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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(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)。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(xiàn)調速器上的手動速度調節(jié)旋鈕卡住了,很難轉動,聯(lián)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(xiàn)兩個同步馬達參數(shù)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(xiàn)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(xiàn)個新問題,并車后一號發(fā)電機功率并未提高,相反地,出現(xiàn)逆功率跳閘的現(xiàn)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(lián)系,發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(jīng)過該事件,發(fā)現(xiàn)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(tǒng),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(jīng)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(shù)都不一致,有些即使銘牌上參數(shù)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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為什么柴油發(fā)電機不能長時間空載
如果低于額定功率50%的情況下運行時,柴油發(fā)電機組機油消耗加大、柴油機容易結炭、增大故障率、縮短大修周期。
柴油發(fā)電機組空載運行時間一般不能超過5分鐘。 一般3分鐘熱機,再把轉速升到額定轉速,電壓穩(wěn)定即可帶載。發(fā)電機組應該至少帶載30%以上運行,以保證發(fā)動機達到正常運行需要的工作溫度,使各配合間隙達到 ,避免燒機油,減少積碳,杜絕缸套的早期磨損,延長發(fā)動機使用壽命。
柴油發(fā)電機啟動成功后空載電壓400V,頻率50HZ,三相電壓平衡無大偏差。電壓偏離400V太大,頻率低于47HZ或者高于52HZ應對柴油發(fā)電機進行檢查維修方可進行負載運行;散熱器內冷卻液應在飽和狀態(tài),冷卻液的溫度在60攝氏以上可以合閘帶負載,運行負載應該從小負載慢慢增加規(guī)律操作。
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柴油發(fā)電機的進、排氣系統(tǒng)的作用是什么
進氣系統(tǒng)的作用是保證柴油發(fā)電機的各氣缸在工作時得到充足的新鮮空氣和排出燃燒室內燃燒后形成的廢氣。進排氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器、進氣管、排氣管、消聲器、氣缸蓋進氣道及氣缸蓋排氣道等組成。另外為了提高柴油發(fā)電機的輸出功率,增壓柴油發(fā)電機裝有增壓器,高級增壓系統(tǒng)中還裝有中冷器等。柴油發(fā)電機進、排氣系統(tǒng)的結構。本文主要介紹防爆型柴油發(fā)電機組的進氣和排氣系統(tǒng)結構及作用。
一、進氣系統(tǒng)
防爆型柴油發(fā)電機進氣系統(tǒng)由進氣管、進氣阻火柵欄,空氣關斷閥及空氣濾清器等組成。
1、進氣阻火柵欄構造為疊片式,由多塊1.2mm厚,51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄,柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。是為了防止柴油機氣缸內可能返回的火焰直接通向大氣、火焰經(jīng)它熄滅,不至引燃工作環(huán)境的易燃氣。為了保證柴油機有足夠的進氣量,應經(jīng)常清理柵欄的表面和間隙間的雜質。清理時應保證柵欄間隙不被破壞。空氣關斷閥是為了而設置的,在柴油機發(fā)生“飛車”現(xiàn)象時,用作緊急停車用。在空氣關斷閥關閉狀態(tài)下進氣被完全切斷,在5~10秒內,柴油機即可停止運轉。在正常工作狀況停機時,要使用停機開關,嚴禁使用空氣關斷閥停機。
