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柴油發(fā)電機組在維護檢修中容易忽視的問題
柴油發(fā)電機在長期工作過程中,由于各種原因導致零件磨損,腐蝕,變形等損傷.當損傷達到一定的限度,零件的工作性能將發(fā)生變化,導致柴油發(fā)電機整體性能的變化.修理則是要對受到損傷的零部件進行修復或更換,以恢復零件的性能.但在修理工作實踐中我們發(fā)現(xiàn),有不少柴油發(fā)電機經過修理后,性能恢復不佳甚至產生故障,究其原因,是在修理過程中極易忽視一些問題。本文根據康明斯多年從事柴油發(fā)電機維修和教學經驗,指出柴油發(fā)電機修理中容易忽視的幾個問題,如余隙高度、活塞組的重量差與尺寸差、氣門下陷值、凸輪軸外形、配氣相位、供油一致性等,分析了這幾個問題對柴油發(fā)電機性能所產生的影響,并對這些問題的影響因素進行了討論,給出正確的維修調整辦法。
柴油發(fā)電機維護和檢修中應注意的一下問題:
1)只加冷卻水,忽視水垢。
2)只知保養(yǎng)空氣濾清器,忽視其密封性。
3)只檢查油底殼油量,忽視潤滑質量。
4)只注意添加潤滑油,忽視清洗油底殼和潤滑油路。
5)只看油底殼油量,忽視機油質量不少人只補充發(fā)動機機油,,不按保養(yǎng)要求進行更換,不檢查油的質量.豈不知廢機油中含有大量氧化物質和金屬屑,使?jié)櫥阅芟陆?加劇機件磨損,縮短其使用壽命,因此應隨時檢查機內的機油質量.辨別機油質量時,可用手捻研機油,若感覺有機械雜質或黏度不夠,就應及時更換.也可將用過的機油滴在白紙上,如黑點小而色淺,四周黃色潤跡較大可繼續(xù)使用;若點黑而大,周圍無黃色潤跡,則應更換.
6)只注意調整噴油器的噴油壓力和噴霧質量,忽視噴油器的噴霧錐角檢查。
7)只注意更換噴油器偶件,忽視對噴油器體密封面磨損下沉量(此值大小會影響到針閥升程)的檢查。
8)只燃燒室積炭,忽視清理排氣管道積炭。
9)只清洗機油濾清器濾芯,忽視清理連桿軸頸的離心凈化油腔。
10)只注意氣門與氣門座密封性,忽視氣門彈簧質量及氣門下陷值。
11)只調整氣門間隙,忽視配氣相位的檢查。
12)只注意氣缸壓縮壓力,忽視檢查壓縮間隙。
13)只注意檢查活塞環(huán)的開口間隙、邊間隙及背隙,忽視檢查活塞環(huán)的彈力和漏光度。
14)只更換柱塞、油嘴,忽視出油閥技術狀態(tài)。出油閥磨損后會使高壓油管剩余壓力過高,造成噴油嘴斷油不干脆而滴油,導致柴油發(fā)電機排氣冒煙、敲缸、運轉不穩(wěn)。方法是檢查出油閥,用量程0-600公斤/平方厘米壓力表檢測,表針從200公斤降至180公斤/平方厘米時,保壓時間應大于15秒,否則應更換出油閥;或將高壓油管口向上,泵水柴油,使油面與管口平齊,把油門放回停供位置,猛將行輪反轉半圈,高壓油管口柴油不倒吸為合格,否則應更換出油閥。
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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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一起回望柴油發(fā)電機組的發(fā)展史
現(xiàn)代柴油機是在德國機械工程師狄塞爾發(fā)明的柴油機的基礎上發(fā)展起來的,1892年,德國機械工程師狄塞爾取得了柴油發(fā)電機壓縮點火的 。他的做法是以提高發(fā)動機的壓縮比來提高熱效率,利用壓縮氣體的高溫來點燃進入汽缸的燃料,這樣做的好處是不但省去了點火裝置和汽化器,而且可以使用比柴油價格更低的柴油做燃料。
