康明斯柴油發(fā)電機：康明斯柴油發(fā)電機組頻率不穩(wěn)定故障分析及解決方案

康明斯柴油發(fā)電機組頻率不穩(wěn)定故障分析及解決方案

柴油發(fā)電機頻率不穩(wěn)定故障，從油路和調(diào)速方面分析康明斯柴油發(fā)電機組，提出油路維護解決方案和故障應(yīng)急處理方法。

一、故障現(xiàn)象

發(fā)動機型號為KTA38-G2，四沖程，60 V型，12缸，800kW，進氣方式為渦輪增壓中冷，壓縮比14.5:1，燃油系統(tǒng)為康明斯PT直噴系統(tǒng)。

2011年上半年，康明斯柴油發(fā)電機集團發(fā)生兩次頻率不穩(wěn)定故障，第二次造成突然停工。

從控制面板上顯示的運行數(shù)據(jù)來看，巡檢人員發(fā)現(xiàn)頻率波動范圍較大(47.5~51.5Hz)，瞬時波動中有劇烈跳動現(xiàn)象。

此外，發(fā)動機排氣聲音不均勻，存在“游車”現(xiàn)象。

二、故障原因分析

康明斯柴油發(fā)電機機組供電頻率不穩(wěn)定主要表現(xiàn)為機器轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，這與多種因素有關(guān)，如燃油中有空氣或水分、噴嘴組件故障、油門調(diào)節(jié)不當(dāng)或油路堵塞、循環(huán)倍率轉(zhuǎn)換器或循環(huán)倍率表故障、電子調(diào)速器故障、柴油發(fā)電機機組運行中振動過大、負(fù)荷波動大、燃油濾清器故障、燃油泵故障等。

根據(jù)現(xiàn)象分析，發(fā)電機組橇塊焊接在相對平整的平臺甲板面上，發(fā)電機組與安裝底座的螺栓沒有松動。檢驗人員感覺發(fā)電機組現(xiàn)場無明顯振動，可以排除振動大的因素。

機組運行環(huán)境相對穩(wěn)定，突發(fā)加卸載情況較少，平時所需功率一般穩(wěn)定在400kW左右，機組幾乎不存在負(fù)荷波動范圍大的問題。

由于是剛調(diào)試投入使用的新機組，噴油器和燃油泵體發(fā)生故障的可能性很小。事實上，當(dāng)PT泵入口的燃油濾網(wǎng)拆卸時，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)并不臟。

結(jié)合以往的運維歷史，我們要重點說明兩個原因。

1.石油問題。

機組油路主要由柴油箱、油箱低壓出油管、4套一次油水分離器、2套二次柴油過濾器(每組2個)、PT燃油泵、高壓油管、回油管、開關(guān)閥等管件組成。

正常運行時，只使用一套二級柴油過濾器，另一套備用。

根據(jù)維修人員的報告，當(dāng)出現(xiàn)頻率不穩(wěn)定時，只要將在用柴油濾清器及時切換到備用組，就會穩(wěn)定很多。

近期拖輪供應(yīng)的柴油質(zhì)量不好，發(fā)現(xiàn)柴油直接從取樣口排出后渾濁。

這些現(xiàn)象說明柴油造成油路進水、臟堵，或者柴油濾清器濾芯質(zhì)量不合格。

停機后，維修人員更換一次油水分離器濾芯時，發(fā)現(xiàn)一個過濾壓蓋難以拆卸。

檢驗后，過濾器外殼變形，O形圈有不同程度的磨損和老化。

此外，廠家技術(shù)人員告知，機組油路連接球閥質(zhì)量差，可能漏氣。

此外，現(xiàn)場調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，油箱直接固定在機組橇塊的基礎(chǔ)甲板上，柴油油位總高度低于一級油水分離器頂部位置。一旦油路不暢或濾清器臟堵，低壓油管負(fù)壓會增大，所以即使管路密封不好，也看不到柴油泄漏，但很可能造成進氣。

2.速度控制板性能不穩(wěn)定。

其中，droop為差動調(diào)節(jié)和DROOP調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為:

額定轉(zhuǎn)速的0 ~ 10%，GAIN是轉(zhuǎn)速控制的增益調(diào)節(jié)，影響動態(tài)過程的調(diào)速幅度，RUN SPD是在機組運行時調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，IdlSPD是調(diào)節(jié)怠速。

以上所有調(diào)整都是順時針旋轉(zhuǎn)增加。

以往頻率不穩(wěn)定時，增益有調(diào)整，但穩(wěn)定性差，運行一段時間后會出現(xiàn)頻率波動。

期間更換了調(diào)速板，懷疑調(diào)速板工作性能不穩(wěn)定。但在調(diào)速板更新后，仍然存在頻率波動現(xiàn)象，可以消除調(diào)速板問題。

三、故障解決

1.升起柴油箱。

為了減少油路負(fù)壓和油管進氣對頻率波動的影響，決定適當(dāng)提升油箱。

2.完善低壓輸油管道。

原柴油機進、回油管路彎頭多，布置不良。

測量尺寸，根據(jù)現(xiàn)場實際空間重新走線優(yōu)化配置，將原來簡單的通斷球閥更換為耐壓密封良好的儀表閥，以消除閥桿密封松動的影響。

檢驗并擰緊管道的所有連接部件，并給接頭涂上油脂，以避免漏氣并確保良好的密封。

3.檢修主柴油濾清器。

二手康明斯柴油發(fā)電機有兩級柴油濾清器，包括四個初級濾清器和兩個次級精細(xì)濾清器。

初級粗濾器中外殼變形的過濾器必須修理，過濾器的所有密封件必須重新更換。

要注意的是，因為過濾器外殼比較薄，所以不可用強力拍打來修整。

首先用銅棒輕輕敲打凸起的變形部分，然后用雙手緩慢用力地將其圓化。同時試一試密封蓋，然后感覺蓋剛剛緊。

初級過濾器中有3個密封件，均為O形橡膠圈密封件。

為了確保良好的密封，在每次維護過濾器時更換所有三個密封圈不錯。

同時，密封壓蓋的外圍應(yīng)用硅膠密封。

4.頻率不穩(wěn)定故障的應(yīng)急措施。

當(dāng)一臺柴油發(fā)電機出現(xiàn)頻率不穩(wěn)定故障，另一臺備機出現(xiàn)其他故障，無法及時在線切換投入運行時，可采取應(yīng)急措施，保證不中斷采油，即先打開二級柴油過濾器進口另一套三通閥，再依次關(guān)閉在用過濾器的出口閥和進口閥。特別要注意的是，出口閥應(yīng)緩慢關(guān)閉，以避免PT泵因切換過快造成供油瞬時波動大而突然停機。

這樣，二次柴油濾清器的在線切換可以贏得寶貴的時間來修復(fù)本機或備用機的故障。

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