2、空氣濾清器
空氣濾清器的作用是濾除掉空氣中的雜,以保證清潔的空氣進人氣缸內。否則會導致氣缸套和活塞組零件早期磨損,縮短柴油發(fā)電機的使用受命,空氣濾清器一般又分為干式濾清器和濕式濾清器。
紙質干式空氣濾清器的結構。它不需要加注機油,即可將空氣中的雜質濾除,其原理是通過改變空氣流動方向或使空氣穿過具有微孔的濾芯,以達到凈化空氣的目的。干式空氣濾清器的濾芯一般有金屬網(wǎng)狀濾芯和紙質濾芯兩種。這兩種濾芯一般使用150h后,需要濾芯中的雜質。金屬網(wǎng)狀漶芯取出后應放在汽油中清洗,并用壓縮空氣吹干。紙質濾芯取出后,一般用手或木棒輕輕敲擊其端面,使其吸附在濾芯上的灰塵和雜質脫落。
濕式濾清器殼的底部放置了一定量的機油,其日的是利用機油的黏性吸附進人氣缸中空氣的灰塵和雜質。目前,進口和國產柴油發(fā)電機較多采用的是濕式空氣濾清器。
濕式空氣濾清器的結構。濕式空氣濾清器濾芯所吸附灰塵和雜質較多時,一般可將濾芯放置在汽油中清洗并用壓縮空氣吹干。更換機油后,再把吹干的濾芯裝人空氣濾清器。
3、進氣管
進氣管的作用就是按照柴油機的工作次序,分別供給各缸充足的新鮮空氣。進氣管一般是用鑄鐵或鋁合金鑄造,如圖1所示。進氣管和排氣管分別安裝在氣缸蓋的兩側,如果在一側裝配,會使排氣管的高溫傳給進氣管,造成進人氣缸內的空氣密度減小,影響進氣量。同時,為了減小空氣的流通阻力,進氣管內壁一般要做的比較平整和光滑。
圖1 四缸機進氣管
二、 排氣系統(tǒng)
防爆型排氣系統(tǒng)由水夾層排氣管、水夾層彎管、水夾層波紋管、廢氣處理箱和排氣阻火柵欄以及補水箱等組成。
1、廢氣處理箱(如2所示)
(1) 水夾層排氣管、水夾層彎管和水夾層波紋管,水夾層中的水作為冷卻液與柴油機冷卻系統(tǒng)聯(lián)通封閉循環(huán)冷卻,保證排氣管表面溫度不超150℃。各部件之間在連接處通過橡膠軟管將各水夾層聯(lián)通,使水夾層形成了一個通暢的循環(huán)水路。水夾層波紋管位于柴油機和廢氣處理箱之間,主要起減震的作用。
(2) 廢氣處理箱內有排氣阻火柵欄、水浴箱和膨脹箱。用以處理由排氣管進入的廢氣。主要用作熄滅廢氣中的火焰、進一步冷卻和洗滌廢氣,炭煙及溶解廢氣中的部分有害物質。經(jīng)過排氣阻火柵欄熄滅火焰和水浴處理后的廢氣經(jīng)膨脹箱、排氣尾管通向大氣。
(3) 排氣阻火柵欄構造為疊片式,由多塊1.2mm厚,51mm寬的不銹鋼板疊加在一起制成的一組柵欄,柵欄片與片的間隙≤0.5mm專為熄滅火焰之用。要及時清理柵欄的表面和間隙間的雜質和積炭,以保證排氣的暢通。排氣阻火柵欄,要做到每天一清理,清理時打開維修門,松動頂緊輪,抽出柵欄,清理兩表面上的積炭和雜質,然后將柵欄裝回頂緊,關閉維修門并鎖住。維修清理時應保證柵欄間隙不被破壞。
(4) 廢氣處理箱中的水量控制,廢氣處理箱中的水量約50升,與補水箱連通。廢氣處理箱中水量的大小由進水浮球閥和水位報警浮球控制,進水浮球閥控制 水位和在水量不足時由補水箱向廢氣處理箱中補水。水位報警浮球在水位降至 控制水位且補水箱無法正常向廢氣處理箱中補水時,啟動自動保護裝置報警并在1分鐘內使柴油機自動停機。因此,每次工作前必須將補水箱加滿水,在工作中要隨時觀察補水箱的水位,及時加水保證防爆柴油機工作正常。
(5) 氣密封襯墊,在進、排氣的管路中,各連接法蘭處都夾有密封襯墊,襯墊均采用特制的銅皮包封石棉板制成,具有良好的彈性、拆裝時若發(fā)現(xiàn)有損壞或失去彈性應予更換,對各處的密封面不許有任何碰傷和劃痕。
防爆柴油機排氣系統(tǒng)-康明斯發(fā)電機組.png
廢氣處理箱的結構示意圖
2、消聲器
消聲器的作用:主要是減少廢氣排出時的噪聲。消聲器一般用鋼板沖壓并經(jīng)焊接而成。在裝配時,消聲器帶有斜面的出口要朝下,以防止雨水或異物進人。
3、排氣管
排氣管的作用是按照柴油機各缸的工作次序,分別把燃燒室燃燒后形成的廢氣從燃燒室中排出。排氣管一般采用鑄鐵鑄造。為了減小排氣阻力,排氣管內壁要做的直徑較大且平整和光滑。同時,排氣外管的彎曲度要做的盡可能小,否則會影響柴油機的輸出功率。