狄塞爾經過了5年的實驗,在1897年制成了 臺具有實用價值的壓縮點火柴油發(fā)電機,即壓燃式柴油機。與以前的柴油發(fā)電機相比,它延長了汽缸內氣體的壓縮過程,大大提高了壓縮終了時氣體的壓力和溫度,實現(xiàn)了不用點火系統(tǒng)而使柴油自動點火燃燒的功能。狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動機能將35%的燃料潛能轉變成動力而當時有效的柴油發(fā)動機也只能將28%的燃料潛能轉變成動力,這是柴油發(fā)電機技術第二次革命性的突破。但是,當時狄塞爾發(fā)明的柴油發(fā)動機存在著很多的缺點,比如重量重、噪聲大、冒黑煙,排出的大量廢氣會對環(huán)境影響很大,而且噴油泵還不完善,從而嚴重限制和影響了柴油機的衄。可以說,狄塞爾先生生前只看到發(fā)動機的成功的開端,卻沒有看到柴油機技術的飛躍發(fā)展,沒有看到柴油機的廣泛應用。
據資料記載,柴油機技術在1914年以前發(fā)展比緩慢,在 次世界期間,由于戰(zhàn)爭的需要柴油發(fā)動機開始大量生產,用于軍事目的。柴油發(fā)動機柴油發(fā)電的發(fā)展史真正得到廣泛應用是在1950年左右。早期的柴油機都是四沖程的,1899年德國工程師雨果.古爾德納制造出了二沖程柴油發(fā)動機,他把當時采用相同缸徑的四沖程柴油機的功率提高了60%~80%。二沖程柴油機的結構簡單,造價低廉,但其燃油和潤滑油的消耗量較高、冷卻比較困難、耐用性較差,而且很難制造出功率較大的發(fā)動機,所以至今實際使用的功率比較大的柴油機都是四沖程的。
世界上 臺發(fā)電機是1831年由英國的物理學家邁克爾·法拉第發(fā)明的。當時法拉第在試驗中發(fā)現(xiàn),當磁鐵在線圈中移動時,線圈會產生電流,即今天我們大家所熟知的電磁感應現(xiàn)象。法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象之后不久,便利用電磁感應原理發(fā)明了世界上 臺發(fā)電機,即法拉第圓盤發(fā)電機。這臺發(fā)電機的構造與現(xiàn)代的發(fā)電機不同,在磁場中轉動的不是線圈,而是一個用紫銅做的圓盤。圓心處固定一個搖柄,圓盤的邊緣和圓心處各與一個黃銅電刷緊貼,用導線把電刷與電流表連接起來;紫銅圓盤放置在馬蹄形磁鐵的磁場中。當法拉第轉動搖柄使紫銅圓盤旋轉起來的時候,電流表的指針偏向一邊,這說明電路中產生了持續(xù)的電流。這就是法拉第試制出的世界上 臺發(fā)電機。當年法拉第曾在英國皇家學會上表演他的發(fā)電機。當時,有一位貴夫人問法拉第:“這玩藝兒有什么用呢?”法拉第非常有禮貌地回答道:“夫人,新生的嬰兒又有什么用處呢?”這一絕妙的回答受到大家的交口稱贊。
當拉第發(fā)明的圓盤發(fā)電機雖然非常簡單,它產生的電流甚至不能讓一只小燈泡發(fā)光,但是,這是世界上 臺發(fā)電機,是它首先向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕。后來,人們在此基礎上將馬蹄形 磁鐵改為能產生強大磁場的電磁鐵,用多股導線繞制的線框代替紫銅圓盤,對電刷也進行了改進,終于制成了功率的可供實用的發(fā)電機。目前,即使功率為IGW、10GW的特大型發(fā)電機,也是根據法拉第圓盤發(fā)電機的基本原理一電磁感應原理制成的。
1866年,德國的電工學家、實業(yè)家恩斯脫.韋爾納·馮·西門子在法拉第圓盤發(fā)電機的基礎上研制出自激勵式發(fā)電機,1870年,比利時的Z·T·克拉姆又研制出了自激勵式直流發(fā)電機。在經過不斷改進之后,電機技術已經走向成熟,1877年真正實用的發(fā)電機開始進入商業(yè)化生產階段。
100多年過去了,正是這簡陋、不成熟、像初生嬰兒一樣的圓盤發(fā)電機人類帶入了電氣時代,為人類利用電能做出了重大貢獻。
21世紀是科學技術飛躍發(fā)展的時代,特別是電腦技術等高科技成果在柴發(fā)電機組上的應用,使柴油發(fā)電機組有了更廣闊的發(fā)展前景。以柴油機為動力用的柴油發(fā)電機組己經是通信等企業(yè)必不可少的重要設備。