機油耗,降低有害排放物(主要是NOX)排放。采用EGR(廢氣再循環(huán))發(fā)動機NOX排放量比相應的發(fā)動機排放量平均要低50%。
對發(fā)電機排放進行必要的限制有助于改善環(huán)境質量。因此,世界各國都對發(fā)電機排放做了較嚴格的限制。例如:美國1998年實施的重型柴油機標準要求NOX排放量為4g/(hph)。
發(fā)電機制造商協會與美國加利福尼亞大氣資源局(CARB)及環(huán)境保護局(EPA)達成了一項協議,即到2004年,在使用潔凈柴油燃料的前提下,其產品的NOX和HC排放缸量之和為2.5g/(hph),PM(顆粒)的排放量為0.1g/(hph)。如果不使用潔凈燃料,則NOX和HC排放量之和為3.5g/(hph)。
2.降低排放的目標
由于歐洲對內燃機的排放限制比較嚴格,世界各國各地都比照歐洲標準限制排放。
康明斯是全球發(fā)動機企業(yè)中能夠將柴油發(fā)電機組的五大關鍵系統,即進氣處理系統、濾清和后處理系統、燃油系統、電控系統和缸內燃燒優(yōu)化設計,全部自主開發(fā)的跨國企業(yè),可以為客戶提供的“ 一站式”排放解決方案。
● 優(yōu)異的動力性 輸出功率可達500Kw, 輸出扭矩2990N.m,保證各種使用狀態(tài)下的動力充沛
● 超低油耗 采用康明斯XPI超高壓共軌燃油噴射系統及CTT大流量渦輪增壓器,并結合康明斯先進的動力缸設計和電子控制系統,大大低燃油消耗,確保發(fā)動機在不同工況和應用中的出色燃油經濟性
● 出色的可靠性 采用全球領先的工程技術與分析工具并結合中國用戶使用狀況設計,在強大的傳感器和電控系統的支持下,發(fā)動機具備更強的高海拔運行能、低溫運行和大負荷持續(xù)運行能力,零下40 至60 攝氏度、5200 米海拔發(fā)動機都可運轉自如
● 出色的適用性 超高的重量功率密度和升功率密度方便用戶安裝和運輸,便于用戶維修保養(yǎng)
● 更低排放 采用機內凈化方案,可滿足醫(yī)院、學校等對排放有更嚴格要求的場所的使用需求
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發(fā)電機管理中的3個有用細節(jié)
故障背景:2017年5月20日該輪靠泊印度洋留尼旺島,鍋爐發(fā)生點火故障,于是發(fā)電機換用輕柴油。換油后不久,發(fā)現發(fā)電機上的燃油管有滴漏,當時忙于處理鍋爐問題,為減少柴油損失,當即關閉了停車狀態(tài)的一號和三號發(fā)電機燃油進出管路的相關閥門。
故障現象:第二天船舶離港時,當班輪機員凌晨4點打給我,說一號發(fā)電機不能并車,三號發(fā)電機能并車但只能承擔150 KW,再加負荷就加不上去。我立即下機艙,檢查發(fā)電機相關情況,滑油、冷卻水各項參數未見明顯異常。我嘗試向三號發(fā)電機手動轉移負載,多次手動調節(jié)調速器以增加燃油供油量,但負荷沒有變化。嘗試一號發(fā)電機并車,自動與手動并車都未成功,一號發(fā)電機顯示頻率過高。
打開三號發(fā)電機保護蓋檢查高壓油泵,油泵齒條拉桿均能自由活動,油尺刻度指示在較大值,排除了油泵的問題,再檢查相關管路,發(fā)現有個進油閥處于關閉狀態(tài),當即慢慢全開燃油閥,三號發(fā)電機立即加載到500KW,負荷轉移正常。
注意力再轉向一號發(fā)電機,發(fā)現一號發(fā)電機類似的進油閥也未打開,當即打開進油閥,并再次嘗試并車,但還是并車失敗。到港時一號發(fā)電機是正常使用的,頻率、轉速,負荷的轉移各項指標都正常,怎么突然就轉速過高了呢?
