導讀

　　柴油發(fā)電機頻率不穩(wěn)故障，從油路、調(diào)速方面對康明斯柴油發(fā)電機組進行分析，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

　　機組發(fā)動機型號為KTA38-G2，四沖程，60°V 形，12缸，800kW，進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)電機組先后出現(xiàn)兩次頻率不穩(wěn)故障，其中第二次導致突然停機。

　　巡檢人員從控制面板上顯示的運行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)頻率波動范圍較大(47.5～51.5Hz)，瞬間波動有劇烈跳動現(xiàn)象。

　　此外，發(fā)動機排氣聲音不勻，有“游車”現(xiàn)象。

　　二、故障原因分析

　　康明斯柴油發(fā)電機組供電頻率不穩(wěn)，主要表現(xiàn)在機器轉(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)電機組運轉(zhuǎn)震動太大、負載波動大、燃油濾清器失效、燃油泵故障等。

　　根據(jù)現(xiàn)象分析，發(fā)電機組撬塊是焊接在比較平坦的平臺甲板面上，而且機組和安裝底座的螺栓沒有松動現(xiàn)象，巡檢人員現(xiàn)場感覺機組無明顯振動，可以排除振動大的因素。

　　機組運行環(huán)境比較穩(wěn)定，突然加載和卸載的情況不多，平時所需功率一般穩(wěn)定在 400kW 左右，因此機組幾乎不存在負載波動范圍大的問題。

　　由于是剛調(diào)試完投入使用的新機組，噴油器 和燃油泵本體故障的可能性很小，事實上，拆開 PT 泵進口燃油濾網(wǎng)時，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，重點鎖定兩個方面的原因。

　　1.油路問題

　　機組油路主要由柴油箱、油箱出油低壓管、一級油水分離器 4套、二級柴油過濾器兩組(每組兩個)、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。

　　正常運轉(zhuǎn)期間，只使用一組二級柴油過濾器，另外一組備用。

　　根據(jù)維修人員反映，當發(fā)生頻率不穩(wěn)現(xiàn)象后，只要及時將在役柴油過濾器切換到備用組，就會穩(wěn)定很多。

　　最近從拖輪上補給的柴油質(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水、臟堵或者柴油濾油器的濾芯質(zhì)量不合格。

　　停機后，維修工更換一級油水分離器濾芯時，發(fā)現(xiàn)有一個濾器壓蓋很難拆掉。

　　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，機組油路的連接球 閥質(zhì)量不佳，可能會漏氣。

　　此外，現(xiàn)場調(diào)研還發(fā)現(xiàn)油箱直接固定在機組橇塊底座甲板上，柴油液位總高度低于一級油水分離器頂部位置，一旦油路不暢或者濾器臟堵時會增大低壓油管的負壓，如此一來，即使管路密封不好也看不到柴油泄漏現(xiàn)象，但是很可能導致進空氣。

　　2.調(diào)速板性能不穩(wěn)定

　　機組專用調(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，影響動態(tài)過程的調(diào)速率幅度，RUN SPD 是在機組運轉(zhuǎn)中調(diào)整轉(zhuǎn)速，IDLE SPD
是調(diào)整怠速。

　　以上調(diào)整都是順時針方向旋轉(zhuǎn)為增大。

　　在以往發(fā)生頻率不穩(wěn)故障時，曾經(jīng)調(diào)過增益，但是穩(wěn)定性較差，運轉(zhuǎn)一段時間后又會出現(xiàn)頻率波動。

　　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

　　為了減小油路負壓及油管線進氣對頻率波動的影響，決定適當加高油箱。

　　2.改進低壓油路管線

　　原柴油機進、回油管路繞彎較多，布局欠佳。

　　測量好尺寸，根據(jù)現(xiàn)場實際空間重新布線、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.檢修一級柴油過濾器

　　所用康明斯柴油發(fā)電機共有兩級柴油過濾器，其中有一級粗濾器 4 套，二級細濾器兩組各兩套。

　　一級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，同時試戴密封蓋，最后感覺剛好蓋嚴方可。

　　一級濾器共有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，最好把3道密封圈都換掉。

　　同時，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

　　當一臺柴油發(fā)電機發(fā)生頻率不穩(wěn)故障，而另外一臺備用機也有其他故障不能在線及時切換投運時，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柴油過濾器進口的三通閥，再依次關(guān)閉在用過濾器出口、進口閥，尤其要注意的是，關(guān)閉出口閥時要緩慢，防止開關(guān)太快造成
PT 泵供油量瞬時波動較大而突然停機。

　　如此，通過二級柴油濾器的在線切換可以贏 得檢修本機或備機故障的寶貴時間。