導(dǎo)讀
柴油發(fā)電機(jī)頻率不穩(wěn)故障，從油路、調(diào)速方面對(duì)康明斯柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行分析，提出油路檢修解決方案和故障應(yīng)急處理辦法。
一、故障現(xiàn)象
機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為KTA38-G2，四沖程，60°V 形，12缸，800kW，進(jìn)氣方式為渦輪增壓中冷，壓縮比為 14.5:1，燃油系統(tǒng)形式為康明斯 PT
直噴系統(tǒng)。
2011 年上半年，康明斯柴油發(fā)電機(jī)組先后出現(xiàn)兩次頻率不穩(wěn)故障，其中第二次導(dǎo)致突然停機(jī)。
巡檢人員從控制面板上顯示的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)頻率波動(dòng)范圍較大(47.5～51.5Hz)，瞬間波動(dòng)有劇烈跳動(dòng)現(xiàn)象。
此外，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣聲音不勻，有“游車”現(xiàn)象。
二、故障原因分析
康明斯柴油發(fā)電機(jī)組供電頻率不穩(wěn)，主要表現(xiàn)在機(jī)器轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，這與多種因素有關(guān)，比如燃油中有空氣或水分、噴嘴總成失效、油門調(diào)整不當(dāng)或油路阻塞、周率轉(zhuǎn)換器或周率表失效、電子調(diào)速器故障、柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)震動(dòng)太大、負(fù)載波動(dòng)大、燃油濾清器失效、燃油泵故障等。
根據(jù)現(xiàn)象分析，發(fā)電機(jī)組撬塊是焊接在比較平坦的平臺(tái)甲板面上，而且機(jī)組和安裝底座的螺栓沒有松動(dòng)現(xiàn)象，巡檢人員現(xiàn)場(chǎng)感覺機(jī)組無明顯振動(dòng)，可以排除振動(dòng)大的因素。
機(jī)組運(yùn)行環(huán)境比較穩(wěn)定，突然加載和卸載的情況不多，平時(shí)所需功率一般穩(wěn)定在 400kW 左右，因此機(jī)組幾乎不存在負(fù)載波動(dòng)范圍大的問題。
由于是剛調(diào)試完投入使用的新機(jī)組，噴油器 和燃油泵本體故障的可能性很小，事實(shí)上，拆開 PT 泵進(jìn)口燃油濾網(wǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)的確不臟。
結(jié)合以往操作使用與維修保養(yǎng)歷史，重點(diǎn)鎖定兩個(gè)方面的原因。
1.油路問題
機(jī)組油路主要由柴油箱、油箱出油低壓管、一級(jí)油水分離器 4套、二級(jí)柴油過濾器兩組(每組兩個(gè))、PT
燃油泵、高壓油管、回油管、開關(guān)閥門及其他管件接頭組成。
正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間，只使用一組二級(jí)柴油過濾器，另外一組備用。
根據(jù)維修人員反映，當(dāng)發(fā)生頻率不穩(wěn)現(xiàn)象后，只要及時(shí)將在役柴油過濾器切換到備用組，就會(huì)穩(wěn)定很多。
最近從拖輪上補(bǔ)給的柴油質(zhì)量不好，直接從取樣口排放觀察，發(fā)現(xiàn)柴油有渾濁現(xiàn)象。
這些現(xiàn)象說明柴油因素引起油路進(jìn)水、臟堵或者柴油濾油器的濾芯質(zhì)量不合格。
停機(jī)后，維修工更換一級(jí)油水分離器濾芯時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)濾器壓蓋很難拆掉。
經(jīng)檢查，該濾器外殼發(fā)生變形，而且O形密封圈有不同程度的磨損、老化現(xiàn)象。
另外廠家技術(shù)人員告知，機(jī)組油路的連接球 閥質(zhì)量不佳，可能會(huì)漏氣。
此外，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研還發(fā)現(xiàn)油箱直接固定在機(jī)組橇塊底座甲板上，柴油液位總高度低于一級(jí)油水分離器頂部位置，一旦油路不暢或者濾器臟堵時(shí)會(huì)增大低壓油管的負(fù)壓，如此一來，即使管路密封不好也看不到柴油泄漏現(xiàn)象，但是很可能導(dǎo)致進(jìn)空氣。
2.調(diào)速板性能不穩(wěn)定
機(jī)組專用調(diào)速板如圖1所示。
其中 DROOP 為有差調(diào)整，調(diào)節(jié)下垂，調(diào)整范圍：
額定速度的0～10%，GAIN 是速度控制的增益調(diào)整，影響動(dòng)態(tài)過程的調(diào)速率幅度，RUN SPD 是在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中調(diào)整轉(zhuǎn)速，IDLE SPD
是調(diào)整怠速。
以上調(diào)整都是順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為增大。
在以往發(fā)生頻率不穩(wěn)故障時(shí)，曾經(jīng)調(diào)過增益，但是穩(wěn)定性較差，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后又會(huì)出現(xiàn)頻率波動(dòng)。
期間更換過調(diào)速板，因此懷疑調(diào)速板工作性能不穩(wěn)，但是更新調(diào)速板后，仍然有頻率波 動(dòng)現(xiàn)象，因此可以排除調(diào)速板問題。
三、故障解決辦法
1.加高柴油箱
為了減小油路負(fù)壓及油管線進(jìn)氣對(duì)頻率波動(dòng)的影響，決定適當(dāng)加高油箱。
2.改進(jìn)低壓油路管線
原柴油機(jī)進(jìn)、回油管路繞彎較多，布局欠佳。
測(cè)量好尺寸，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空間重新布線、優(yōu)化配置，并將原質(zhì)量較差的簡易開關(guān)球閥更換為耐壓、密封較好的儀表閥，排除球閥閥桿密封不嚴(yán)的影響。
檢查、緊固管線所有連接部位，并在接頭處涂抹黃油防止漏氣，確保密封良好。
3.檢修一級(jí)柴油過濾器
所用康明斯柴油發(fā)電機(jī)共有兩級(jí)柴油過濾器，其中有一級(jí)粗濾器 4 套，二級(jí)細(xì)濾器兩組各兩套。
一級(jí)粗濾器中外殼變形的過濾器必須修理，而且過濾器所有密封也要重新更換。
需要注意的是，由于過濾器外殼薄，不能用大力敲打修整。
先用銅棒輕輕捶打鼓包變形處，再用雙手慢慢用力圓整，同時(shí)試戴密封蓋，最后感覺剛好蓋嚴(yán)方可。
一級(jí)濾器共有3道密封，都是O形橡膠圈密封。
為保證密封良好，每次保養(yǎng)過濾器時(shí)，最好把3道密封圈都換掉。
同時(shí)，密封壓蓋周邊最好涂硅膠密封。
4.頻率不穩(wěn)故障應(yīng)急處理辦法
當(dāng)一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)發(fā)生頻率不穩(wěn)故障，而另外一臺(tái)備用機(jī)也有其他故障不能在線及時(shí)切換投運(yùn)時(shí)，可采用應(yīng)急措施來保證采油生產(chǎn)不間斷，即先打開另外一組二級(jí)柴油過濾器進(jìn)口的三通閥，再依次關(guān)閉在用過濾器出口、進(jìn)口閥，尤其要注意的是，關(guān)閉出口閥時(shí)要緩慢，防止開關(guān)太快造成
PT 泵供油量瞬時(shí)波動(dòng)較大而突然停機(jī)。
如此，通過二級(jí)柴油濾器的在線切換可以贏 得檢修本機(jī)或備機(jī)故障的寶貴時(shí)間。