故障措施:三號發(fā)電機正常之后,我全部精力集中在一號發(fā)電機不能并車的問題上,之前發(fā)電機轉速感應器出現過速度顯示的問題,所以首先還是考慮轉速感應器故障,懷疑有可能是感應器臟了或者跟飛輪的間隙超標。該發(fā)電機有兩個pick-up(轉速感應器),一個用于機旁控制屏顯示,一個用于發(fā)電機控制系統。當即取出兩個感應器,其中一個確實臟了,擦拭干凈后,檢查了速度感應器的阻值,確認正常,重新裝回,調整好間隙,重新啟動發(fā)電機,轉速還是過高--950RPM。
排除了轉速感應器的問題,那么故障就應該在機械部分。檢查高壓油泵,調節(jié)拉桿活動正常;檢查調速器,該調速器品牌是Regulateurs Europa,型號1102V-4G-25R。發(fā)現調速器上的手動速度調節(jié)旋鈕卡住了,很難轉動,聯想到二管輪的交接班記錄,提示該調速器的同步馬達(下圖中的021)不是原裝備件,當時由于缺少原裝備件,用的是上個管理公司遺留下來的其他制造商備件。拆下同步馬達,與近期在新加坡剛接收到的原裝備件對比,發(fā)現兩個同步馬達參數不一致:非原裝備件,制造商Woodward,電壓24V,轉速2000 RPM,功率5瓦;原裝備件,制造商Groschopp,電壓24V ,轉速2700RPM,功率2瓦,電流0.25A。進一步拆開非原裝同步馬達,發(fā)現馬達的塑料齒輪磨損,不能轉動。
換上新的同步馬達,啟動發(fā)電機,調節(jié)手動轉速旋鈕,使轉速達到916RPM, 待發(fā)電機轉速穩(wěn)定后嘗試并車,發(fā)電機可以成功并車。但是又出現個新問題,并車后一號發(fā)電機功率并未提高,相反地,出現逆功率跳閘的現象,幾次嘗試都是如此。我決定讓三管輪在并車屏上嘗試并車,我與電機員在發(fā)電機旁觀察,雙方用對講機聯系,發(fā)現當發(fā)電機并車成功后,調速器速度控制旋鈕被同步馬達向逆時針方向旋轉導致柴油機減速,這與并車后調速器的正確動作恰恰相反,正常情況下,調速器速度控制旋鈕應該順時針方向旋轉使柴油機加速從而增加本機承載負荷能力,維持轉速穩(wěn)定。查找到問題癥結后,我們再對比同步發(fā)電機馬達的電壓與電流情況、查找相關發(fā)電機電線接線圖紙,發(fā)現一號發(fā)電機相關接線控制板亦與原廠圖紙一致,這說明接線未曾改動過。于是我們改變同步馬達背后的接線,將其對調,再次啟動發(fā)電機,并車成功,負荷轉移順暢,問題解決。
經過該事件,發(fā)現以下幾點在未來的輪機管理工作中值得引起注意:
啟動發(fā)電機之前,一定要檢查相關管路系統,之前做出過狀態(tài)改變的相關閥門,一定要及時設置好。交接班工作一定要交接清楚,不能有遺漏;
該事件的起因在于啟動發(fā)電機之前沒有將關閉的燃油閥打開,該輪經過幾任管理公司管理,燃油管路的閥門老化,在全關時仍然存在些許燃油泄漏,造成一號發(fā)電機啟動時,能正常啟動,調速器在燃油量不足的情況下加大油門以保持額定轉速,但同步馬達因為調速器不正常動作導致里面的齒輪損壞,造成了同步馬達卡死,以至于發(fā)電機轉速達到950RPM 后不能減速。這一點在發(fā)電機的管理工作中一定要考慮到;
不同管理公司的備件采購途徑不一樣,存在大量第三方生產的備件,與原廠備件相比,有些參數都不一致,有些即使銘牌上參數一致,但物理尺寸卻不一致。這給輪機員維護保養(yǎng)時帶來了諸多不便。主管輪機員在接受備件時一定要仔細核對,避免到使用時陷入被動;即使是原裝件,電器要考慮正負極性,機械要考慮左旋右旋。
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